专家解答

机械的轴承故障分析及处理

1滚动轴承失效分析

1.1滚动轴承振动分析

滚动轴承失效的典型方式是其滚动接触的简单疲劳剥落。 {TodayHot}此剥离,剥离表面积约为2mm2,深度为0.2mm~0.3mm,可通过监测器检测其振动来判断。在内圈表面,外圈或滚动元件上可能发生剥离。其中,内圈具有高接触应力并且经常被破坏。

在用于滚动轴承的各种诊断技术中,振动监测器监测仍然是最重要的。一般来说,时域分析方法相对简单,适用于低噪声干扰的场合,是一种简便诊断的好方法。在频域诊断方法中,谐振解调方法是最成熟可靠的,适用于轴承故障的精确诊断;频率分析方法类似于谐振解调方法,并且可以准确地表征故障信号的时间和频率特性,这是更有利的。

1.2滚动轴承损坏形式分析及补救措施

(1)超载。严重的表面剥落和磨损表明滚动轴承由于过载引起的早期疲劳而失效(此外,过度拧紧也会引起一定程度的疲劳)。过载也会导致严重的滚珠滚道磨损,大面积剥落,有时还会出现过热现象。补救措施是减少轴承的负荷或增加轴承的承载能力。

(2)过热。滚子的滚道,滚珠或保持器会改变颜色,表明轴承过热。温度的升高导致润滑剂的作用降低,使得油性污垢不太可能形成或完全消失。如果温度太高,则滚道和钢球的材料将退火并且硬度将降低。这主要是由于散热不足或重负荷不足以及高速冷却不足造成的。解决方案是完全散热并增加冷却。

(3)低负荷侵蚀。每个钢球的轴向位置出现椭圆磨损痕迹,这表示当轴承不工作且没有产生润滑膜时,由于过度的外部振动或低负荷振动而发生故障。解决方法是隔离轴承或在轴承中的润滑脂中添加抗磨添加剂。

(4)安装问题。主要注意以下几个方面:

首先,要注意安装力。如果滚道上有间隔的凹坑,则载荷超过了材料的弹性极限。这是由静态过载或严重冲击引起的(例如在安装过程中用锤子敲击轴承)。正确的安装方法是仅对要按压的环施加力(在轴上安装内圈时不要推动外圈)。

其次,要注意角接触轴承的安装方向。角接触轴承具有椭圆形接触区域并且仅在一个方向上受到轴向推力。当轴承沿相反方向组装时,凹槽磨损在负载表面上,因为钢球位于滚道的边缘。因此,安装时请注意正确的安装方向。

第三,注意对齐。钢球磨痕是倾斜的并且不与滚道方向平行,表明轴承在安装过程中没有居中。如果偏转量> 16000,很容易导致轴承温度升高和严重磨损。原因可能是轴弯曲,轴或壳体被磨损,并且锁紧螺母的按压表面不垂直于螺纹轴线。因此,在安装过程中应注意检查径流状况。

第四,要注意正确的合作。在轴承的内圈和外圈的组件接触表面上发生圆柱形磨损或变色,这是由于轴承及其匹配部件的松配合引起的。由磨损产生的氧化物是纯棕色磨料,这导致一系列问题,例如进一步的轴承磨损,发热,噪音产生和径流。因此,在组装过程中应进行适当的组装。

另一个例子是在滚道底部有一个严重的球形磨损轨道。这表明由于过度紧固,轴承间隙变小。随着扭矩增加和轴承温度升高,轴承由于磨损和疲劳而迅速失效。此时,只要径向间隙适当恢复,就可以通过减少干扰来解决问题。

(5)正常疲劳失效。在任何运行表面(例如滚道或钢球)上发生不规则的材料剥落并逐渐膨胀以引起振幅增加,这是正常的疲劳失效。如果普通轴承的使用寿命不能满足使用要求,则只需重新选择更先进的轴承或改进主轴承规格,以提高轴承的承载能力。

(6)润滑不当。所有滚动轴承都需要使用高质量润滑剂进行不间断润滑,以保持其设计性能。轴承依靠滚动薄膜和在座圈上形成的油膜来防止金属和金属之间的直接接触。如果润滑良好,可以减少摩擦,使其不磨损。

当轴承运转时,润滑脂或润滑剂的粘度是确保正常润滑的关键;同时,润滑脂保持清洁并且没有固体或液体杂质也是必要的。油的粘度太低而不能提供足够的润滑以使座椅快速磨损。最初,滚道的金属和滚动元件的金属表面彼此直接接触,导致表面非常平滑地抛光,然后是干摩擦,这导致滚道表面被压碎而破碎滚动元件表面上的颗粒。首先,观察到表面变暗,失去光泽,最后形成凹痕和薄片。补救措施是根据轴承的要求重新选择润滑剂或润滑脂的更换。

当污染颗粒污染润滑油或润滑脂时,即使这些污染颗粒小于油膜的平均厚度,颗粒也很硬,这会导致磨损甚至渗透油膜,导致轴承表面产生局部应力,从而大大缩短轴承寿命。 。即使润滑油或润滑脂中的水浓度低至0.01%,也足以将轴承的原始寿命缩短一半。如果水可溶于油或油脂,轴承寿命将随着水浓度的增加而降低。补救措施是换掉不洁的油或油脂;通常安装更好的过滤器,增加密封性,注意储存和安装过程中的清洁操作。

(7)腐蚀。滚道,钢球,保持架以及内圈和外圈上的红色或棕色污渍表明轴承因暴露于腐蚀性液体或气体而失效。在极端条件下,它会导致振动增加,磨损增加,径向间隙增大,预紧力减少,疲劳失效。补救措施是从轴承中排出液体或增加轴承的整体和外部密封。

2风机故障原因和处理方法

据不完全统计,水泥厂风机振动故障率高达58.6%,导致风机因振动而不平衡运行。其中,轴承转换套筒的不正确调整会导致温度异常升高和轴承振动。

例如,在设备维护期间,水泥厂更换了风扇叶片。适配套筒与车轮两侧的轴承座固定配合。当车辆重新调试时,高端轴承温度高,振动值高。

拆下轴承箱的上盖,慢慢手动旋转风扇。发现在旋转轴的某个位置处的轴承滚子在非加载区域中也具有滚动状态,从而确定轴承运行间隙高并且安装间隙可能不足。根据测量,轴承的内部间隙仅为0.04mm,旋转轴的偏心距为0.18mm。

由于左右轴承的跨度大,很难避免轴的偏转或轴承安装的角度。因此,大风扇采用球面滚子轴承,可自动调节。然而,当轴承的内部间隙不足时,轴承的内部滚动元件受到运动空间的影响,并且其自动定心功能受到影响,并且振动值将增加。轴承的内部间隙随着配合紧密度的增加而减小,不能形成润滑油膜。当轴承的运行间隙由于温度上升而下降到零时,如果轴承运行产生的热量仍然大于散热量,轴承温度将迅速上升。此时,如果机器没有立即停止,轴承最终会烧坏。轴承内圈和轴之间的紧密连接是本例中轴承工作温度异常高的原因。

处理时,缩回适配器套管并重新调整轴与内圈的紧密度。更换轴承后的间隙为0.10 mm。重新安装完成后,风扇重新启动,轴承振动值和工作温度恢复正常。

轴承的内部间隙太小或机器设计和制造的精度是轴承工作温度高的主要原因。为了便于风扇设备的安装,拆卸和维护,一般采用锥形套筒内圈的设计。轴承座。但是,由于安装程序的疏忽,特别是调整适当的间隙,也容易引起问题。轴承内部间隙过小,工作温度迅速上升;轴承内圈锥孔与适配套筒过松,轴承由于配合面松动,在短时间内容易烧坏。

3结论

总之,在设计,维护润滑管理,操作和使用中应注意轴承故障。这可以降低机械设备的维护成本,延长机械设备的运行率和使用寿命。