一. 由於潤滑不當造成的軸承發燒
(1) 軸承潤滑部位設計存在先天不足
油標標示不正確:當油位在油標下刻線的時候,實際測量,軸承的最低一排滾珠剛剛接觸到油麵,只有當油位顯示在上刻度線的情況下,才能滿足運轉需要。當油位接近下刻線時潤滑狀況惡化,軸承溫度緩慢升高,溫升一旦達到一定程度便會在非常短的時間內急劇升高而燒壞軸承。所以油標標示不正確會給巡檢維護人員造成誤導。
(2) 潤滑油管被異物堵塞
由於潤滑管理不嚴格,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。
由於硬齒面減速機各部位的軸承普遍採用稀油站強制潤滑,各潤滑點油管為並聯關係,從總的上油量和回油量觀察時很難發現個別油管的堵塞現象,因此有經驗的維護人員會仔細檢查每根油管的溫度情況,根據油管的溫差判斷油路是否暢通。一般不過油的油管溫度較其它管路偏低。
(3)潤滑油(脂)變質或加油不及時
滾動軸承使用的潤滑油(或潤滑脂)都有一定的工作溫度,當溫度過高、軸承座內進水、進灰時就會發生嚴重氧化、乳化等變質,從而失去潤滑作用,使軸承因高溫而燒損。另外,潤滑油(或潤滑脂)本身質地不良或執行中加油(脂)不及時,也是常見現象,比如皮帶機託輥軸承進雨水、迴轉下料器軸承和富勒泵軸承進煤粉或生料粉,都會造成軸承溫度升高或產生異聲。
(4)潤滑管路的冷卻器結垢堵塞,致使冷卻效果變差
特別是夏季生產,此問題尤其普遍,個別廠家不惜加大或並串聯冷卻器來加強冷卻效果。因為高溫風機冷卻器結垢嚴重,軸承溫度過高頻繁報警的情況在各分公司都曾遇到。比較有效的處理辦法是每年入夏之前對冷卻器進行酸洗除垢。
二.由於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
這種情況在大型風機和破碎機等長軸類裝置上較容易發生,這也是裝置設計製造和安裝維修人員比較容易忽略的環節。典型案例CX公司的迴轉窯後排風機,投產初期曾出現風機自由端軸承劇烈發熱現象,因為工況狀態下轉子主軸熱膨脹後與軸承端蓋發生劇烈摩擦,很短的時間內所產生的高溫就將軸承座端蓋和轉子主軸端面融焊在一起。所以新風機安裝驗收時要注意核算自由端的軸承軸向間隙是否能滿足工況條件的膨脹量要求。
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—工況溫度;℃;
t0—裝置安裝時的環境溫度;℃。
需要說明的是,在夏季安裝時還要考慮裝置在冬季時的收縮量,這一點對於北方地區尤其要注意。一般講北方寒冷地區冬夏兩季的環境溫差最大能達到80℃,如果長度是3m的軸在夏天安裝,冬天的最大收縮量(停機時)就能接近3mm。
(2)安裝歪斜造成的軸承發燒
軸承安裝歪斜,會造成滾珠不在軸承滾道的正確位置滾動,甚至引起較大的滾珠端面與軸承座內座圈和外座圈擋臺的軸向力,造成軸承過熱。軸承不正的情況排查起來比較費功夫,LY公司的石灰石破碎機軸承發熱即是這種情況,解決方法是將百分表吸在軸上,錶針打在軸承外圈端面,檢查一週端面跳動,一般端面跳動值控制在0.05以內。也可以用塞尺直接檢查軸承左右側面的遊隙。
(3) 軸承本身裝配不當引起的發燒
1.配合不當
軸承內孔與軸的配合採用基孔制,軸承外圓與軸承座孔的配合採用基軸制。一般在正常負荷情況下軸與軸承內座圈,採用j5,js5,js6,k5,k6,m6配合,軸承座孔與軸承外座圈採用j6,j7配合。旋轉的座圈,通常採用過盈配合,能在負荷作用下避免座圈在軸徑和軸承座孔的配合表面上發生滾動和滑動。
但有時由於軸徑和軸承座孔的尺寸測量不精確或配合面粗糙度未達到標準要求,造成過大的過盈配合,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,使軸承轉動困難、發熱,磨損加劇或卡死,嚴重時會造成軸承內外座圈在安裝時開裂。不旋轉座圈常採用間隙或過盈不大的配合,這樣不旋轉座圈就有可能產生微小的爬動,而使座圈與滾動體的接觸面不斷更換,座圈滾道磨損均勻。同時也可以消除軸因熱伸長而使軸承中滾動體發生軸向卡住的現象。但過大的間隙配合,會使不旋轉座圈隨滾動體一同轉動,致使軸(或軸承座孔)與內座圈(或外座圈)發生嚴重磨損,而出現摩擦使軸承發熱、振動。
2.裝配方法不當
軸承和軸徑或軸承座孔的過盈較小時,多采用壓入法裝配。最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,使軸承順利壓入。另外,也可用軟金屬製的套管藉手錘打入或壓力機壓入。若操作不當,則會使座圈變形開裂,或者手錘打在非過盈配合的座圈上,則會使滾道和滾動體產生壓痕或軸承間接被破壞。
3.裝配時溫度控制不當
滾動軸承在裝配時,若其與軸徑的過盈較大,一般採用熱裝法裝配。即將軸承放入盛有機油的油桶中,機油桶外部用熱水或火焰加熱,工藝要求加熱的油溫控制在80℃~90℃,一般不會超過100℃,最多不會超過120℃。軸承加熱後迅速取出套裝在軸頸上。若溫度控制不當造成加熱溫度過高,則會使軸承產生回火而致硬度降低,執行中軸承就易磨損、剝落、溫升過快甚至開裂。
需要注意的是,用油“煮”軸承時,軸承應平放在油桶內,並且在軸承與筒底之間墊一件高度約50mm的木塊或鋼筋支架,加溫時配合紅外線測溫儀或溫度計控制油溫。由於油浴加熱方法對於軸承膨脹量的測量和溫度控制以及安裝等環節都不方便,建議採用電磁感應加熱器更為妥當。
4.裝配時對軸承間隙調整不當
滾動軸承的間隙分為徑向間隙和軸向間隙,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使用的(即裝在軸的兩端或一端),因此,只需要調整一隻軸承的軸向間隙即可。但對於減速機而言,調整軸承間隙時應注意齒面齧合情況。一般用墊片(壓鉛絲法)調整軸向間隙,有的也可用螺釘或止推環調整。如果間隙調整過大或者執行過程中減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,還會進一步造成齒面齧合不正造成減速機打齒事故。
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確定好了,不能進行調整,此類軸承裝在軸徑上或軸承座孔內之後,實際的徑向間隙稱為裝配徑向間隙,裝配時要使裝配徑向間隙的大小恰好能在運轉中造成必要的工作徑向間隙,以保證軸承靈活轉動。此類軸承在工作時,由於軸在溫度升高時受熱伸長而使其內處座圈發生相對位移,從而使軸承的徑向間隙減少,甚至使滾動體在內外座圈間卡住。若將雙支承滾動軸承中的一個軸承(另一個軸承固定在軸上和軸承座中)和側蓋間留出軸向間隙,可避免上述現象。
(4) 聯軸器對中不好也會造成軸承發熱或失效
大多數運轉裝置的輸入軸是透過聯軸器與動力軸相連線,因此裝配時必須進行聯軸器的找正,使主動軸與從動軸在同一軸線上。電機瓦的發熱80%是由於對中不好造成的。如PY公司生料磨減速機電機瓦。XC公司的水泥磨減速機聯軸器本身加工誤差太
大,造成對中不好,電機軸承溫度高,裝置振動大。另外在聯軸器安裝過程中一定要注意主動端和從動端兩半聯軸器的相對位置標記,避免柱銷孔偏差太大,造成柱銷安裝過緊的現象。
三、轉子不平衡
有些轉子在執行過程中由於受到介質的腐蝕或固體雜質的磨損,或者是軸出現彎曲,就會導致產生不平衡的離心力,從而使軸承發熱、振動,滾道嚴重磨損,直至破壞。這一點對於磨機系統內的迴圈風機尤為重要。由於葉輪磨損較嚴重,磨損後轉子平衡性較差,風機震動較大,往往會造成軸承提前失效。
四、檢查更換不及時
軸承如發現嚴重的疲勞剝落、氧化鏽蝕、磨損的凹坑、裂紋、硬度降低到HRC<60,或有過大噪音無法調整時,應及時更換。若檢查、更換不及時,則會造成軸承出現發熱、異聲、振動等情況甚至轉子的嚴重破壞,從而影響正常的生產。另外,軸承拆卸不當、裝置地腳螺栓鬆動造成的振動,也會導致軸承滾道和滾動體產生壓痕,軸承內、外座圈的開裂。軸承執行過程中,應按規定週期進行檢查。
五、軸承質量不良
滾動軸承零件以點接觸或線接觸的形式,在高的交變接觸應力下長期工作。主機的精度、壽命和可靠性很大程度上決定於軸承。不論是普通軸承還是特種專用軸承,主機對其壽命、效能和可靠性都提出很高的要求。因此在軸承的採購驗收環節中一定要注意檢查,首先要採用正規名牌廠家的產品,關鍵部位甚至採用原裝進口軸承,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。
六、軸承選型不當
選用軸承時應注意該軸承的極限轉速、負載能力,不能超轉速、超負荷使用。
一. 由於潤滑不當造成的軸承發燒
(1) 軸承潤滑部位設計存在先天不足
油標標示不正確:當油位在油標下刻線的時候,實際測量,軸承的最低一排滾珠剛剛接觸到油麵,只有當油位顯示在上刻度線的情況下,才能滿足運轉需要。當油位接近下刻線時潤滑狀況惡化,軸承溫度緩慢升高,溫升一旦達到一定程度便會在非常短的時間內急劇升高而燒壞軸承。所以油標標示不正確會給巡檢維護人員造成誤導。
(2) 潤滑油管被異物堵塞
由於潤滑管理不嚴格,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。
由於硬齒面減速機各部位的軸承普遍採用稀油站強制潤滑,各潤滑點油管為並聯關係,從總的上油量和回油量觀察時很難發現個別油管的堵塞現象,因此有經驗的維護人員會仔細檢查每根油管的溫度情況,根據油管的溫差判斷油路是否暢通。一般不過油的油管溫度較其它管路偏低。
(3)潤滑油(脂)變質或加油不及時
滾動軸承使用的潤滑油(或潤滑脂)都有一定的工作溫度,當溫度過高、軸承座內進水、進灰時就會發生嚴重氧化、乳化等變質,從而失去潤滑作用,使軸承因高溫而燒損。另外,潤滑油(或潤滑脂)本身質地不良或執行中加油(脂)不及時,也是常見現象,比如皮帶機託輥軸承進雨水、迴轉下料器軸承和富勒泵軸承進煤粉或生料粉,都會造成軸承溫度升高或產生異聲。
(4)潤滑管路的冷卻器結垢堵塞,致使冷卻效果變差
特別是夏季生產,此問題尤其普遍,個別廠家不惜加大或並串聯冷卻器來加強冷卻效果。因為高溫風機冷卻器結垢嚴重,軸承溫度過高頻繁報警的情況在各分公司都曾遇到。比較有效的處理辦法是每年入夏之前對冷卻器進行酸洗除垢。
二.由於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
這種情況在大型風機和破碎機等長軸類裝置上較容易發生,這也是裝置設計製造和安裝維修人員比較容易忽略的環節。典型案例CX公司的迴轉窯後排風機,投產初期曾出現風機自由端軸承劇烈發熱現象,因為工況狀態下轉子主軸熱膨脹後與軸承端蓋發生劇烈摩擦,很短的時間內所產生的高溫就將軸承座端蓋和轉子主軸端面融焊在一起。所以新風機安裝驗收時要注意核算自由端的軸承軸向間隙是否能滿足工況條件的膨脹量要求。
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—工況溫度;℃;
t0—裝置安裝時的環境溫度;℃。
需要說明的是,在夏季安裝時還要考慮裝置在冬季時的收縮量,這一點對於北方地區尤其要注意。一般講北方寒冷地區冬夏兩季的環境溫差最大能達到80℃,如果長度是3m的軸在夏天安裝,冬天的最大收縮量(停機時)就能接近3mm。
(2)安裝歪斜造成的軸承發燒
軸承安裝歪斜,會造成滾珠不在軸承滾道的正確位置滾動,甚至引起較大的滾珠端面與軸承座內座圈和外座圈擋臺的軸向力,造成軸承過熱。軸承不正的情況排查起來比較費功夫,LY公司的石灰石破碎機軸承發熱即是這種情況,解決方法是將百分表吸在軸上,錶針打在軸承外圈端面,檢查一週端面跳動,一般端面跳動值控制在0.05以內。也可以用塞尺直接檢查軸承左右側面的遊隙。
(3) 軸承本身裝配不當引起的發燒
1.配合不當
軸承內孔與軸的配合採用基孔制,軸承外圓與軸承座孔的配合採用基軸制。一般在正常負荷情況下軸與軸承內座圈,採用j5,js5,js6,k5,k6,m6配合,軸承座孔與軸承外座圈採用j6,j7配合。旋轉的座圈,通常採用過盈配合,能在負荷作用下避免座圈在軸徑和軸承座孔的配合表面上發生滾動和滑動。
但有時由於軸徑和軸承座孔的尺寸測量不精確或配合面粗糙度未達到標準要求,造成過大的過盈配合,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,使軸承轉動困難、發熱,磨損加劇或卡死,嚴重時會造成軸承內外座圈在安裝時開裂。不旋轉座圈常採用間隙或過盈不大的配合,這樣不旋轉座圈就有可能產生微小的爬動,而使座圈與滾動體的接觸面不斷更換,座圈滾道磨損均勻。同時也可以消除軸因熱伸長而使軸承中滾動體發生軸向卡住的現象。但過大的間隙配合,會使不旋轉座圈隨滾動體一同轉動,致使軸(或軸承座孔)與內座圈(或外座圈)發生嚴重磨損,而出現摩擦使軸承發熱、振動。
2.裝配方法不當
軸承和軸徑或軸承座孔的過盈較小時,多采用壓入法裝配。最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,使軸承順利壓入。另外,也可用軟金屬製的套管藉手錘打入或壓力機壓入。若操作不當,則會使座圈變形開裂,或者手錘打在非過盈配合的座圈上,則會使滾道和滾動體產生壓痕或軸承間接被破壞。
3.裝配時溫度控制不當
滾動軸承在裝配時,若其與軸徑的過盈較大,一般採用熱裝法裝配。即將軸承放入盛有機油的油桶中,機油桶外部用熱水或火焰加熱,工藝要求加熱的油溫控制在80℃~90℃,一般不會超過100℃,最多不會超過120℃。軸承加熱後迅速取出套裝在軸頸上。若溫度控制不當造成加熱溫度過高,則會使軸承產生回火而致硬度降低,執行中軸承就易磨損、剝落、溫升過快甚至開裂。
需要注意的是,用油“煮”軸承時,軸承應平放在油桶內,並且在軸承與筒底之間墊一件高度約50mm的木塊或鋼筋支架,加溫時配合紅外線測溫儀或溫度計控制油溫。由於油浴加熱方法對於軸承膨脹量的測量和溫度控制以及安裝等環節都不方便,建議採用電磁感應加熱器更為妥當。
4.裝配時對軸承間隙調整不當
滾動軸承的間隙分為徑向間隙和軸向間隙,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使用的(即裝在軸的兩端或一端),因此,只需要調整一隻軸承的軸向間隙即可。但對於減速機而言,調整軸承間隙時應注意齒面齧合情況。一般用墊片(壓鉛絲法)調整軸向間隙,有的也可用螺釘或止推環調整。如果間隙調整過大或者執行過程中減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,還會進一步造成齒面齧合不正造成減速機打齒事故。
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確定好了,不能進行調整,此類軸承裝在軸徑上或軸承座孔內之後,實際的徑向間隙稱為裝配徑向間隙,裝配時要使裝配徑向間隙的大小恰好能在運轉中造成必要的工作徑向間隙,以保證軸承靈活轉動。此類軸承在工作時,由於軸在溫度升高時受熱伸長而使其內處座圈發生相對位移,從而使軸承的徑向間隙減少,甚至使滾動體在內外座圈間卡住。若將雙支承滾動軸承中的一個軸承(另一個軸承固定在軸上和軸承座中)和側蓋間留出軸向間隙,可避免上述現象。
(4) 聯軸器對中不好也會造成軸承發熱或失效
大多數運轉裝置的輸入軸是透過聯軸器與動力軸相連線,因此裝配時必須進行聯軸器的找正,使主動軸與從動軸在同一軸線上。電機瓦的發熱80%是由於對中不好造成的。如PY公司生料磨減速機電機瓦。XC公司的水泥磨減速機聯軸器本身加工誤差太
大,造成對中不好,電機軸承溫度高,裝置振動大。另外在聯軸器安裝過程中一定要注意主動端和從動端兩半聯軸器的相對位置標記,避免柱銷孔偏差太大,造成柱銷安裝過緊的現象。
三、轉子不平衡
有些轉子在執行過程中由於受到介質的腐蝕或固體雜質的磨損,或者是軸出現彎曲,就會導致產生不平衡的離心力,從而使軸承發熱、振動,滾道嚴重磨損,直至破壞。這一點對於磨機系統內的迴圈風機尤為重要。由於葉輪磨損較嚴重,磨損後轉子平衡性較差,風機震動較大,往往會造成軸承提前失效。
四、檢查更換不及時
軸承如發現嚴重的疲勞剝落、氧化鏽蝕、磨損的凹坑、裂紋、硬度降低到HRC<60,或有過大噪音無法調整時,應及時更換。若檢查、更換不及時,則會造成軸承出現發熱、異聲、振動等情況甚至轉子的嚴重破壞,從而影響正常的生產。另外,軸承拆卸不當、裝置地腳螺栓鬆動造成的振動,也會導致軸承滾道和滾動體產生壓痕,軸承內、外座圈的開裂。軸承執行過程中,應按規定週期進行檢查。
五、軸承質量不良
滾動軸承零件以點接觸或線接觸的形式,在高的交變接觸應力下長期工作。主機的精度、壽命和可靠性很大程度上決定於軸承。不論是普通軸承還是特種專用軸承,主機對其壽命、效能和可靠性都提出很高的要求。因此在軸承的採購驗收環節中一定要注意檢查,首先要採用正規名牌廠家的產品,關鍵部位甚至採用原裝進口軸承,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。
六、軸承選型不當
選用軸承時應注意該軸承的極限轉速、負載能力,不能超轉速、超負荷使用。