![滚动轴承的故障分析与排除论文_刘振宁[1],刘正礼[2]](https://www.lw33.cn/thumb/20d1cac6e1cce21c91d58593.webp)
摘要：生产现场中经常会遇到滚动轴承“发热”的情况，如果原因分析不清楚、处理不及时、措施不妥当，会造成轴承烧坏、甚至轴承抱轴损坏设备等恶性事故。结合在生产过程中遇到的几则典型案例，分别针对使用维护、设计、安装、润滑、装配等环节存在的问题进行分析，为避免发生滚动轴承损坏事故提供一定的参考。
关键词：滚动轴承；装配工艺；质量
0前言
转动机械的滚动轴承相比一般机械零件更易损坏，损坏的原因大部分是由于轴承使用维护、测温、测振不及时、轴承质量差、选型不适合、未按工艺要求安装、润滑脂使用不当、端小盖密封不良等因素引起的。
1 安装工艺差引起的轴承发热
1.1膨胀量不足引起的轴承发热
这种情况在大型风机等长轴类设备上容易发生，是设备设计制造和安装维修人员比较容易忽略的环节。如某厂脱硫增压风机，投运初期风机自由端轴承剧烈发热现象，因为工况状态下转子主轴热膨胀后与轴承座端盖发生剧烈摩擦，短时间内温度急剧升高将轴承座端盖和转子主轴端面摩擦冒烟。所以风机安装验收时要核算自由端的轴承轴向间隙是否能满足膨胀量要求。
计算轴类膨胀量的方法如下公式：
△L=L×（t-t0）×0.12×10-4
式中：△L—轴的膨胀量（mm）。
L—轴承座之间的轴长度（mm）。
t—工况温度（℃）。
t0—设备安装时的环境温度（℃）。
说明：安装时要考虑设备因季节温度变化的收缩量，还应考虑地域温度差异对收缩量的影响。一般长度是3m的轴在夏天安装，冬天的最大收缩量（停机时）就能接近2.0mm。
1.2 轴承装配工艺质量差引起的发热
1.2.1配合不当
轴承内套与轴的配合采用基孔制，轴承外圆与轴承座孔的配合采用基轴制。一般在正常负荷情况下轴与轴承内座圈，采用j5，js5，js6，k5，k6，m6配合，轴承座孔与轴承外座圈采用j6，j7配合。旋转的座圈通常采用过盈配合，能在负荷作用下避免座圈在轴径和轴承座孔的配合表面上发生滚动和滑动。但由于轴径和轴承座孔的尺寸测量不精确或配合面粗糙度未达到标准要求，造成过大的过盈配合，使轴承座圈受到很大挤压，从而导致轴承本身的径向间隙减少，使轴承转动困难、发热膨胀磨损加剧或卡死。但过大的间隙配合，会使不旋转座圈随滚动体一同转动，致使轴（或轴承座孔）与内座圈（或外座圈）发生严重磨损，而出现摩擦使轴承发热、振动。
1.2.2装配方法不当
轴承和轴径或轴承座孔的过盈较小时，多采用压入法装配。最简单的方法是利用铜棒和手锤，按一定的顺序对称地敲打轴承带过盈配合的座圈，使轴承顺利压入。另外，也可用软金属制的套管借手锤打入或压力机压入。若操作不当，则会使座圈变形开裂，或者手锤打在非过盈配合的座圈上，则会使滚道和滚动体产生压痕或轴承间接被破坏。
1.2.3装配时温度控制不当
滚动轴承在装配时，若其与轴径的过盈较大，一般采用热装法装配。即将轴承放入盛有机油的油桶中，机油桶外部用火焰加热或者用电磁感应加热器加热，工艺要求加热的油温控制在80℃～90℃，一般不会超过100℃。轴承加热后取出套装在轴颈上。若温度控制不当造成温度过高，则会使轴承产生退火而致硬度降低，运行中轴承就易磨损、剥落、温升过快甚至开裂。
1.2.4装配时对轴承间隙调整不当
滚动轴承的间隙分为径向间隙和轴向间隙，其作用是保证滚动体的正常运转和润滑以及补偿热伸长。对于间隙可调整的轴承而言，轴向间隙和径向间隙之间有正比例关系，所以安装时只要调整好轴向间隙就可获得所需的径向间隙。但对于减速机而言，调整轴承间隙时应注意齿面啮合情况。一般用垫片（压铅丝法）调整轴向间隙，也可用螺钉或止推环调整。如果间隙调整过大或者运行过程中减速机端盖松动造成轴承间隙过大，会造成轴承振动大、噪音大、保持架易损坏等问题，还会造成齿面啮合不正减速机打齿事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如某30万厂热网循环泵端侧轴承在半年内连续出现振动大现象，解体轴承室外观检查未见明显缺陷，后在小修期间解体测量，发现是更换轴承时将加在上下轴承座间的垫片弄丢了，这样压紧上盖后，轴承外圈变形被压扁，径向间隙变小或几乎为零，轴承一旦运行生热膨胀受阻因急剧高温而烧坏，对该轴承压铅丝检查后，发现轴承座配合面各个部位的过赢量差别很大，最多的部位加了0.23mm垫片，最少的部位没有增加垫片，只靠涂密封胶来补偿。轴承游隙合适后，运行温度40℃左右，一切正常。
1.3 联轴器对中不好也会造成轴承发热或失效
大多数运转设备的输入轴是通过联轴器与动力轴相连接，因此装配时必须进行联轴器的找正，使主动轴与从动轴在同一轴线上。电机轴承的发热80%是由于对中不好造成的。对中不好，电机轴承温度高，设备振动大。另外在联轴器安装过程中一定要注意主动端和从动端两半联轴器的相对位置标记，避免柱销孔偏差太大，造成柱销安装过紧的现象。
2润滑不当造成的轴承发热
2.1润滑油管被异物堵塞
由于润滑油管理不严格，加油、换油过程中容器较脏或者管路焊接酸洗不规范，造成焊渣铁锈等杂物进入油管、进而堵塞油孔的情况。如某厂3号给水泵小油泵，于2016年随泵大修时进行了油管改造。在水泵准备试运时，小油泵发生轴承冒烟，盘车不动故障。经解体检查，发现油管改造焊接时，焊料将小油泵入口油管堵塞一半，造成小油泵上油不足，致使轴承润滑不良烧毁。后对油管进行疏通处理运行正常。
某厂集控室中央空调风机减速机采用的是稀油润滑，定期加注润滑油，在2017年夏季投运前加注润滑油后，运行半个月发生了减速机不转故障，盘车不动作，经解体检查，发现减速机腔室内无油，经进一步检查发现注油口被异物堵死，由于加油人员经验少，加油加不进去以为减速机腔室内满油，造成减速机烧毁。经由此一次事故教训，在加注其他不可见油位轴承室时，均要求用细铁丝进行油位深度测试，避免出现假油位现象。
2.2润滑油（脂）变质或加油不及时
滚动轴承使用的润滑油（或润滑脂）都有一定的工作温度，当温度过高、轴承座内进水、进灰时就会发生严重氧化、乳化等变质，从而失去润滑作用，使轴承因高温而烧损。另外，润滑油（或润滑脂）本身质地不良或运行中加油（脂）不及时，也是常见现象，比如室外排水泵，风机减速机因雨水渗漏、处于煤粉或石灰粉环境内连续运行的减速机和电机轴承室进灰，都会造成轴承温度升高或产生异声。如某35万电厂厂内热网1号循环泵电机由于维护不及时，未及时补润滑脂造成驱动端轴承烧损。
2.3润滑管路的冷却器结垢堵塞，冷却水温度高，致使冷却效果变差
此类现象在夏季运行时尤其普遍，某35万电厂一台引风机在夏季运行时油温偏高，在排除油泵出力、油系统管路堵塞等系统原因后，板式换热器结垢、冷却水夏季温度偏高是造成油温高的主要原因。比较有效的处理办法是每年入夏之前对换热器进行酸洗除垢，或对冷却水掺加温度较低的地下水。
3 转子不平衡
有些转子在运行过程中由于受到介质的腐蚀或固体杂质的磨损，或者是轴出现弯曲，就会导致产生不平衡的离心力，从而使轴承发热、振动，滚道严重磨损，直至破坏。这一点对于引风机系统内的循环风机尤为重要。由于叶片磨损较严重，磨损后转子平衡性较差，风机震动较大，往往会造成轴承提前失效。
4 检查更换不及时
轴承如发现严重的疲劳剥落、氧化锈蚀、磨损的凹坑、裂纹、硬度降低到HRC<60，或有过大噪音无法调整时，应及时更换。若检查、更换不及时，则会造成轴承出现发热、异声、振动等情况甚至转子的严重破坏，从而影响正常的生产。另外，轴承拆卸不当、设备地脚螺栓松动造成的振动，也会导致轴承滑道和滚动体产生压痕，轴承内、外座圈的开裂。轴承运行过程中，应按规定周期进行检查。
5 轴承质量不良
滚动轴承零件以点接触或线接触的形式，在高的交变接触应力下长期工作。主机的精度、寿命和可靠性很大程度上决定于轴承。不论是普通轴承还是特种专用轴承，主机对其寿命、性能和可靠性都提出很高的要求。因此在轴承的采购验收环节中一定要注意检查，首先要采用正规名牌厂家的产品，关键部位甚至采用原装进口轴承，比如SKF轴承，NSK轴承，TIMKEN轴承与FAG轴承。
6结束语
在使用中，维护好滚动轴承至关重要，如果滚动轴承发生损坏应及时更换。发现轴颈或轴承座孔磨损时，采用喷镀或电焊“补肉”的方法处理，轴承座也可采用镶套的方法，然后经过车削或磨削，达到装配尺寸要求。
参考文献：
[1]陈立德．机械设计基础 [M]．北京：高等教育出版社 ．2003．
[2]陈祥科，左晓燕．轴承润滑剂的选择[J]．设备管理与维修，1993（7）：180—182．
论文作者:刘振宁[1],刘正礼[2]
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/13
标签：轴承论文; 座圈论文; 间隙论文; 联轴器论文; 磨损论文; 轴承座论文; 减速机论文; 《电力设备》2018年第8期论文;