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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

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