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滾動(dòng)軸承幾種發(fā)熱損壞的典型案例淺析

2018-08-24

王占光
（焦作堅(jiān)固水泥有限公司）

　　軸承作為回轉(zhuǎn)體的支撐零件，因其摩擦系數(shù)低、功耗小、使用方便，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的機(jī)器設(shè)備之中。但由于安裝、配合、潤滑等不當(dāng)，會(huì)引起軸承發(fā)熱甚至損壞，影響運(yùn)行，據(jù)相關(guān)資料顯示，因軸承安裝、配合不當(dāng)，造成軸承產(chǎn)生附加負(fù)荷而發(fā)熱甚至損壞的比例接近于50%，與潤滑不當(dāng)造成的損壞旗鼓相當(dāng)，可見安裝與潤滑對(duì)軸承的影響之大?，F(xiàn)選幾種與滾動(dòng)軸承因安裝、配合不當(dāng)而發(fā)熱損壞的典型案例進(jìn)行淺析、與大家討論，望能起到借鑒作用。

　　1、徑向配合不當(dāng)引起的軸承發(fā)熱及損壞

　　作為回轉(zhuǎn)體的支撐零件軸承，通常情況下，當(dāng)軸承內(nèi)圈與回轉(zhuǎn)體一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)圈與軸應(yīng)采用緊密配合，外圈與軸承體的配合采用動(dòng)配合；相反，當(dāng)軸承外圈與回轉(zhuǎn)體一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，外圈與軸承體采用靜配合，而不動(dòng)的軸與軸承內(nèi)圈采用動(dòng)配合?？傊褂弥械妮S承必須是有一個(gè)緊圈，一個(gè)是松圈，這樣軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中才能保證有一個(gè)滾動(dòng)體跑道保持微動(dòng)狀態(tài)，避免滾動(dòng)體在其跑道內(nèi)長期接觸，致使該處長期被敲擊而產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕甚至剝落，有利于延長軸承壽命，有些單位在這方面重視不足，內(nèi)外圈均采用緊密配合，結(jié)果是使用時(shí)間不長，就造成了軸承滾道的點(diǎn)蝕；同時(shí)采用這樣的配合造成安裝困難，不免造成對(duì)軸承的損傷，降低軸承使用壽命。筆者曾經(jīng)遇到某單位的回轉(zhuǎn)窯擋輪在檢修時(shí)，對(duì)擋輪內(nèi)孔與軸進(jìn)行了修復(fù)，內(nèi)外圈均采用緊密配合，結(jié)果是時(shí)間很短，軸承內(nèi)圈點(diǎn)蝕、開裂，且重復(fù)多次，后指導(dǎo)其對(duì)配合形式進(jìn)行了改進(jìn)，軸承外圈與輪采用緊密配合，內(nèi)圈與軸采用動(dòng)配合，回裝后長期運(yùn)行，沒有異常表現(xiàn)，運(yùn)行良好。在此也特別提醒，切莫把軸承的微動(dòng)當(dāng)做跑圈來處理，應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分，不然會(huì)引起一系列不良后果。

　　同時(shí)，軸承內(nèi)外圈都采用緊密配合，會(huì)阻礙回轉(zhuǎn)體的熱脹冷縮，軸在伸長時(shí)，內(nèi)圈隨軸移動(dòng)，但由于外圈與軸承體采用緊密配合，軸承體與軸承的摩擦阻力比如增大，不能自由移動(dòng)，如此，滾動(dòng)體就會(huì)偏離正確的運(yùn)行軌道，不但增加了軸向摩擦，也縮小或失去了正常游隙，產(chǎn)生較大的摩擦熱量，軸承溫度會(huì)迅速升高，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)采取措施，軸承會(huì)因此造成損傷或損壞。例如某單位在檢修電機(jī)時(shí)，恐怕軸承跑圈，采用了不當(dāng)?shù)呐浜闲问?，開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，響聲、振動(dòng)均表現(xiàn)良好，但設(shè)計(jì)不長，軸承便會(huì)發(fā)熱，后指導(dǎo)對(duì)其自由端軸承體內(nèi)孔砂磨后，安裝也順利了，軸承也不發(fā)熱了。

　　在此也特別提醒，軸承在裝配前要對(duì)其配合的孔、軸進(jìn)行檢查測量，防止類似事件的發(fā)生，關(guān)注孔與軸的圓度，若扁的較多，要進(jìn)行修復(fù)，不然隨之而裝的軸承也會(huì)失圓，軸承游隙會(huì)局部減小或喪失，導(dǎo)致軸承發(fā)熱損壞。對(duì)于對(duì)開形式的軸承座，要特別注意合口后的直徑尺寸，若尺寸不足，應(yīng)加墊調(diào)整，切莫壓死、壓扁軸承，本文下部，專門闡述。

　　2、軸承的軸向限位不當(dāng)引起的軸承發(fā)熱與損壞

　　作為高速運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體，運(yùn)行受機(jī)械效率的影響都會(huì)產(chǎn)生一部分熱量使回轉(zhuǎn)體溫度上升，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)體增長，若不能自由移動(dòng)釋放，其產(chǎn)生的應(yīng)力必然造成某些零件的受損甚至破壞。就把軸來說，軸伸長后，安裝在其上的軸承不能隨軸移動(dòng)，軸承內(nèi)外圈就會(huì)錯(cuò)位，吃掉軸承軸向游隙，使?jié)L動(dòng)體偏離滾道，如此一來，本來受徑向力的軸承又承受了巨大的軸向力，同時(shí)因滾動(dòng)體偏離滾道，徑向游隙也會(huì)被吃掉，大量的摩擦熱從此產(chǎn)生，軸承的發(fā)熱從此開始，當(dāng)軸承發(fā)熱到一定程度，滾動(dòng)體與滾道的間隙就會(huì)徹底消失，其摩擦力足以帶動(dòng)內(nèi)外圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承的跑圈開始了，摩擦熱量繼續(xù)增加，損壞也隨之而來。有些軸承拆下來后，可以看到已經(jīng)變色，如同高溫爐里出來的零件一樣，就是這個(gè)道理；更有甚者，這些熱量能把軸承、軸熔融，牢固的結(jié)合在一起。

　　還有一些特殊設(shè)備更是如此，回轉(zhuǎn)體直接運(yùn)行在高溫介質(zhì)當(dāng)中，如高溫風(fēng)機(jī)，冷態(tài)溫度與運(yùn)行溫度相差幾百度，伸長量更大；還有羅茨風(fēng)機(jī)，與氣體摩擦也使本身溫度上升許多；電機(jī)、管磨機(jī)運(yùn)行中，內(nèi)部產(chǎn)生的熱量可使自身溫度上升許多等等。若這些設(shè)備在安裝維修中不考慮其工況下的熱脹冷縮，不能使軸承產(chǎn)生自由移動(dòng)，發(fā)熱損壞是必然的結(jié)果。所以在設(shè)備安裝維修時(shí)，必須考慮冷態(tài)與熱態(tài)不同，給軸承一個(gè)合理的自由空間，當(dāng)然定位軸承一定要限位，軸向間隙能滿足其自身要求的軸向游隙就可以了。另外回轉(zhuǎn)體的溫升不同，自然預(yù)留空間不同，需根據(jù)具體情況而定，若問及本人，也會(huì)給一個(gè)合理的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，其實(shí)手冊(cè)上多數(shù)都有，查一下就知道了。

　　3、軸承在剖分式軸承座內(nèi)的發(fā)熱損壞

　　剖分式軸承座，作為軸承的包容件，若加工精度低或內(nèi)孔小于軸承外圈尺寸，軸承往往落不到底，扣上上蓋，軸承就會(huì)被壓扁，使得軸承局部游隙變小，同時(shí)過緊的包容，使得軸承自由移動(dòng)的阻力增大，如同前述原因，軸承就會(huì)發(fā)熱甚至損壞，所以有些單位在遇到此類現(xiàn)象時(shí)，趕快松松上蓋螺栓、振打振打軸承座，使問題得到緩解，就是這個(gè)道理，但這個(gè)不是萬能的，根本的還是要配合得當(dāng)。所以安裝前應(yīng)先合口測量尺寸，保證配合精度。在此也特別提出，若僅僅是上蓋壓死了軸承，可通過測量計(jì)算，適當(dāng)加以墊片調(diào)節(jié)即可。

　　4、安裝方法選擇不當(dāng)對(duì)軸承的損傷

　　軸承作為比較精密的零件，必須選用正確的安裝方法，否則就會(huì)對(duì)其造成損傷。如安裝時(shí)直接對(duì)軸承的敲擊，不但會(huì)使軸承產(chǎn)生裂紋，也會(huì)使軸承變形；更有甚者直接用乙炔火焰對(duì)著軸承直燒，不均勻的火烤不但使造成變形，也會(huì)使其退火等，給軸承的安全埋下隱患，免不了中途損壞，所以一定要選擇合理的安裝方法，該油煮的不能火烤，該壓入的一定不要用錘擊，特別是直接錘擊，需要錘擊的一定墊銅板或銅棒等等，軸承的內(nèi)外圈不得偏離要求，保證滾動(dòng)體在正常的滾道內(nèi)運(yùn)行。對(duì)于帶緊定套或退卸套的軸承，一定要保證松緊適度，滾道正確，必要時(shí)可以用計(jì)算法和查手冊(cè)法得出數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行預(yù)緊量的調(diào)整。

　　結(jié)束語

　　其實(shí)軸承發(fā)熱損壞原因很多，本文只是就其幾種進(jìn)行淺析，不足之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正，下一步還會(huì)有更多的軸承方面的問題與大家溝通討論，望不吝賜教。