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文檔簡介
1、滑動(dòng)軸承的故障及維護(hù)方法分析摘要:滑動(dòng)軸承由于其本身所具有的的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)使其廣泛應(yīng)用在工 作轉(zhuǎn)速特高、 特大沖擊與振動(dòng)或必須剖分安裝以及須在水及腐蝕性介 質(zhì)中工作等重要場合, 由于滑動(dòng)軸承多應(yīng)用于環(huán)境惡劣的場合以及使 用滑動(dòng)軸承的機(jī)器的重要性, 決定了滑動(dòng)軸承的故障診斷及維護(hù)方法 的分析是十分重要的工作。 本文采用基于故障樹分析的方法詳細(xì)分析 了滑動(dòng)軸承的常見故障及其相應(yīng)的維護(hù)方法。關(guān)鍵詞:滑動(dòng)軸承 故障樹 故障診斷 維護(hù)方法0引言由于滑動(dòng)軸承本身具有的一些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),使得滑動(dòng)軸承在某些不 能、不便或使用滾動(dòng)軸承沒有優(yōu)勢的場合,如在工作轉(zhuǎn)速特高、特大 沖擊與振動(dòng)、徑向空間尺寸受到限制或必須剖分安裝
2、(如曲軸的軸 承 、以及需在水或腐蝕性介質(zhì)中工作等場合,仍占有重要的地位。 因此,滑動(dòng)軸承在軋鋼機(jī)、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、鐵路機(jī)車及車輛、金屬 切削機(jī)床、航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件、雷達(dá)、衛(wèi)星通信地面站、天文望遠(yuǎn)鏡以 及各種儀表中應(yīng)用頗為廣泛。 【 1】 首先, 滑動(dòng)軸承的工作環(huán)境相對(duì)于一 般機(jī)械來講是比較惡劣的,這就導(dǎo)致滑動(dòng)軸承較易發(fā)生故障;其次, 滑動(dòng)軸承的工作場合相對(duì)來說是比較重要的 (出現(xiàn)故障導(dǎo)致停機(jī)造成 的損失相對(duì)較大 ,上述兩個(gè)方面決定了滑動(dòng)軸承的故障診斷與維護(hù) 方法的分析是想當(dāng)重要的工作。1滑動(dòng)軸承工作原理滑動(dòng)軸承(sliding bearing ,即在滑動(dòng)摩擦下工作的軸承?;瑒?dòng) 軸承按其工作原理
3、分類, 可分為靜壓軸承與動(dòng)壓軸承兩類。 靜壓軸承 是依靠潤滑油在轉(zhuǎn)子軸頸周圍形成的靜壓力差與外載荷相平衡的原 理進(jìn)行工作的,軸無論旋轉(zhuǎn)與否,軸頸始終浮在壓力油中,工作時(shí)保 證軸頸與軸承之間處于純液體摩擦狀態(tài),這類軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高、 摩擦阻力小、 承載能力強(qiáng)并有良好的速度適應(yīng)性和抗振性等特點(diǎn)。 在 動(dòng)壓軸承中, 軸頸外圓與軸承之間有一定間隙 (一般為軸頸直徑的千 分之幾 ,間隙內(nèi)充滿潤滑油。軸頸未旋轉(zhuǎn)時(shí),它就沉在軸承孔的底 部,當(dāng)轉(zhuǎn)軸開始旋轉(zhuǎn)時(shí),軸頸依靠摩擦力的作用,在旋轉(zhuǎn)相反方向上沿軸承內(nèi)表面往上爬行。 轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高至一定程度, 軸頸把具有粘性 的潤滑油帶入軸頸與軸承的楔形間隙(油楔中。在間
4、隙內(nèi)積聚的油 層就是油膜, 油膜壓力把轉(zhuǎn)子軸頸抬起, 當(dāng)油膜壓力與外載荷相平衡 時(shí), 軸頸就在軸承內(nèi)不發(fā)生接觸的情況下穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn), 旋轉(zhuǎn)時(shí)的軸心 位置由于收斂形油楔的作用, 略向一側(cè)偏移, 這就是動(dòng)壓軸承的工作原理。 【2】 這類軸承的優(yōu)點(diǎn)是滑動(dòng)表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接 觸, 還可以大大減小摩擦損失和表面磨損, 油膜還具有一定的吸振能 力、與滾動(dòng)軸承相比同等體積的載荷能力要大很多、振動(dòng)和噪音小、 對(duì)金屬異物造成的影響較小,不易產(chǎn)生早起損壞。2滑動(dòng)軸承的裝配原理為了更形象的了解滑動(dòng)軸承的工作原理,同時(shí)為了方便對(duì)滑動(dòng) 軸承的故障診斷和維護(hù)進(jìn)行分析, 這里將簡單介紹滑動(dòng)軸承的裝配原 理。下圖(
5、圖 1是對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承的裝配圖(主視圖 。 1-軸承座; 2-下軸瓦; 3-軸承蓋; 4-上軸瓦; 5-軸瓦固定套; 6-油杯圖 1對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承軸承蓋和軸承座的剖分面常做成階梯形,以便對(duì)中和防止橫向錯(cuò) 動(dòng)。剖分式軸瓦由上、下兩半組成,通常是下軸瓦承受載荷,上軸瓦 不承受載荷。 在軸瓦內(nèi)壁不承受載荷的表面上開設(shè)油槽, 潤滑油通過 油孔和油槽流進(jìn)軸承間隙。 這種軸承裝拆方便, 并且軸瓦磨損后可以 用減少剖分面處的墊片厚度來調(diào)整軸承間隙(調(diào)整后應(yīng)修刮軸瓦內(nèi)孔 。 【 3】 為了更形象的表示滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu),繪制三維簡圖如下: 圖 2-對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承(三維簡圖為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì),常
6、在其內(nèi)徑面上澆鑄一層或兩層 減摩材料, 通常稱為軸承襯, 所以軸瓦又有雙金屬軸瓦和三金屬軸瓦。 軸瓦或軸承襯是滑動(dòng)軸承的重要零件, 軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸 承材料。 由于軸瓦或軸承襯與軸頸直接接觸, 一般軸頸部分比較耐磨。3滑動(dòng)軸承故障分析及相應(yīng)的維護(hù)措施繪制滑動(dòng)軸承的故障樹如下圖所示:圖 -3 滑動(dòng)軸承失效的故障樹 -巴氏合金松脫:1-澆注前基體金屬清洗不夠; 2-材料鍍錫,澆注 溫度不夠。 -軸承異常磨損、刮傷、拉毛:1-軸承裝配缺陷; 2-軸承加工誤差; 3-轉(zhuǎn)子發(fā)生大振動(dòng); 4-軸承設(shè)計(jì)誤差; 5-供油系統(tǒng)出現(xiàn)問題。 -軸承疲勞:1-軸承過載,使承載區(qū)的油膜破裂,局部地區(qū)產(chǎn)生應(yīng) 力
7、集中或局部接觸形成的裂紋,裂紋擴(kuò)展后即產(chǎn)生疲勞破壞; 2-軸瓦松動(dòng),軸承間隙過大、過小以及機(jī)器振動(dòng),在軸承上產(chǎn)生交 變載荷; 3-軸承工作時(shí)的摩擦和咬粘,在軸瓦表面某些區(qū)域產(chǎn)生 高溫,局部高溫在材料中形成熱應(yīng)力和熱裂紋,熱裂紋擴(kuò)展產(chǎn)生 疲勞剝落。 【 4】 -軸承腐蝕:1-潤滑劑的化學(xué)作用,在工作條件下生成氧化膜和反 應(yīng)物, 使?jié)櫥瑒┖芸?“老化” , 喪失潤滑能力; 2-工作時(shí)發(fā)生氣蝕、 高溫的情況,發(fā)生表面層腐蝕。 -軸承氣蝕:1-工作時(shí)軸頸渦動(dòng)幅度增大,渦動(dòng)速度又高; 2-高速 軸承在油孔、油槽以及軸承剖分面的結(jié)合處,油流發(fā)生強(qiáng)烈的渦 流或斷流。 -軸承殼體配合松動(dòng)。 -軸承間隙不適當(dāng)。
8、 -軸承溫度過高:1-軸承間隙太小; 2-軸承載荷過高; 3-油冷卻器 故障,進(jìn)油溫度升高; 4-軸承形狀或軸承配合不符合要求。以上就是滑動(dòng)軸承故障樹及其相應(yīng)的分析,下面根據(jù)滑動(dòng)軸承常 見的故障提出相應(yīng)的具體維護(hù)方法: -巴氏合金松脫:澆注前將基體金屬清洗干凈并使之干燥,然后再 澆注巴氏合金,澆注的同時(shí)要保證澆注溫度達(dá)到要求。 -軸承異常磨損、刮傷、拉毛:在滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)、加工、裝配各 個(gè)階段都要嚴(yán)格按照程序來執(zhí)行,每一階段結(jié)束都要檢查階段工 作是否合格,然后進(jìn)入下一階段,定期檢查滑動(dòng)軸承的工作情況 和供油系統(tǒng),確保滑動(dòng)軸承工作環(huán)境良好,從而保證滑動(dòng)軸承的 正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 -軸承疲勞:防止軸承疲勞
9、的措施如下:1-軸承比壓應(yīng)在合適的范 圍內(nèi); 2-軸承間隙應(yīng)控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi); 3-采用較薄的巴氏合金 (厚度在 1-1.5mm 左右 和抗疲勞性好的瓦塊; 4-控制軸瓦的溫度。 【 5】 -軸承腐蝕:在軸承合金中添加錫和銻的成分,這樣可以大大提高 滑動(dòng)軸承耐腐蝕性能;提高軸承的表面光潔度。 -軸承氣蝕:減緩氣蝕的方法有:減小油的擾動(dòng),增加油的粘度, 加大供油能力等措施。 -軸承殼體配合松動(dòng):為了消除軸承松動(dòng)現(xiàn)象,軸承裝配時(shí)應(yīng)使軸 承套和軸承蓋之間保持 0-30um 的過盈配合量。 -軸承間隙不適當(dāng):軸承間隙應(yīng)控制在設(shè)計(jì)值或推薦值的范圍內(nèi), 不能太小,也不能太大。 -軸承溫度過高:機(jī)器運(yùn)行過程
10、中如發(fā)現(xiàn)軸承溫度多高,必須密切 監(jiān)視,查明原因,及時(shí)處理。下圖所示的是滑動(dòng)軸承故障原因的平均比率: 表 1 滑動(dòng)軸承故障原因的平均比率 【 6】由上表可知, 做好滑動(dòng)軸承的清潔工作是十分重要的, 不論是在 安裝之前的制造環(huán)節(jié)還是在安裝環(huán)節(jié)以及滑動(dòng)軸承運(yùn)行的時(shí)候, 都要 注意滑動(dòng)軸承的清潔保養(yǎng)工作, 防止灰塵或者其它雜物進(jìn)入滑動(dòng)軸承 運(yùn)行部件中或者潤滑油中, 從而引起故障。 同時(shí)應(yīng)保證安裝的準(zhǔn)確性 以及連續(xù)充分的供給清潔干凈的潤滑油。首先,在維修和裝配時(shí)要嚴(yán)格按照工藝規(guī)范操作,防止因裝入方 法不當(dāng)而造成安裝不正以及軸承螺栓的扭矩不均或不符合規(guī)定, 從而 產(chǎn)生彎曲變形和應(yīng)力集中, 導(dǎo)致軸承早期損壞。 合理地選用和加注潤
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