軋機軸承故障頻繁怎么辦?檢查維護不可少
對于軋機軸承大家可能陌生的,因此對于軋機軸承的故障更是不了解,我們要如何去分析軋機軸承的故障,從而進行針對性的方法進行修改,檢查和養(yǎng)護對軋機軸承的使用是非常重要的。
什么是軋機軸承?
軋機軸承系指用于壓延行業(yè),即有色金屬、黑色金屬及非金屬制品壓延。用于壓延輥系輥徑處及滾筒上的軸承。通常采用四列圓柱滾子軸承承受徑向載荷,推力滾子或推力球軸承以及向心角接觸球或向心滾子軸承承受軸向載荷。現(xiàn)大多采用油氣潤滑或油霧潤滑及油脂的方式進行潤滑冷卻。
軋機軸承的結構特點
軋機軸承,通常采用圓柱滾子軸承承受徑向載荷,深溝球軸承或角接觸球軸承、或徑向設計或止推設計的圓錐滾子軸承承受軸向載荷。
四列圓柱滾子軸承和六列圓柱滾子軸承幾乎全部用于軋鋼機架的軋輥頸、滾筒和軋壓機。同其它滾子軸承相比,這些軸承的摩擦低。由于這些軸承通常以過盈配合安裝在軋輥頸上,特別適合軋鋼速度高的軋鋼機應用。這些軸承的低橫截面允許使用同軋輥直徑相比相對較大的軋輥頸直徑。由于可裝入非常多滾子,其徑向載荷能力非常高。多列圓柱滾子軸承只能承受徑向載荷。因此,這些軸承同深溝球軸承或角接觸球軸承、或徑向設計或止推設計的圓錐滾子軸承一起安裝,由后者承受軸向載荷。四列和六列圓錐滾子軸承為分離式設計,即帶整體式法蘭的軸承圈及滾子和保持架組件可同分離式軸承圈分開安裝,或所有軸承部件均可分別安裝。這在相當程度上簡化了軸承安裝、維護和檢查。軸承內(nèi)可承受一定限度的軸相對于軸承座的軸向位移。四列圓柱滾子軸承帶一個圓柱孔,一些尺寸的軸承還可帶圓錐孔供應。帶圓錐孔的軸承可在安裝過程中調(diào)整,以得到一定的徑向內(nèi)部游隙或確定的預載荷。
軋機軸承的故障分析
軸承的使用壽命和可靠性和軸承安裝及設計密切相關,軸承座設計和制造不當,將導致軸承受力不均,降低軸承壽命,軸承座應具有調(diào)心性,避免因軋輥燒損撓曲變形而使軸承受到偏載。熱軋無縫鋼管廠MPM連軋管機組由于其工藝的特殊性,軋機全部為45℃傾斜安裝,現(xiàn)場環(huán)境處在高溫,軋輥冷卻水噴淋、大沖擊負荷等工況環(huán)境下,進口軸承的使用壽命一般在2年左右,如利用國產(chǎn)化軸承后,軸承壽命會進一步降低,故障較為集中,嚴重影響生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計分析軸承故障主要由以下幾種原因造成的:①軸承的現(xiàn)場裝配精度及安裝工藝;②軸承密封件組裝不合理;③工況條件差、潤滑不良。
1、軸承設計計算
軸承的使用壽命和軸承的合理設計分不開的,軸承選擇必須計算出軸承的當量載荷。軸承載荷,根據(jù)方向大致可分為:徑向載荷、軸向載荷、復合型載荷;根據(jù)載荷作用過程中的性質(zhì)不同可分為:脈沖、恒定和交變?nèi)N形式。軸承額定載荷是軸承固定的數(shù)值,取決于使用材料的特性,靜態(tài)額定載荷是桿端在其***薄弱截面上所能承受的沒有達到永久變形的***大允許靜態(tài)載荷。理想的靜態(tài)額定載荷值是通過使用合適的材料,在合適的環(huán)境溫度下對大量的桿端進行拉應力測試的基礎上得出的,使用值是測試結果的80%,因此包含了1.25的安全系數(shù)。動態(tài)額定載荷被用來確定動載條件下,桿端關節(jié)軸承的使用壽命。動載包括擺動、旋轉和軸向傾斜下的載荷。
2、軸承裝配技術
軸承的精度、裝配游隙等技術使用特性直接影響著軸承的使用壽命和可靠性。尺寸精度是將軸承安裝於軸或軸承殼(箱)時所必要的項目,是指內(nèi)徑,外徑,寬度,裝配寬度,倒角尺寸及錐度公差或容許值。形狀精度是指內(nèi)徑變異、平均內(nèi)徑變異、外徑變異、外徑平均變異的容許值?;剞D精度是規(guī)定回轉時的偏轉,它是指內(nèi)環(huán)及外環(huán)的徑向偏轉和軸向偏轉、內(nèi)環(huán)的側面偏轉以及外環(huán)外徑偏轉的容許值。軸承內(nèi)圈、外圈和滾動體凸度不在同一條周線,造成滾動體兩頭受力不均,局部出現(xiàn)剝落現(xiàn)象;內(nèi)圈小擋邊碎裂主要是越程槽寬度過大;越程槽深度加工太深,存在應力集中區(qū)域。需要優(yōu)化零件加工公差,控制加工、裝配質(zhì)量。滾動軸承的徑向游隙系指一個套圈固定不動,而另一個套圈在垂直于軸承軸線方向,由一個極端位置移動到另一個極端位置的移動量。軸承游隙的選擇正確與否,對機械運轉精度、軸承壽命、摩擦阻力、溫升、振動與噪聲等都有很大的影響。統(tǒng)計現(xiàn)場故障,分析影響軸承備件質(zhì)量的因素包括:內(nèi)圈和滾動體的表面剝落,內(nèi)圈小擋邊碎裂;保持架的制造裝配偏差過大;裝配公差及游隙控制不精確。
軋機軸承養(yǎng)護分析
1、運轉過程中對軸承的檢查
按照軸承使用環(huán)境要求,應定期對軸承進行聽、觀察和測量。聽就是使用規(guī)定器械對著軸承軸向端蓋和軸承座的徑向外殼,另一端貼耳聽軸承在運轉過程中是否有撞擊聲和機械摩擦聲;觀察就是對運行環(huán)境、安裝位置、震動偏移、潤滑等情況進行觀察,是否存在不良環(huán)境;測量就是用溫度計、測振儀對軸承座進行定量檢測。
2、靜止狀態(tài)下對軸承的檢查
對相關備件的緊固情況進行檢查,各部件是否處于正確位置、有無松動的現(xiàn)象等。對軸承座要經(jīng)常檢查是否已壓緊,有無松動。尤其是操作側軸承座與軋鋼機架間一定要有軸向無間隙固定,盡可能減少傳動側軸承座與軋鋼機架窗口的配合間隙,以減緩傳動軸跳動對軸承所產(chǎn)生的沖擊。另外,可對軸承潤滑劑進行檢測,檢查潤滑油是否進雜物、氧化鐵皮、水等。粗軋機通常受到較強的沖擊負荷,軸承震動大,潤滑脂容易流失。因此,要求潤滑脂有較強的粘附性,可以牢牢地粘附在零件的表面,一部分在滾道上潤滑軸承,其余部分保存在軸承內(nèi)部空間起到密封作用。如果外界污物侵入軸承座內(nèi),***先污染的是靠近外側的潤滑脂,使軸承零件表面出現(xiàn)磨損。隨著污物的增加,磨損面會增加,同時還會信號層裂紋并逐漸擴展,***終使套圈開裂,嚴重時還會報廢軋輥、軸承座等相關部件。
3、軸承的拆后檢查
軋輥換下后可使用清洗劑,把軸承清洗干凈,用壓縮空氣吹干,然后對滾子、保持架、滾到進行檢查。滾子、滾道出現(xiàn)凹痕、點蝕等現(xiàn)象,視具體情況更換。同時,要檢查軸向密封盒徑向游隙,檢查無誤后,增加潤滑劑備用??傊垯C的軸承有它獨特的使用環(huán)境、特點及要求。軋制力較小時,因負荷過大而引起的軸承內(nèi)外圈的開裂、滾動體碎裂的現(xiàn)象非常少,因此應重點關注軸承的正確安裝、檢查和維護等方法并制定相應的工藝規(guī)程以降低軋機燒軸承的事故率。影響軸承使用壽命的因素是多方面的,因此應制定全方位的管理制度和工藝規(guī)程,才能達到延長軸承使用壽命保證生產(chǎn)順暢的目的。
4、軋機軸承的保養(yǎng)、檢修和異常處理
為了盡可能長時間地以良好狀態(tài)維持軸承本來的性能,須保養(yǎng)、檢修、以求防事故于未然,確保運轉的可靠性,提高生產(chǎn)性、經(jīng)濟性。保養(yǎng)***好相應機械運轉條件的作業(yè)標準,定期進行。內(nèi)容包括監(jiān)視運轉狀態(tài)、補充或更換潤滑劑、定期拆卸的檢查。
軋機軸承故障頻繁怎么辦?檢查維護不可少。對于軸承的維護保養(yǎng)重要性,這一點是不用質(zhì)疑的,對于軸承的使用,我們一定進行定期的檢測及養(yǎng)護,這樣不僅可以提高軸承的使用效率,同樣的可以延長軸承的使用壽命。
軋機軸承失效分析過程探討
盡管軋機用滾動軸承的轉動極為可靠,但是安裝、使用或制造不當同樣會造成早起失效。對軸承期望壽命內(nèi)早期失效進行研究,可以防止軸承在使用中發(fā)生頻繁的早期失效。
為了減少滾動軸承早期失效,為了確定滾動軸承早期失效的失效原因,依據(jù)工況條件首先要了解制造該軸承的鋼材合金成分、軸承從投料到成品的加工工藝過程及軸承精度等級。針對它所應用場合適當搜集使用該軸承軋機的軋制力、線速度、軋制產(chǎn)品品種、潤滑方式與效果、軸承密封效果、軋制板材原料形狀和軋制后成品質(zhì)量等等。根據(jù)搜集的軋機數(shù)據(jù)結合軸承所有數(shù)據(jù)進行軸承失效分析。
當軸承不能按預期的要求運轉時即可認為該軸承已失效,通常早期失效遠遠早于軸承完全喪失功能的時間,因此對軸承早期失效的研究和分析是十分必要。
軋機軸承供貨前的早期了解。對于軸承而言,一個新的軋鋼環(huán)境設計者需要了解軸承之前的使用狀況,如有可能,早期調(diào)查應包括觀察軸承拆卸前和拆卸過程中以及拆卸后有關和軸承相配合零件基本特征,應把這些特征使用文字和照片的形式記錄各零部件特征,以便設計人員根據(jù)工況條件設計更實用的軋機軸承,對于安裝和拆卸過程中的不當之處應給指出并更正。對之前使用軸承的損壞特征要予以充分了解,盡可能通過早期了解的數(shù)據(jù)來規(guī)避軸承早期失效。
軸承的安裝和拆卸方法因類型不同而各異,在此不做說明。無論采用什么方法都必須小心以避免損傷軸承,不允許采用暴力手段(如錘子砸、鐵棍撬等等);微小的劃傷痕跡都會造成使用或?qū)σ院蟮氖Х治霭l(fā)生偏差。安裝時的軸承座和軋輥尺寸公差可參閱相關關國家標準。軸承損壞后應保存第一現(xiàn)場以備軸承失效分析使用。如果急需拆機應對損壞軸承及配件進行拍照取證,拆下廢軸承應放置庫房并保存原始狀態(tài)不得破壞。
失效機理
機械損壞:軋機軸承零件具有良好的加工精度和表面粗糙度,安裝時的不良操作,滾動接觸面出現(xiàn)擦傷劃痕時,表面應力狀態(tài)會發(fā)生改變,從而會影響軸承壽命,特別當這些劃痕和壓痕產(chǎn)生在滾動表面時更為有害,當劃痕和擦傷破壞產(chǎn)生的金屬顆粒發(fā)生移動并嵌入滾道時對軸承會再次產(chǎn)生影響。
滾動體過載時產(chǎn)生的永久壓痕稱之為布氏壓痕,這種壓痕會導致軸承失效,例如;軸承跌落或安裝不合適等。軸承運轉中發(fā)出的不正常噪音都是出現(xiàn)布氏壓痕的初始信號。
當軸承承受震動而滾動體不旋轉時,滾道也會出現(xiàn)損傷,這種損傷稱之為偽布氏壓痕,它主要發(fā)生在軸承安裝前后。運輸過程中受震動和長時間閑置設備上的軸承中可以觀察到偽布氏壓痕損傷。
軸承滾道在磨加工過程中,由于機床震動、磨削砂輪修整不鋒利、工件與砂輪線速比配置的不合理而產(chǎn)生的滾道表面微震動以及粗糙的波峰波谷處理不當,都是出現(xiàn)早期失效根源,這種現(xiàn)象在成品軸承檢測時就會表現(xiàn)出來。
磨損損壞
磨損通常引起軋機軸承零件逐漸損壞,并***終導致軸承零件尺寸精度喪失以及其他相關的問題,磨損引起失效并非意味著只是更換軸承。因為游隙和配合發(fā)生變化,磨損引起的其他狀態(tài)可能變成主要失效機理,磨損可能產(chǎn)生引起裂紋的應力集中源。
適當?shù)臐櫥瑮l件下,軸承配對件表面微凸體可能發(fā)生塑性變形并有冷壓而變平坦,在這種狀態(tài)下,軸承可以達到預期的使用壽命。但是,當潤滑條件惡化時,使軸承內(nèi)部滾動表面形成金屬與金屬接觸從而導致磨擦力增大,造成軸承內(nèi)部局部變形和磨擦焊接,在這種交變作用力下可以將局部磨擦焊點從機體上撕裂而增大塑性變形,這樣就會形成表面點蝕,而另一個零件表面會有轉移材料。這種狀態(tài)是否惡化取決于運轉狀態(tài),輕微粘著損傷稱之為擦傷,嚴重的粘著則稱之為咬合。
軸承零件接觸表面之間夾雜堅硬顆粒且相對接觸表面移動時,將引起磨粒磨損,鋒利的磨??梢援a(chǎn)生明顯犁溝,這也是早期失效根源。這種磨粒主要來自軸承內(nèi)部或來自機器系統(tǒng)內(nèi)部,如:潤滑的純潔度、軸承安裝時的潔凈度、軸承出廠前清洗的清潔度。
裂紋破壞
軸承零件的裂紋是由過載或循環(huán)載荷應力造成的,冶煉工藝和加工工藝也能引起制造裂紋,除了由夾雜物和氧化物造成的裂紋外,由冶煉和加工工藝造成的裂紋,不可能進入后續(xù)的加工工序中。
軸承后續(xù)加工過程產(chǎn)生的裂紋通常與熱處理和磨削工藝有關,如果某一制造過程中存在裂紋流入下工序,在后續(xù)加工中會促使裂紋迅速擴展。但有一個例外,終磨階段產(chǎn)生的裂紋如果沒檢查出來,就會帶到運轉設備上。排除上述情況,通常所遇到的裂紋問題大都與按裝和運轉過程有關,是由安裝劃痕、擦傷及循環(huán)載荷造成的。零件的殘余應力安裝引起的靜應力及外加載荷造成的應力相互影響使得應力狀態(tài),由于裂紋的擴展方向垂直于作用應力方向,因此,由于裂紋的擴展方向可以獲得一定信息。
在軋機軸承下機維護時,可以根據(jù)這些裂紋破壞信息來查找軸承的早期失效根源,從而使軋機軸承獲得更長壽命。
軋機軸承的失效原因很多,不是解決或說明一個或兩個原因就可以提高軋機軸承使用壽命,如果要提高軋機軸承的壽命,應該綜合每一個因素環(huán)節(jié),必須從選材、加工工藝制造、運輸過程、裝機運行狀態(tài)等等環(huán)節(jié)加強控制。