滚动轴承常见故障原因分析

增刊 西　山　科　技　Supp lem en t 2001年8月　X ishan Science&T echno logy A ug.2001　

技术经验

滚动轴承常见故障原因分析

王　建　国①

(华化制药集团公司)

摘　要　介绍了滚动轴承的故障形式,分析了产生的原因,并提出了相应的解决方法。

关键词　滚动轴承　故障　原因

滚动轴承一般由外座圈、内座圈、滚动体和保持架等四部分组成。滚动轴承属于标准件,其类型很多,用量很大,凡是运转设备几乎都有不同类型和不同精度的滚动轴承。在生产实际中,由于各种原因,滚动轴承常出现故障,影响设备的正常运行,现对滚动轴承在运行中的常见故障作一分析,并简要介绍消除故障的方法。

1　故障形式

1)轴承转动困难、发热;2)轴承运转有异声;3)轴承产生振动;4)内座圈剥落、开裂;5)外座圈剥落、开裂;6)轴承滚道和滚动体产生压痕。

2　故障原因分析

2.1　检查不细致

轴承在装配前,要先清洗并认真检查轴承的内外座圈、滚动体和保持架,是否有生锈、毛刺、碰伤和裂纹;检查轴承间隙是否合适,转动是否轻快自如,有无突然卡住的现象;同时检查轴颈和轴承座孔的尺寸、圆度和圆柱度及其表面是否有毛刺或凹凸不平等。对于对开式轴承座,要求轴承盖和轴承底座接合面处与外座圈的外圆面之间,应留出0.1mm～0.25mm间隙,以防止外座两侧的“瓦口”处出现“夹帮”现象。若装配前检查不细致,会导致装配后的轴承运转情况不良,出现由于原始间隙太小导致的转动困难、发热;由于“夹帮”现象导致的间隙减小,磨损加快,使轴承过早损坏。

2.2　装配不当

装配不当会导致轴承出现上述的各种故障形式。装配不当有以下几种情况:

1)配合不当。轴承内孔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工作的离心泵、离心机、减速机、电动机和离心式压缩机的轴与轴承内座圈,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(大多数轴承的内座圈为旋转座圈,外座圈为不旋转座圈,少部分轴承则相反),通常采用过盈配合,能在负荷作用下避免座圈在轴颈或轴承座孔的配合表面上发生滚动或滑动。但有时由于轴颈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剂压,从而导致轴承本身的径向间隙减少,使轴承转动困难、发热,磨损加剧或卡死,严重时会造成轴承内外座圈在安装时开裂。不旋转座圈常采用间隙或过盈不大的配合,这样不旋转座圈就有可能产生微小的爬动,而使座圈与滚动体的接触面不断更换,座圈滚道磨损均匀。同时也可以消除轴因热伸长而使轴承中滚动体发生轴向卡住的现象。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)

①作者简介:王建国　男　1963年出生　1984年毕业于太原工学院　工程师　太原　030021

发生严重磨损,而出现摩擦使轴承发热、振动。

2)装配方法不当。轴承和轴颈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被破坏。

3)装配时温度控制不当。滚动轴承在装配时,若其与轴颈的过盈较大,一般采用热装法装配。即将轴承放入盛有机油的油桶中,机油桶外部用热水或火焰加热,工艺要求加热的油温控制在80℃～90℃,一般不会超过100℃,最多不超过120℃。轴承加热后迅速取出套装在轴颈上。若温度控制不当造成加热温度过高,则会使轴承产生回火而致硬度降低,运行中轴承就易磨损、剥落、甚至开裂。

4)装配时间隙调整不当。滚动轴承的间隙分为径向间隙和轴向间隙,其功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,因其轴向间隙和径向间隙之间有正比例的关系,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,而且它们一般都是成对使用的(即装在轴的两端或一端),因此,只需要调整一只轴承的轴向间隙即可。一般用垫片调整轴向间隙,有的也可用螺钉或止推环调整。

对于间隙不可调整的滚动轴承,因其径向间隙在制造时就已按标准确定好了,不能进行调整,此类轴承装在轴颈上或轴承座孔内之后,实际的径向间隙称为装配径向间隙,装配时要使装配径向间隙的大小恰好能在运转中造成必要的工作径向间隙,以保证轴承灵活转动。此类轴承在工作时,由于轴在温度升高时受热伸长而使其内处座圈发生相对位移,从而使轴承的径向隙减少,甚至使滚动体在内外座圈间卡住。若将双支承滚动轴承中的一个轴承(另一个轴承固定在轴上和轴承座中)和侧盖间留出轴向间隙,可避免上述现象。

由上述可知,不论间隙可调整或间隙不可调的滚动轴承,它们在装配时都要调整好轴向间隙(但有些间隙不可调的轴承不必留轴向间隙),以补偿轴在温度升高时的热伸长,从而保证滚动体的正常运转。若轴向间隙过小时,会造成轴承转动困难、发热,甚至使滚动体卡死或破损;若轴向间隙过大,则会导致运转中产生异声,甚至会造成严重振动或使保持架破坏。

5)联轴器找正不当。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。

2.3　润滑不良

滚动轴承使用的润滑油(或者润滑脂)都有一定的工作温度,当温度过高时就会变质,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,也会造成轴承温度升高或产生异声。

2.4　转子不平衡

一般来说,运转设备的转子在装配前都要进行动、静平衡,所以,轴承是不会出现问题的。但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。

2.5　检查更换不及时

轴承运行过程中,按规定定期进行检查,若出现发热、异声、振动等情况,要及时停车查找原因,消除故障,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,也会导致轴承滚道和滚动体产生压痕,轴承内、外座圈的开裂。

3　消除故障的方法

1)更换轴承时,要对新轴承进行认真检查,同时对轴颈及轴承座孔和转子进行细致的检查;

2)装配和拆卸轴承时,严格执行检修工艺,认真操作,避免装拆不当导致的轴承损坏;3)按时加油换油,保证轴承工作状况始终处于良好状况;4)运行中认真检查,发现故障隐患,及时消除。

收稿日期　2001—06—20　(责任编辑:徐国萍)

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2001年增刊王建国:滚动轴承常见故障原因分析