劉洪吉

（青島特殊鋼鐵有限（xiàn）公司裝備部，山東青（qīng）島　266400）

摘　要：某軋鋼廠軋機減速箱軸承內（nèi）圈（quān）部件在短時間內損（sǔn）壞嚴重，為了查找軸承損壞的（de）原因，進行了相關技術驗證並推斷故障機理，Z終確認軸承損壞的原因是（shì）短時間強（qiáng）電流電蝕所致。

關鍵（jiàn）詞：頻譜（pǔ）分析（xī）；加速度包絡；軸（zhóu）承；電蝕

某軋鋼廠軋機減速箱檢修投入使用後振（zhèn）動值增大，采用頻譜分析技術對該（gāi）設備進行監（jiān）測診（zhěn）斷（duàn），分析並驗證高速（sù）軸驅動端軸承（chéng）內圈故障。軸承使用一周便出現異常（cháng）磨損，為了查找故（gù）障原因，對此展（zhǎn）開一（yī）係列試驗分析。

1、設（shè）備狀態監測（cè）與故障診（zhěn）斷（duàn）

2020年3月29日檢修完（wán）成一周（zhōu）後，監測發現該設備高速軸驅動端振動（dòng）值由2.4mm/s上升至7.2mm/s，加速度包絡總值由1.87gE上升至22.3gE，頻譜圖中出（chū）現軸承（32230）內圈故障頻率，且兩側伴有多組邊頻（圖1），分析是高速軸驅動端軸承內（nèi）圈故障。4月11日，檢修時發現高速軸驅動端軸承內圈滾道處存在密集凹坑和（hé）多條溝蝕（圖2）。

為了分析軸承內圈（quān）磨損原因（yīn），對軸承內圈進（jìn）行（háng）相關試驗分析，主要包括化學成（chéng）分分析、硬度測（cè）定、SEM觀察與EDS分析。通過相關試驗，判斷軸承內圈磨損是否和自身質量及（jí）外（wài）界（jiè）因素有關，找（zhǎo）出軸承內圈短期磨損的原因。

2、試驗分析（xī）與結果

2.1化學成分分（fèn）析（xī）

所用（yòng）軸承（32230）材料為GCr15鋼，采用光譜分析儀對試（shì）樣進行檢測，成分分析如表（biǎo）1所示（shì），試樣符合GB/T18254標準。

2.2硬度（dù）測定

橫截麵（miàn）取樣（yàng），測定其表層與內部基體的硬度，見表2。試樣（yàng）符（fú）合GCr15調質處理後的硬度標準。

2.3SEM觀察與EDS分析

觀察試樣缺（quē）陷部位形貌（mào），表麵存在凝固產（chǎn）物（wù）和汙跡（圖3），其能譜分析結果見圖4，主要成分為C，含有微量的（de）K、Na、Si、P、Mg、Zn、Ca等成分，推測為汙染物和潤滑脂添加劑成分。

3、試驗結果與討論

軸承內圈的材質和硬度都符合GCr15的要求，此次磨（mó）損與軸承（chéng）本身材質無關。軸承內圈有兩條平行的（de）磨損痕（hén）跡，且磨損（sǔn）嚴重，周圍分布有大量（liàng）微小（xiǎo）的凹坑，磨損處存在潤滑脂（zhī）汙跡，且潤滑（huá）脂有變（biàn）黑、碳化現象（xiàng），部分（fèn）區域潤滑脂有（yǒu）明顯灼燒後凝固痕跡，呈現（xiàn）出電蝕的特征。

當電流通過軸承時，電流會擊穿滾動接觸部分極薄的（de）油膜，產生火花，使接觸表麵產生局部熔化損，形成電弧（hú）放（fàng）電麻點，造成軸承溝道和鋼球（qiú）電蝕，使摩（mó）擦係數增大，加劇機械磨損，致使軸承異常發熱，嚴重時會（huì）發展成剝落，Z終使軸承功能過早失效。電蝕（shí）對軸（zhóu）承（chéng）的破壞程（chéng）度取（qǔ）決於電（diàn）流能量的（de）大小和持續時間的長短，破壞效果基本相似，包括（kuò）滾動體、內外（wài）圈滾道上的電蝕凹坑和條狀平行溝蝕。電流通過還會導致軸承內的潤滑脂結構發生變化，局部高溫會導致添加劑和基油發（fā）生反（fǎn）應，使基（jī）油燃燒或碳（tàn）化，潤滑脂變黑（hēi）變硬。同時，300℃左右的高溫致使潤滑脂變稀，在旋轉部件作用下（xià）從間隙甩出，潤滑脂的迅速失效也是過電流導致軸承失效的一個典型模式。

4、電流查找及預防（fáng）措（cuò）施

為了查找通過軸承電流的來（lái）源，逐步開展排查工作：經過對接（jiē）地體（tǐ）的接地電阻檢測，接（jiē）地電阻阻值0.028Ω符合接地標準（zhǔn）要求；電機接地碳刷與轉軸接觸良好，電（diàn）機碳刷接地電流與正常電機接地碳刷電（diàn）流一致，可以（yǐ）排除軸電流導致軸承電蝕；現場檢查時，發現（xiàn）軋機減速箱附近存在（zài）電焊作業情況，搭接地（dì）線部位與軋（zhá）機減速箱直接利用減速箱接地進行搭接，推測電焊機作業時產生的較大短路電（diàn）流通過（guò）地線傳導至減速箱造（zào）成軸承電蝕。

預防措施：設備（bèi）主（zhǔ）管部門出具（jù）電焊作業管理規定，規範（fàn）接地，嚴禁在減速箱上跨接或者搭接接地線，防止電流通過導（dǎo）致（zhì）軸承電蝕（shí）。

5、結語

電焊（hàn）作業（yè）接地部位與減速箱接地（dì）線進行搭接，電流通過軸承導致內圈電蝕，是造成軸承（chéng）異（yì）常磨損（sǔn）的主要原因，采取相應的防範措施可以避免（miǎn）同類故障的發生。

來源：《中國設備工程（chéng）》2020年23期