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2023-10-25
郭建剛 韋立船管(guǎn)
(版權歸原作(zuò)者或機構所有)
軸承是機(jī)械係統中一種不(bú)可或缺的(de)零部件(jiàn),它是機械設備重要的導向支撐裝置,協調設(shè)備安全有效運動,其故障直接(jiē)影響設備的安全運行。因此,為(wéi)了確保機械設備正(zhèng)常和安全運行,我們(men)需要加強軸承的檢查、維護和檢修(xiū)。
維護和潤滑對於總購置成本的重要性往(wǎng)往被低估,對於設備來說,軸承的成本僅占設備總(zǒng)成本的很少一部分,通過專注(zhù)於軸承的維護和潤滑措施,以及提供相應的(de)拆裝設備與培訓,有助於提高設備(bèi)可靠性、降低運(yùn)營成本並且改善人員的安全。
軸承(chéng)失效因素
一般影響軸(zhóu)承(chéng)壽命的因素有潤滑不良36%、軸承疲勞34%、安裝不當16%,汙染14%。
潤滑不良(約占36%)
據調查,潤滑不(bú)良是(shì)造成軸承過早損壞的主要原因。包括未及時加注潤滑劑或潤滑油;潤滑劑或潤滑油未加注到位;潤滑劑或潤(rùn)滑油選型不當;潤滑方式不正確等等。
建議(yì):選擇正確(què)的潤(rùn)滑劑或潤滑(huá)油,使用正確的潤滑加注方式。
馬(mǎ)達潤滑脂的填充需要根據設計量注入,合理分散在軸承室空間內。在(zài)馬達運轉過程中,必須防止潤滑脂惡化或丟失造成(chéng)的軸承故障,定期補充軸承專用的潤滑脂。為了防止潤滑脂惡化、潤滑性能下降、軸承故障,嚴禁混合不同等級的潤滑脂(zhī)。
疲勞(約占34%)
疲勞破壞是軸承常見的損壞方(fāng)式。常見的疲勞破壞的原因可能是:軸承選型不當(dāng);長期超負荷運行;未及(jí)時(shí)維修;維修不當(dāng);設備老化等。
建議:選(xuǎn)擇適當(dāng)的軸承(chéng)類型,定期及時更換疲勞軸承。
例如部分電機自由(yóu)端采(cǎi)用(yòng)特殊止動軸承換新時被更換成普通軸承造成軸承座磨損。
安裝不(bú)當(約占16%)
1、安裝時力度過猛,其中用錘子或剛性材料敲擊軸承對軸承傷害是的;也是(shì)造(zào)成變形的主要原因。
2、安(ān)裝有偏差或未裝到軸承位,造成軸承遊隙過小。內外圈(quān)不處於同一旋轉中心,造成不同心。
建議:選擇適(shì)當的或專業的軸承安裝工具,安裝完畢用專用儀器檢測。
SKF安裝工(gōng)具套裝
汙染(約占14%)
汙染也會(huì)導致軸承過早損(sǔn)壞,汙染是指有沙塵、金屬(shǔ)屑等進入(rù)軸承內部。主要原因包括:使用前過早打開軸承包(bāo)裝,造成汙染;安(ān)裝時工作(zuò)環境不清潔,造成汙染;軸承的工作環境不清潔,工(gōng)作介質汙染(rǎn)等。即使肉眼看不見的微小灰塵進入軸承,也(yě)會增加(jiā)軸承的(de)磨損,振動和噪聲(shēng)。
建議(yì):在使用前好不要拆開軸承的包裝;安裝時保持安裝環境的清潔,增強軸承的密封裝置,添加油脂時油槍要專用並清(qīng)潔油嘴。
影響軸承壽(shòu)命的因素(sù)
一般來說,軸承選用恰當,配合適當,潤滑(huá)得當,預緊相當(dāng),冷卻應當……軸承的使用壽命是很可觀的,我(wǒ)們在日常生產生活時(shí)往往能夠看到,隨機器原裝(zhuāng)的軸承,經年累月,仍(réng)然能夠正常使(shǐ)用,一旦壽終正寢,再更換(huàn)軸承,哪怕再好(hǎo)再(zài)貴,都不能和(hé)開始安裝的軸承壽命相比,這是為什麽(me)呢?
概因(yīn)軸承的選擇不當、安裝不良、潤滑不充分以及密封不良等,都會引發軸(zhóu)承產生燒結、磨損、斷裂(liè)、缺損、卡傷、鏽(xiù)蝕等故障,都會導致軸承無法繼(jì)續使用,產生實(shí)際使用壽命遠遠低於額定壽命的情況(kuàng)。
此外,由於使用條件(jiàn)對(duì)軸(zhóu)承的功能(旋轉精度(dù)、剛性及發熱等)影(yǐng)響較大,因(yīn)此,對軸承的實際使用(yòng)壽命會產生較大影響,往(wǎng)往與額定壽命(mìng)偏差較遠,當(dāng)軸承出現使用(yòng)壽命與額定壽(shòu)命遠遠不符合的情況時,就應當考慮:
(1)軸承選用是否恰當。特別是當機器長時間運轉,主軸難免會發生磨損,精度(dù)下降的情況,這時候就應考慮(lǜ)遊隙更大的軸承,或者是否需要更換主軸。
(2)軸承配合(hé)是否適當。長時間運轉的設備軸承(chéng)座及軸都有磨損,間隙就會變(biàn)大,應通過專業尺寸修複後選配軸承。
(3)軸承潤滑是否得當。軸承潤滑一般(bān)分為脂潤(rùn)滑、油霧潤滑、油氣潤滑、噴射潤滑四種(zhǒng),四種潤?方式各有(yǒu)優缺,潤滑可以有效降低摩擦(cā)及磨損,帶走摩?產生的熱(rè)量,防(fáng)止鏽蝕,防止異物侵入(rù),從而延長(zhǎng)軸承的使用壽命。
(4)軸承的預緊是否恰當。軸承預緊有(yǒu)兩種方式。一種是定(dìng)位(wèi)預緊,一種是定壓預緊。?位(wèi)預緊固定相向(xiàng)軸承的(de)位置,有(yǒu)助(zhù)於提高軸(zhóu)承的剛性。定壓預緊通過彈簧變(biàn)形施加載荷,旋轉中由於熱影響和載(zǎi)荷(hé)影響,軸承的位置即使發生變(biàn)化,仍可保持穩定的預緊載荷。在機床的主(zhǔ)軸等進行(háng)高速旋轉的場合使用角接觸球軸承時,還應考慮陀螺滑動和離心力等導致(zhì)的(de)滾動(dòng)體和滾道麵接觸壓的增加因素,並設定適當的預緊量。對於有彈簧墊片預緊的軸(zhóu)承安裝時一定要將彈簧墊片按原樣裝(zhuāng)複。
(5)其他因(yīn)素。影(yǐng)響軸承(chéng)使用壽命的因素很多,除(chú)了上述的內容外,如軸承冷(lěng)卻、軸的撓曲、軸及軸承箱的精度等,因(yīn)此(cǐ)需要仔細分析,認真排查(chá)。
應(yīng)隔多久進行補脂?
正確的軸承潤滑是軸承獲得長期(qī)有效使(shǐ)用壽命(mìng)的基本因素。針對具體(tǐ)的(de)軸承(chéng)應用選擇合適的潤滑脂,並且在 軸承轉起(qǐ)來(lái)之前加入恰當的量是(shì)十分重要的。在工作過程中,還需(xū)要定期為軸承補充潤滑。以正確的補充(chōng)潤滑間隔和正(zhèng)確的量(liàng),向軸承加入正確的潤(rùn)滑脂是實現軸承較佳運行績效和化使用壽命的基本要求(qiú)。在實際應用中,手(shǒu)工進行補充潤滑是很常見的;連續的補充潤滑(huá)能夠帶(dài)來諸(zhū)多(duō)好處。
但是對(duì)於補充油(yóu)脂的間隔,遺憾的是,這一問題沒有統一的答案。右側圖為軸承(chéng)補油間隔圖,僅(jǐn)適用於在溫(wēn)度不高於 71.1°C、在正常(cháng)負荷下(xià)工作的固定設(shè)備水平(píng)軸軸承,且僅有指導意義。
比例尺 a:徑向滾珠軸承
比例尺 b:圓(yuán)柱滾子軸承、滾針軸承
比例尺 c:球麵滾柱軸承、圓錐滾柱軸承、止推滾珠軸承、滿裝圓柱滾柱軸(zhóu)承(20% 補脂(zhī)周期操作小時)、配有軸承罩的交叉圓柱滾(gǔn)柱軸承(30% 補脂周(zhōu)期操作小時)、推力圓柱(zhù)滾柱軸承、推(tuī)力滾針軸承和推力球麵滾柱軸承(50% 補脂周期操作小時)
對(duì)於垂直軸軸承,應將此圖所示周期(qī)減半。對於軸承潤滑脂在高溫下的加速老化,軸承(chéng)溫度每比 71.1°C 高 2.8°C,應將周期(qī)減半一次。
對於鑽孔尺寸為(wéi) 300 毫米及以上的(de)大(dà)型滾柱軸承,必須以高於(yú)此圖所示的頻(pín)率對軸承進行補脂,才能(néng)確保實現(xiàn)充足潤滑,因此相應線條會斷開(kāi)。我們的示例顯(xiǎn)示了 3,000 小時(即 4 個月)的周期。
補脂需要使用(yòng)多少潤滑(huá)脂?
針對軸(zhóu)承的適當用量和補脂周期可按(àn)以下公式進行計算:
G = 0.005 DB
其中:
G = 潤滑脂重量(克)
D = 軸承外部直徑(毫米)
B = 軸(zhóu)承寬(kuān)度(毫米)
滾動軸承填充潤滑脂參考以下(xià)原則:
(1)一般軸承內不應裝滿潤滑(huá)脂,以裝到軸承內腔全部空間(jiān)的1/2-3/4即可;
(2)水平軸承填充內腔空間(jiān)的2/3-3/4;
(3)垂直安裝的軸承填充腔內空間的1/2(上側),3/4(下(xià)側);
(4)在容(róng)易汙染的環境中,對於(yú)低速或中速的軸承,要把軸承和軸承盒裏全部空間填滿;
(5)高速軸承(chéng)在裝脂前應先將軸承放在優質潤滑油中,一般是用所要填充的軸承(chéng)潤滑脂的基(jī)礎(chǔ)油(yóu)中浸泡一下,以(yǐ)免在(zài)啟動時(shí)因摩擦麵潤滑脂不足而引(yǐn)起軸承燒壞(huài)。
請注(zhù)意,與其(qí)他任何單一要素相比,過度加注可(kě)能會造成更多(duō)軸承故障。如果存(cún)在過多潤滑脂,內部摩擦將導致溫度高於其(qí)滴(dī)點,造成(chéng)軸承潤滑脂發生氧化並提早出(chū)現軸承故障(zhàng)。
對於軸承補油(yóu)間隔及補(bǔ)油量部分設備說明書中也有指出,當然補充油脂隻針對開式軸承,閉(bì)式軸承無需補(bǔ)油或換脂。
軸承的安裝
安裝是軸承生命周期中的關鍵階段(duàn)之一。如果未使用正(zhèng)確的方法和工具來正確地(dì)安裝軸承,軸承(chéng)的使用壽命會縮短。要(yào)進(jìn)行正確和有效的軸承安裝,不同應用場景(jǐng)可能需要(yào)使用機械的、液壓的或加熱的方法。選擇適用於您的(de)具體(tǐ)應(yīng)用的安裝方法來裝配軸承,將有助於延長軸承的使用壽命,減少軸承過早(zǎo)失效、以及由此造(zào)成的損壞而產生的成本。
安裝軸承應盡(jìn)量在幹燥、無塵的區(qū)域(yù)進行(háng),並應遠離會產生金屬碎屑(xiè)和(hé)灰塵的設備。當必須在複雜的環境下安裝時(shí),應當把汙染降到(dào)。不允許強力衝壓,不允許用錘直接敲擊軸承,不允許通過滾動(dòng)體傳遞壓力。
盡量使用專用工具,極力避免使用布類和短纖維、生鏽的鐵管等之類的東西(xī)。直接用手拿取軸承時,要充分(fèn)洗去手上的汗液(yè),並塗以優質礦物油後(hòu)再進(jìn)行操作,在雨季和夏季尤其(qí)要注意防鏽。
安裝軸承時,應當根據類型和尺寸,選擇機械,加熱或液壓(yā)等方法進行。我司采購的SKF軸承已經密封良好,安裝時(shí)無需進行(háng)清洗,安裝前確保在潔(jié)淨幹燥的場所。
冷安裝
該(gāi)種安裝方式適合安(ān)裝(zhuāng)配合不是太緊的小 軸承,可以通過一個 套筒並以錘擊的方法,輕輕敲擊套筒(tǒng)把軸承(chéng)裝到合適的(de)位置。敲(qiāo)擊時(shí)應盡量均勻(yún)的作用在軸(zhóu)承套圈上,以防止軸承傾斜或(huò)歪斜。
大部(bù)分軸承(chéng)都采用壓入法進行安裝。如果要(yào)將軸(zhóu)承的內外圈同(tóng)時(shí)裝到軸上和軸承座中,必(bì)須確保以相同的壓力同時作用在內外圈上,且必須與安裝工具接觸麵在同一平麵(miàn)上(shàng)。
熱安裝
通常情況下,對於較大型軸承的(de)安裝,不通過加熱軸承或(huò)軸承座是不可能的,因為隨著尺(chǐ)寸的(de)增大,安裝時需要的力越大。熱安裝(zhuāng)所需要的軸承套圈和軸或(huò)軸承座之間的溫差主要取決於過盈量和軸承配合處的直徑。為了便於安裝,可利用熱脹冷縮原理,將軸承加(jiā)熱後用銅棒、套(tào)筒(tǒng)和手錘安裝。開式軸承溫度要控製在 100℃以(yǐ)下,80~90℃較為合適,溫度過高時,易造(zào)成軸承套(tào)圈滾道和滾(gǔn)動體退火,影響硬度和耐磨性,導(dǎo)致軸承壽命降低及過早報廢。利(lì)用加熱法安裝(zhuāng)軸承時,油溫達到規定溫度 10 分鍾後,應迅速(sù)將軸承從油液中取出,趁(chèn)熱裝於軸上(shàng)。必要時,可用安裝工具在軸承內圈端麵上稍加(jiā)一點壓力,這樣更容易安裝。軸承裝於軸上後,必須立即壓住內圈,直到冷卻為止。不(bú)推薦將帶有密(mì)封件和防塵蓋的(de)軸承加熱到80℃以上(應確保溫度不超過(guò)密封件和潤滑脂允許的度)。加熱軸承時,要均勻加熱(rè),絕不可以有局部過熱的情況。
軸承(chéng)感應加(jiā)熱器
帶圓錐孔的軸承,其(qí)內圈大部分是以過盈配合的方式來安裝的。過盈量是由內圈在圓錐形軸徑、緊(jǐn)定套或退卸套上的軸向推進距離決定的。?圓錐形配合麵上的推進距離越(yuè)大,軸承的徑向內部遊隙就越小,可通過測量遊(yóu)隙(xì)減小量或軸向推進距離來確定過盈量。
中小型軸承(chéng)可以利用(yòng)軸承安裝工具或好用鎖緊螺(luó)母(mǔ)把內圈推進到圓錐形軸徑上的適當位置。在使用緊定套的情況下,使用可(kě)以用鉤形扳手或衝擊扳手鎖緊的套筒螺母。對退卸套可用軸承安裝工具或端板將其推入軸承內孔。
注油法
注油法的工作原理是:液壓油在高(gāo)壓下(xià)通過(guò)油孔和油槽,注入軸承和軸徑之間的配合麵(miàn),形成一層油膜。油膜將配合麵分開,使得配合麵之間的摩擦大幅減少。這種方(fāng)法通(tōng)常(cháng)用於直接把軸承安裝在圓(yuán)錐形軸徑上的情況。必須的油孔和油槽應(yīng)是整體軸設(shè)計的一部分。如果緊定套和退卸(xiè)套,已加工有(yǒu)油孔油槽,這種方法也(yě)可用於將(jiāng)軸承安裝在緊定套或退卸套上。
軸承安裝的常見錯誤示範
鐵錘直接敲擊軸承
安裝內圈(或外圈)過盈配合的軸承,禁止用鐵錘(chuí)直接敲擊軸承(chéng)內圈(或外圈)端麵,這樣很容易把擋(dǎng)邊敲壞。應該采用套筒放(fàng)在內圈(或(huò)外圈)端麵上,用鐵錘敲擊套筒來安裝。
通過滾動體來傳遞安裝力
安裝內圈過(guò)盈配合的軸承時,不能通過外圈和滾動體把力傳遞給內圈。這會把軸承(chéng)滾道和滾(gǔn)動體表麵敲壞,使軸承在運轉時產(chǎn)生噪音並提前損壞。正確(què)的方法應該用套筒直接把(bǎ)力(lì)作用(yòng)在內圈端麵上。
加(jiā)熱溫度過高
有些用乙炔噴槍對軸承(chéng)內孔進行(háng)加熱(rè),當加熱溫度(dù)超過(guò)727℃(軸承鋼的相變溫度)時,軸承鋼內部的金相組織將發生變化。當軸承冷卻後,軸承內孔就不能恢複到原來的尺寸,通常比加(jiā)熱(rè)前的尺寸要大。
被乙炔噴槍加熱後的軸(zhóu)承,表麵變成黑色
軸承的?卸
拆卸(xiè)軸承時,必須注意不要損壞其它機器部件,如(rú)軸、軸承座,因為其它的(de)機器部件的(de)損壞也會危及(jí)機(jī)器的效率和壽命。具體(tǐ)可能需要采用機械、加熱或液(yè)壓的拆卸(xiè)方法和工具,以安全、正確和有效地拆卸軸承。
機械法拆卸軸承
選(xuǎn)擇合適(shì)的拉拔器是(shì)工作的關鍵。拉拔器的類型(xíng)、拉拔(bá)能力對於安全方便地完成拆卸工作(zuò)很關鍵。無論在何種情況下,隻要有可能,一定要將拉拔力施加在過盈配(pèi)合的套圈上。
加(jiā)熱法拆卸軸(zhóu)承
圓柱滾子軸承(chéng)的內圈一般采用(yòng)過(guò)盈配合,需要較大(dà)的力進行(háng)拆卸。使用(yòng)加熱(rè)設備可以方(fāng)便、快速地進行拆卸,並降低損壞內(nèi)圈和軸的風險。必要時采用機械法與加熱法相結合的(de)方式拆卸軸承。
軸係對中
在軸承裝到(dào)具體(tǐ)應用位置後,例如要將電機與泵連接起來,就應該進行對中。如果機器未進行有效的對中,會導致軸承承受額外的負載、摩擦和振動。這些會加速軸承和其它(tā)機器(qì)部件的疲勞並導致失效(xiào),影響其使用壽命。此外,增(zēng)加的振動(dòng)和摩擦將顯著(zhe)地增加能耗,以及增大過(guò)早失效的風險。
1、直尺塞規法
利用直尺測量聯軸器的同軸度誤差(chà),利用塞規(guī)測量聯軸(zhóu)器的平行度誤差。這種(zhǒng)方法簡(jiǎn)樸,但(dàn)誤差大。一般用於轉速較低、精度要求不高的(de)機器(qì)。
2、外圓、端麵雙表法
用(yòng)兩個千分表分別測量聯軸器輪轂的外圓和端麵(miàn)上的數值,對測得的數值(zhí)進行計算分(fèn)析,確定兩軸(zhóu)在空間的位置(zhì),結果得出調整量和調整方向。這種方法應用對比廣泛。其主要缺點是對於有軸向(xiàng)竄動的機器,在盤車時端麵測量讀數會產生誤差。它一般用於采(cǎi)用滾動軸承、軸向竄動較小的(de)中(zhōng)小型機器。
3、外圓、端麵三表法
此法(fǎ)是在端麵上用兩個千分表,兩個千分表與軸中(zhōng)心等距離對稱設置,以消除軸向竄動對(duì)端麵測量讀數的影響,這種方法的精(jīng)度很高,適用於需要精確對中的細致機器和高速機器。
基本狀態監測
在日常工作(zuò)中,通過定期的巡視檢查運轉中設備(bèi)基本的狀態(包括溫度、聲音、可視化檢查、速(sù)度、漏電檢查和振動測量等方麵)監測來定期檢查軸承的狀態至關重要(yào)。這些定(dìng)期檢查能夠發現潛在的問題,幫助(zhù)預防機械設備停(tíng)機甚至損壞。也可以借助先進的(de)檢測工具來發現問題如:手機熱成像儀、測振儀等。
在軸承的生命周期中管理(lǐ)公司通過集中采購的模式保證供應質量,其餘幾個(gè)階段則需要船上工作人(rén)員仔細認真的執行設備維保(bǎo)計劃及良好的拆裝(zhuāng)工藝。通過正確的實施(shī)維護和使用恰當的工具、定期定量補充潤滑脂,可以顯著地延長軸承的使(shǐ)用壽命,保障船舶安全可靠運營,為韋立集團大發展貢獻自己的力量。
參考:SKF官網、美孚官網(wǎng)