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2022-01-29
李傳山
(山東棱角建材科技有限公司)
生產中經常會遇到滾動(dòng)軸承“發燒”的情況,如果原因分析不清楚(chǔ)、處理不及時、措施不(bú)妥當,往往會事倍功半,甚至會造成軸承燒壞、減速機打齒等惡性事故。
下麵說說在生產調試過程中遇到的幾則典型案例,分別(bié)針對設計、安裝、潤滑、裝配等環節存在的具體問題進行分析總結,供大家參(cān)考。

潤滑不當造(zào)成的軸承發燒
1、軸承潤滑部位設計存在先天不(bú)足
ZB公司的1號窯窯頭過剩風機(jī)在03年(投產初(chū)期)曾經發生多次軸承燒壞事故(gù),後經現場排查,發現軸承座的油標設(shè)計有問題。
當(dāng)油位在油標下刻線的時(shí)候,實際(jì)測(cè)量,軸(zhóu)承的(de)Z低(dī)一排滾珠剛剛接觸到油麵,隻有當油位顯示在(zài)上刻度線的情況下,才能滿足(zú)運轉需要。
當油位(wèi)接(jiē)近下刻線時潤(rùn)滑狀(zhuàng)況惡(è)化,起初是軸承(chéng)溫度緩慢升高,現場人(rén)員對於軸承發燒報警並沒(méi)引起足夠重(chóng)視,溫升一旦(dàn)達到一定程度便會在(zài)非常短的時間內急劇升高而燒壞軸承。所以油標標示不正(zhèng)確會給(gěi)巡檢維護人員造成誤導。查清原因後,重新劃定了加油標準線。
還有一個例子是CL公司的回轉窯減速機高速軸軸承,開機後僅2~3個(gè)小時軸承就突然冒煙了。事後分析這一事故的原因是高速軸軸(zhóu)承座(zuò)內回油孔太低,油管過來的油大多數直(zhí)接從回油孔流進減速箱了。調整了回油孔的(de)角度,使軸承座內保持一定的油位後,運(yùn)行正常。
2、潤滑油管被異物堵塞
由(yóu)於潤滑管理不嚴(yán)格,加油換油過程中容器較髒或者管路焊接酸洗不規範,造成焊渣鐵鏽等雜物進入油管、進而堵塞油孔的情況,在前期工程中比較多見。
比(bǐ)如ZB公司的生料磨(mó)減速機因為油路被堵(dǔ)燒軸承,TH公(gōng)司的(de)水泥磨減速(sù)機同樣(yàng)是油路被棉紗堵(dǔ)塞造成軸承長期高(gāo)溫等。特別提出的是TH公司減(jiǎn)速機高速軸軸(zhóu)承檢查油量時,始終看不清(qīng)高速軸承裏到底能夠加進(jìn)多少油去,等徹底拆除油管用(yòng)高壓空氣清吹後,才發現裏麵堵了兩根細棉(mián)繩!
另外,TH公司在更換減速機(jī)軸承的過程中,還發現軸承偏心套進油孔太細(偏心(xīn)套的油孔可以比軸承自身的油孔直徑大一個(gè)規格),因此將油孔(kǒng)進行了擴(kuò)孔處理。
由於硬齒麵減速機各部位的軸承普遍采用稀油站強製潤滑,各潤滑點油管為並聯關係,從總(zǒng)的上油量和回油量觀察(chá)時很難發現個別油管的堵塞現(xiàn)象,因此有(yǒu)經驗的維護(hù)人員會仔細(xì)檢查每根油管的溫(wēn)度情況,根據油管的溫差判斷油路是否暢通。一般不過(guò)油的油管溫度較其它管路偏低。
PY公(gōng)司的巡檢人員就曾發現窯中減(jiǎn)速機高速軸油管溫度低並Z終確認油管堵(dǔ)塞的嚴重隱患,從(cóng)而避免了一次重大事故(gù)。
3、潤滑油(脂)變質或加油不及時
滾(gǔn)動軸承(chéng)使用的潤滑油(或潤滑(huá)脂)都有(yǒu)一定的工作溫度,當溫度過高、軸承座內進水、進灰時就會發生嚴重氧化、乳化等變(biàn)質,從而失去潤滑作用(yòng),使軸承(chéng)因(yīn)高溫而燒損。另外,潤滑(huá)油(或潤滑脂)本(běn)身質(zhì)地不良或運行中加油(yóu)(脂)不及時,也是常見現象,比如皮帶(dài)機托輥軸承進雨水、回轉下料器軸承和富勒泵軸承進煤粉或生(shēng)料粉,都會造成軸承溫度(dù)升高或產生異聲。
4、潤滑管路的冷卻(què)器結垢堵塞(sāi),致使冷卻效果(guǒ)變差(chà)
特別(bié)是夏季生產,此(cǐ)問題尤(yóu)其普(pǔ)遍,個別廠家不惜加大或並串聯冷卻器來加強(qiáng)冷卻效果。因為高溫風機冷(lěng)卻器結垢嚴重,軸承溫度過高頻繁報警的情況在各分公司都曾(céng)遇到。比較有效的(de)處理辦法是每年入夏之前對冷卻器進行酸洗除(chú)垢。
安裝不當引起的軸承發熱

1、設計膨脹量不足引起的軸承發燒
這種情況在(zài)大型風機和破碎機(jī)等(děng)長軸類設備(bèi)上較容易發生(shēng),這也是設備設(shè)計製(zhì)造和(hé)安(ān)裝維修人員比較容易忽略的環節。
典型案例CX公司的回轉窯後排風機,投(tóu)產初期曾(céng)出現風機(jī)自由端軸承劇烈發熱現象,因為工(gōng)況狀態下轉子主軸熱膨脹後與(yǔ)軸(zhóu)承端蓋發生劇烈摩擦(cā),很短的時(shí)間內所(suǒ)產生的高溫就將軸(zhóu)承座端蓋(gài)和轉子主軸端麵(miàn)融(róng)焊在(zài)一(yī)起。
所以新風機(jī)安裝驗收(shōu)時要注意核算自由端的軸承軸向間隙是否能滿足工(gōng)況條(tiáo)件(jiàn)的膨脹量要(yào)求(qiú)。
計算軸類膨脹量的方法很簡單:
△L=L×(t-t0)×0.000012
式中:△L—軸的膨脹量;mm;
L—軸承座之間的軸長度;mm;
t—工況溫(wēn)度;℃;
t0—設備安裝時的環境?度;℃。
需(xū)要說明的是,在夏季安裝時還要考慮設備在冬季時的收縮量,這一點對於北方地區尤其?注意。一般講北方寒冷地區冬(dōng)夏兩季的環境溫差Z大(dà)能達到80℃,如果長度是3m的軸在夏天安裝,冬天的Z大收縮量(停(tíng)機時)就能接近3mm。
2、安裝歪斜(xié)造成的(de)軸承發燒
軸承安裝歪斜,會造成滾珠不在軸承滾道的正確位(wèi)置(zhì)滾動,甚至引起較大的滾珠端麵與軸承座(zuò)內座圈和外座圈擋(dǎng)台的軸向力,造(zào)成軸承過熱。
軸承不正的情況排查起(qǐ)來比較費功夫,LY公司的石灰石破碎機軸承發熱即是這種情況,解決方(fāng)法是將(jiāng)百分表吸在軸上,表針打在軸承外(wài)圈端麵(miàn),檢查一周端麵跳動,一般端麵跳動值控(kòng)製在0.05以內。也可以用塞尺直接檢查軸承左右側麵的遊隙。
3、軸承本身裝配不當引起的發燒
(1)配(pèi)合不當
軸承(chéng)內孔與軸的配合采用基孔製(zhì),軸承外圓與軸承座孔的配合(hé)采用基軸(zhóu)製。一般在正常負荷情況下軸與軸(zhóu)承內座圈,采用j5,js5,js6,k5,k6,m6配合,軸承座孔與軸承外座圈采用j6,j7配合。旋轉的座(zuò)圈,通常采用過盈配合,能在負荷(hé)作用下避免座圈在軸徑(jìng)和軸承座孔的配(pèi)合表麵上(shàng)發生滾動(dòng)和滑動。
但有時由於軸徑和軸承座孔的尺寸測量不精確或配合麵粗糙度未達到標準要求,造成過大(dà)的過盈配合(hé),使軸承座圈受到很大擠壓,從而導致軸承本身的徑向間隙減少,使軸承(chéng)轉動困難、發熱,磨(mó)損加劇或卡(kǎ)死,嚴重時會造成軸承內外座圈在安裝時(shí)開裂(liè)。
不旋轉座圈常采用間隙或(huò)過盈不大的配合,這樣不旋轉座圈就有可能產生微小的爬(pá)動(dòng),而使座圈與滾動體(tǐ)的接觸麵不(bú)斷更換,座圈滾道磨損均勻。
同(tóng)時也可以消除軸(zhóu)因熱伸長而使軸(zhóu)承中滾動體發(fā)生軸向卡住的現象。但過大(dà)的間隙配合,會使不旋轉座圈隨滾動體一同轉動,致使(shǐ)軸(或軸承座孔)與內(nèi)座圈(或外座圈)發(fā)生(shēng)嚴重磨損,而出現摩擦使軸承發(fā)熱、振動。
TH公司的水泥磨減速機在更換新軸承後僅運轉兩個多小時就又被燒壞,起初(chū)是因為用於固定軸承的偏(piān)心套與軸承(chéng)外座圈之間間隙太大造成了減(jiǎn)速機震動,維修時在偏心套內(nèi)表麵砸了許多麻點(diǎn),同時又塗抹了固齒膠,造成軸承外座圈無法產生軸向位移,從而不能滿足軸的膨脹要求而被燒壞。
(2)裝配方法不當
軸承和軸徑或軸承座孔的過(guò)盈較(jiào)小時,多采用壓入法裝配(pèi)。Z簡單的方法是利用銅棒和手錘,按一定的順序對稱地敲打軸承帶過盈配合的座圈,使軸承(chéng)順利壓入。
另外,也可用軟金屬製的套管借手錘打入或壓(yā)力機壓入。若操作不(bú)當,則會使座圈變形開裂,或者手錘打在非過盈配(pèi)合的(de)座圈上(shàng),則會使滾道和(hé)滾動體產生壓痕或軸承間接被(bèi)破(pò)壞。
(3)裝配時溫度控製(zhì)不當
滾動(dòng)軸承在裝配時,若(ruò)其與軸徑的(de)過盈較大,一般采用熱裝法裝配。即將(jiāng)軸承放入盛有機油(yóu)的油桶中,機油桶外(wài)部用熱水(shuǐ)或火焰加熱,工藝要求加熱(rè)的油(yóu)溫控製在80℃~90℃,一般不會超過100℃,Z多不會(huì)超過(guò)120℃。
軸承加熱後迅速取出套裝在軸(zhóu)頸上。若(ruò)溫度控製不當造成加熱溫度過高,則會(huì)使軸承產(chǎn)生回火而致硬度降低(dī),運行中軸承就易(yì)磨損、剝(bāo)落、溫升過快甚至開裂。
需要注意的(de)是,用油“煮”軸承時(shí),軸承應平放在油桶內,並且在軸承與筒底之間墊一件(jiàn)高度約50mm的木塊或鋼筋支架,加溫時配合(hé)紅外線(xiàn)測溫(wēn)儀(yí)或溫度計控製油溫。由於油浴加熱方法對於軸承膨脹量的測量和溫度控製以及安裝等環(huán)節都不方便,建議采用電磁感應加(jiā)熱器更(gèng)為妥當。
(4)裝配時對軸承間(jiān)隙調整不當
滾動軸承的間隙分(fèn)為徑向間隙和軸(zhóu)向間隙,其功用是保證滾動體的正常運轉和潤滑以及補償熱伸長。
對於間隙可調整的軸(zhóu)承而言,因其軸向間隙和徑向間隙之間有正比例的關係,所以安(ān)裝是隻要調整好軸向間隙就可獲得所需的徑向間隙,而且它們一般都是成對(duì)使用的(即裝在軸的兩端或一(yī)端(duān)),因此,隻需要(yào)調整(zhěng)一隻軸承的(de)軸向間隙即可。
但對於減速機而(ér)言,調整軸承(chéng)間隙時應注意齒(chǐ)麵齧(niè)合情況(kuàng)。一般用墊片(壓鉛絲法)調整軸向間隙,有的也可用螺(luó)釘或(huò)止推環(huán)調整。
如果間隙調整過大(dà)或者運行過程中減(jiǎn)速機端蓋鬆動造成軸承間隙過大,不但會造成軸承自身振動大、噪音大、保持架易損壞等問題(tí),還會(huì)進一步造成(chéng)齒麵齧合不正造成減速(sù)機打齒事故。如DY公司的2號窯中減速機(jī),SS公司(sī)1號窯煤磨減速機的打齒事故主要是因為軸承軸向間(jiān)隙過大,齒麵齧合不正造成的。
對於間隙不可調整的滾動軸承,因其徑向間隙在製造時就已按標準(zhǔn)確定好了,不能進(jìn)行調(diào)整,此類軸承裝在軸徑上(shàng)或軸承座孔內之後,實際的徑向間隙稱為裝(zhuāng)配徑(jìng)向間隙,裝配時(shí)要使裝配徑向間隙的(de)大小恰好能在運轉(zhuǎn)中造成(chéng)必要的工作徑向間隙,以保證軸承靈活轉動。
此類軸承在工作(zuò)時,由於軸在溫度升高時受(shòu)熱伸長而使其內(nèi)處座圈(quān)發生相對位移,從而使(shǐ)軸承的徑(jìng)向間隙減少,甚至使滾動體在內外座圈間卡住。若將雙支承滾動軸承中(zhōng)的一個(gè)軸承(另一個軸承固定在軸上和軸承座中)和側蓋間留出軸向間(jiān)隙,可避免上述現象。
比較典型的例子是(shì)PY公司的2號篦冷(lěng)機9號(hào)風機。一個月內更換了8盤軸承(chéng),Z後懷疑軸承(chéng)質(zhì)量不好,改成進口軸承,仍無(wú)濟於事。
真正原因是維修人員更(gèng)換軸承時將加在上下軸承座間的(de)墊片弄丟了,這樣壓緊上蓋後,軸承(chéng)外圈變形被?扁,徑向間隙(xì)變小或幾乎為零,軸(zhóu)承一旦運行生熱,膨脹受阻便會因急劇高溫(wēn)而燒壞,Z嚴(yán)重的時候幾乎(hū)運行一兩個小時軸承便被燒壞。
對該風機軸承壓(yā)鉛絲檢查(chá)後,發現軸承座(zuò)配合麵各(gè)個部(bù)位的過贏量差別很大,Z多的部位加了0.23mm墊片,Z少的部位幾乎沒(méi)有增加墊片,隻靠塗密封(fēng)膠來補償。軸承遊隙合適(shì)後,運(yùn)行溫度40℃左右,一切正常。
4、聯軸器對中不好也會造成軸承發熱或(huò)失效
大多數(shù)運轉設備的輸入軸是通過聯軸器與(yǔ)動(dòng)力軸相連(lián)接,因此裝配時必須進行聯軸器的找正,使主動軸與(yǔ)從動軸在同一軸線上。電機(jī)瓦的發熱80%是由於(yú)對(duì)中(zhōng)不好造成的(de)。如PY公司生(shēng)料磨減速機電機瓦。
XC公司的(de)水泥磨(mó)減速機聯軸器本身加工(gōng)誤差太大,造(zào)成對中不好(hǎo),電機軸(zhóu)承溫度高,設(shè)備振動大。另外在(zài)聯軸器安裝過程(chéng)中一定要注(zhù)意主動端和從動端兩半聯軸器的相對位置標記(jì),避免柱銷孔偏差太大,造成柱銷安裝過(guò)緊的現(xiàn)象。
轉子不平衡

有些轉(zhuǎn)子在運行過程(chéng)中由於受到介質的腐蝕或固體雜(zá)質的磨損,或者是軸(zhóu)出現彎曲,就會導致產生不平衡的離心力,從而使軸承發(fā)熱、振動,滾道嚴重磨損(sǔn),直至破壞。這一(yī)點對於磨機(jī)係統內的循環風機尤為重要。由於葉輪磨損較嚴重,磨損後轉子(zǐ)平衡性較(jiào)差,風機震動較(jiào)大,往往會造成軸承提前失效。
檢查更換不及時
軸承(chéng)如(rú)發現嚴重的疲勞剝落、氧化鏽蝕、磨損的凹坑、裂(liè)紋、硬度降低到HRC<60,或有過大噪音無法調整時(shí),應及時更換。若檢查、更換不及時,則會造(zào)成軸承出現發熱、異聲(shēng)、振(zhèn)動等情況(kuàng)甚至轉子的(de)嚴重破壞,從而影響正常的生產。另外,軸(zhóu)承拆(chāi)卸不當、設備地腳螺栓鬆(sōng)動造成的振動,也會(huì)導致軸承滾道和滾(gǔn)動體產生壓痕,軸承內、外座圈的開裂。軸承運行過程中,應按規定周期進行檢(jiǎn)查。
軸承質量不良
滾動(dòng)軸承零件以點接觸(chù)或線(xiàn)接觸的形式,在高的交變接觸應力下(xià)長(zhǎng)期工作。主機的精度、壽命和可靠性很大程度上決定於軸承。不論是普(pǔ)通軸承還是特種專用軸承,主(zhǔ)機(jī)對其壽命、性能和可靠性都提出(chū)很高的要求(qiú)。因此在軸承的采購驗收環節中一(yī)定要注意檢查,首先要采用(yòng)正規名牌廠家的產品,關(guān)鍵部位甚至采用原裝進口軸(zhóu)承,比如SKF軸承,NSK軸承,TIMKEN軸承與FAG軸承。特殊部位應進行特殊設計,比如輥壓機和立磨磨輥的軸承。
PY公司和JY公司的輥軋機軸承雖然經過(guò)特殊訂貨,但因國內大型軸承製造(zào)質量不穩定,還是出現了滾圈內表麵點(diǎn)蝕剝落現象,造成軸承發燒,輥壓機頻繁跳停(tíng)的(de)事故。
軸承選(xuǎn)型不當
選用軸承時應注意該軸承的極限轉速(sù)、負載能力,不能超轉速、超(chāo)負(fù)荷使(shǐ)用。
綜合因(yīn)素造成的軸承發熱
AQ公司一期後排風機(型號:Y6-2x40-14NO30F)因(yīn)為軸承頻繁發熱問題曾(céng)經影響生產。這件事情的Z終解決曆時兩年多(duō)時間,直接費用30餘萬元(yuán)。
起初是因為葉輪(lún)自由端(duān)軸(zhóu)承發燒造(zào)成軸承內圈過熱與軸熔焊在一起,現場用砂輪(lún)修整(zhěng)軸頸(jǐng)後維持(chí)生產,因為擔心該部位存在配合不好(風機振動偏大)會給(gěi)生產造(zào)成長期隱患,大修時又重新更換了轉子主軸和軸承座。更(gèng)換後先是自由端軸承發熱,後是聯軸器(qì)側軸承發熱,開機半小時左右溫升便急劇達到80餘℃。反複多次,造(zào)成窯係統無法正常運行。其發生問題的主要原(yuán)因分析如下:
1、初期自由端軸承發熱並燒壞的主要原因是外座圈壓的比較(jiào)緊,軸承無法隨著主軸的膨脹產生軸向位移。另一原因是內座圈與軸之間的實際配合過盈量不足(或(huò)者已(yǐ)成為過渡配合)。當係統氣體溫升變化(huà)幅度較小時軸承隻是(shì)輕微微發熱,並不影響運轉。但如果工藝係統操作異常,氣體(tǐ)溫度(dù)過高,則造成膨脹(zhàng)量不足。內圈與軸之間產生滑動,並燒壞粘連(lián)。
2、更(gèng)換轉子主軸(zhóu)和自由端(duān)軸承座後自由端軸承(chéng)發熱是因為瓦座加工時結合麵尖角未倒鈍,軸承安裝後造成“夾幫”現象。對於新(xīn)軸(zhóu)承座應該注意裝配時的檢查,必要時按照“刮瓦”的要求進行處理。
3、聯軸器側軸承發熱是因為軸承和主軸的垂直度不好,外座圈偏斜,滾珠(zhū)運行位(wèi)置不正。因為是舊軸承,一旦軸溫異常,軸承位(wèi)置變化較大,偏離原先的滾道位置,便會造成發熱。另外在風(fēng)機運行過程中電機(jī)的底座(zuò)頂絲座頂歪,電機位移,造成聯(lián)軸器對中精度差,也是重要原因之一。
4、軸承座回油管較(jiào)細,冬季溫度較低,回油變慢,因為怕軸承座軸向漏油,崗位人員減少了軸承給油量。客觀上減(jiǎn)少了軸承潤滑油的(de)供油量和循環量,也是軸承溫升過(guò)快的一個重要原(yuán)因。針對這一情況我們(men)在現場調(diào)高了供油壓力。(減(jiǎn)少(shǎo)了油(yóu)站安(ān)全閥處回油(yóu)管閥門的開度)
結(jié)論
中控操作和現場巡檢人員對於(yú)設備軸承溫升的異常情況應引起足夠警覺,它是軸承和設備產生故障的(de)先期信號(hào),如果(guǒ)處理滯後、方法(fǎ)不當,將會使狀態進一步惡化,造成(chéng)重大事故。因此設備操作和維護人員應該注意觀察軸承的溫度曲(qǔ)線和報警信(xìn)息,並結合振動監測等手段(duàn),尤其要注意找到(dào)軸(zhóu)承發燒的真正原因,才能徹底(dǐ)消除設備(bèi)隱患。
(來源:智慧水泥)