客運(yùn)索道各種軸承的失效原因分析及維護(hù)經(jīng)驗(yàn)介紹
2023-11-06
作者：許文慧 天臺(tái)索道
摘 要：天臺(tái)索道運(yùn)行至今10年，索道設(shè)備已進(jìn)入老化階段，維修量明顯增加。設(shè)備維護(hù)的主要任務(wù)是在故障發(fā)生前將隱患排除，以免故障發(fā)生給設(shè)備帶來(lái)?yè)p害及游客的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)威脅。作為一名技術(shù)人員不僅要考驗(yàn)心里素質(zhì)和反應(yīng)力，還要有在日常巡檢中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、鎖定故障位置、分析故障原因，排除故障的能力。不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而做到預(yù)防故障發(fā)生，提高故障的排查能力，保障設(shè)備正常運(yùn)行，及時(shí)維修維護(hù)，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
關(guān)鍵詞：軸承失效原因；維護(hù)保養(yǎng)；裝配
01 概述
索道運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備使用軸承的較多，大部分設(shè)備零件都包括軸承，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中軸承的損壞幾率非常大，因而在日常巡檢中運(yùn)動(dòng)部位的檢查尤為重要。軸承發(fā)生故障前都會(huì)有一些異常狀態(tài)。我們要捕捉這個(gè)狀態(tài)，在故障發(fā)生前將它排除。
在現(xiàn)代化的機(jī)械行業(yè)中，軸承的應(yīng)用廣泛，從普通的設(shè)備到高端的機(jī)電領(lǐng)域，都離不開(kāi)軸承的支持，所以軸承能在各種不同的環(huán)境中保證其正常的工作是相關(guān)技術(shù)人員熱切關(guān)注的問(wèn)題之一。為了跟上時(shí)代的進(jìn)步，工業(yè)領(lǐng)域也在不斷的發(fā)展、進(jìn)步，軸承的應(yīng)用技術(shù)也取得了相應(yīng)的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)的機(jī)械化生產(chǎn)中引進(jìn)一些新型的軸承設(shè)計(jì)，推動(dòng)了機(jī)械工程的發(fā)展，但同時(shí)，這些新型的軸承依然存在一些問(wèn)題，比如軸承的早期失效。
02 軸承失效原因分析
軸承的失效原因很多，除了正常的疲勞剝落以外，失效的密封、過(guò)緊配合導(dǎo)致的過(guò)小軸承間隙或潤(rùn)滑不良等因素都能留下特殊的失效痕跡和失效形式，因此檢查失效的軸承在大多數(shù)時(shí)候可以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致軸承失效的原因，從而及時(shí)采取對(duì)策，一般來(lái)講軸承的失效有以下幾種形式：
1、軸承已經(jīng)到了疲勞剝落期屬于正常失效
滾動(dòng)軸承噪音一種是軸承本身產(chǎn)生的，即軸承固有的噪聲；另一種是軸承裝機(jī)后才產(chǎn)生的噪聲，與軸承本身的噪聲無(wú)關(guān)。通過(guò)聽(tīng)聲音可以分析出一些問(wèn)題。固有噪聲是指各種軸承滾道聲和滾動(dòng)摩擦聲（圓柱滾子軸承）是滾動(dòng)軸承固有的聲音。滾道聲是由滾動(dòng)體與滾道接觸時(shí)的彈性特性產(chǎn)生的，當(dāng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體在滾道上滾動(dòng)面發(fā)出的一種連續(xù)而圓滑的聲音，不正常的滾動(dòng)摩擦聲可發(fā)出咯吱、咯吱之類(lèi)不舒服的金屬摩擦異常聲音，潤(rùn)滑良好時(shí)不會(huì)發(fā)出這樣的聲音。所以在一般情況下不影響運(yùn)轉(zhuǎn)，只有噪聲增大后才需注意。
2、潤(rùn)滑不良導(dǎo)致提前失效
一般來(lái)講軸承運(yùn)轉(zhuǎn)不正常時(shí)有如下常見(jiàn)癥狀：軸承過(guò)熱、軸承噪音過(guò)大、軸承壽命過(guò)低振動(dòng)大達(dá)不到機(jī)器性能要求，軸承在軸上松動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)困難。形成常見(jiàn)癥狀典型原因：潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油過(guò)期失效或選型錯(cuò)誤，潤(rùn)滑脂太滿或油位太高軸承游隙過(guò)小，軸承內(nèi)孔不圓和軸承扭曲變形支撐面不平、軸承孔內(nèi)徑過(guò)小接觸油封過(guò)盈量太大或彈簧太緊。
3、污雜物進(jìn)入軸承或安裝不正確而造成軸承提前失效
使用不當(dāng)引起的躁聲，當(dāng)軸承滾道表面或滾動(dòng)體表血受到碰傷壓坑銹蝕那么就會(huì)產(chǎn)生有一定周期的噪聲和振動(dòng).當(dāng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有塵埃侵人時(shí)材會(huì)產(chǎn)生污物噪聲，這種噪聲是周期性的同樣也伴有振動(dòng)且聲音大小不穩(wěn)定。
軸承制造有關(guān)的噪聲，這里包括保持架噪聲和顫音，保持架噪聲主要發(fā)生在球軸承和圓錐滾子軸承中，當(dāng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)由于保持架的振動(dòng)以及保持架與滾動(dòng)體發(fā)生撞擊會(huì)發(fā)出聲音，這種聲音具有周期性，顫音是有一定頻率的聲音，是基于滾道面上有較大的波紋度引起的振動(dòng)而產(chǎn)生的。
圖1：軸承的磨損
03 在軸承的早期失效中主要有以下幾點(diǎn)失效模式
1、由于軸承的安裝不規(guī)范，或者是工作過(guò)程中出現(xiàn)的突發(fā)狀況而造成的彈道的單側(cè)處工件的剝落，引起軸承的早期失效。
圖2：軸承的剝落
2、如果軸承的外殼的半徑過(guò)大，那么軸承會(huì)在負(fù)載的作用下，內(nèi)圈和外圈都會(huì)發(fā)生不同程度上的表層脫落，從而造成軸承的早期失效。
3、如果軸承工件是在傾斜的狀態(tài)下工作，一旦工件的傾斜角超過(guò)一定的限制條件，就會(huì)導(dǎo)致軸承工件表層的脫落，加劇軸承的早期失效。
4、軸承早期失效模式還有一種很少見(jiàn)的套圈斷裂導(dǎo)致軸承的失效，這種情況的發(fā)生主要是因?yàn)橥话l(fā)性的超載。套圈斷裂這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因有很多，比如材料自身的缺陷、鍛造過(guò)程出現(xiàn)的誤差、加工過(guò)程中造成的工件斷裂、主機(jī)安裝不當(dāng)、溫度等等。
圖3：軸承的裂紋和?裂
5、保持架的斷裂也會(huì)造成軸承的早期失效，這種現(xiàn)象的發(fā)生很偶然，而且屬于非正常模式。它的形成原因也很復(fù)雜，比如：支架的安裝不當(dāng)、負(fù)載過(guò)大、軸承在運(yùn)行過(guò)程中潤(rùn)滑不良、外界因素的干擾等等。
04 軸承潤(rùn)滑的必要性
為了盡可能長(zhǎng)時(shí)間地以良好狀態(tài)維持軸承本來(lái)的性能，須保養(yǎng)、檢修、以求防事故于未然，確保運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，提高安全性、經(jīng)濟(jì)性。保養(yǎng)好對(duì)應(yīng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)條件的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，定期進(jìn)行。內(nèi)容包括監(jiān)視運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑劑、定期拆卸的檢查。作為運(yùn)轉(zhuǎn)中的檢修事項(xiàng)，對(duì)軸承進(jìn)行良好的潤(rùn)滑是延長(zhǎng)使用壽命的有效手段。
1、減輕摩擦。潤(rùn)滑脂在滾動(dòng)體和內(nèi)外圍之間，在保持架同滾動(dòng)體外圈間形成油膜，這層液體潤(rùn)滑膜能減少和防止金屬按觸，將大大減輕軸承各摩擦件之間的磨損同時(shí)也減少了它們相互摩擦生成的熱量。
2、抗擦傷。軸承在重負(fù)荷下滾動(dòng)工作面之間將產(chǎn)生彈性形變：軸承存在偏載現(xiàn)象時(shí)，滾動(dòng)工作面之間將產(chǎn)生相對(duì)滑移。液體潤(rùn)滑膜能大大減輕上述現(xiàn)象造成的擦傷，從面延長(zhǎng)了軸承的疲勞壽命。
3、散熱。潤(rùn)滑脂可以把滾動(dòng)軸承面生成的熱量通過(guò)碾壓流動(dòng)和傳導(dǎo)的方式散發(fā)出去。
4、吸震、降低噪音，潤(rùn)滑油膜可以吸收部分能量，還可使集中載荷部分地傳化為分布載荷，起到吸震和降低噪音的作用。
5、密封潤(rùn)滑還起到阻止灰塵、水分等侵入軸承動(dòng)滾動(dòng)工作面的作用，有的油封中涂抹的潤(rùn)滑脂則完全是為了起濾清作用。
防銹、防腐蝕，潤(rùn)滑脂一般都有良好的防銹、防腐蝕劑，可以防止軸承腐蝕。
05 軸承的裝配工藝要求
1、必須按照設(shè)計(jì)、工藝要求及本規(guī)定和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝配。
2、裝配環(huán)境必須清潔，高精度產(chǎn)品的裝配環(huán)境溫度、濕度、防塵量、照明和防震等必須符合有關(guān)規(guī)定。
3、所有零部件(包括外購(gòu)、外協(xié)件)必須具有檢驗(yàn)合格證方能進(jìn)行裝配。
4、零件在裝配前必須清理和清洗干凈，不得有毛刺、飛邊、氧化皮、銹蝕、切屑、砂粒、灰塵和油污等，并應(yīng)符合相應(yīng)清潔度要求。
5、裝配過(guò)程中零件不得磕碰、劃傷和銹蝕。
6、油漆未干的零件不得進(jìn)行裝配。
7、相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件，裝配時(shí)接觸面間應(yīng)加潤(rùn)滑油(脂)。
8、各零、部件裝配后相對(duì)位置應(yīng)準(zhǔn)確。
圖4：錯(cuò)誤的安裝方法
06 滾動(dòng)軸承的裝配方法
軸承裝配應(yīng)根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)、尺寸大小、工作條件和軸承部件的配合性質(zhì)而定，裝配時(shí)的壓力應(yīng)直接加在待配合的套圈端面上，不允許通過(guò)滾動(dòng)體傳遞壓力。其裝配方式主要有兩種：
1、壓入裝配法：利用銅棒和手鍾敲打(也可根據(jù)軸、孔的尺寸做工裝工具)，應(yīng)按一定的順序?qū)ΨQ(chēng)進(jìn)行敲打，一定要打在帶過(guò)盈的座圈上，并且敲打時(shí)要均勻，避開(kāi)軸承內(nèi)、外圈的薄弱部位，也可采用壓力機(jī)壓入，與上面方法相同，但要注意均勻壓入，不可歪斜。
2、溫差裝配法：滾動(dòng)軸承允許用機(jī)油加熱，油的溫度應(yīng)在100一120℃之間（塑料隔離圈不得超過(guò)100℃)，軸承應(yīng)在機(jī)油冷時(shí)放入，不允許軸承與加熱容器底部和壁接觸，油溫逐漸升高，達(dá)到溫度時(shí)迅速取出，套裝在被裝軸徑上，自然冷卻，檢查是否安裝到位。
07 結(jié)束語(yǔ)
軸承作為機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用普遍的工件之一，無(wú)論是普通的設(shè)備，還是端的機(jī)械，都離不開(kāi)軸承的支持，只有了解軸承早期失效的影響因素，采取相對(duì)應(yīng)的防范措施，才能有效的預(yù)防早期失效的發(fā)生，提高軸承的使用年限，在一定程度上提高設(shè)備的工作效果。
本文選自2022年全國(guó)索道年會(huì)論文
作者 | 許文慧
版權(quán) | 九華旅游索道技術(shù)交流
（版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）
