滑動(dòng)軸承常見(jiàn)故障的原因和防治措施-油液在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

 

一、巴氏合金松脫

 

巴氏合金松脫的原因多半是澆注前基體金屬清洗不夠，材料鍍錫，澆注溫度不夠。當(dāng)巴氏合金與基體金屬松脫時(shí)，軸承就加速疲勞，潤(rùn)滑油竄入分離面，此時(shí)軸承將很快損壞。解決方法只有重新澆注巴氏合金。

 

二、軸承異常磨損、刮傷、拉毛

 

軸頸在加速啟動(dòng)跑合過(guò)程中輕微的磨合磨損和配研磨損是屬于正常磨損，但是當(dāng)軸承存在下列故障時(shí)將出現(xiàn)不正常的或嚴(yán)重的磨損、刮傷和拉毛。

 

1、軸承裝配缺陷

 

軸承間隙不恰當(dāng)，軸瓦錯(cuò)位，軸頸在軸瓦中接觸不良，軸瓦存在單邊接觸或局部壓力點(diǎn)，軸頸在運(yùn)行中不能形成良好的油膜，這些因素均可引起轉(zhuǎn)子的振動(dòng)和軸瓦磨損。當(dāng)查明故障原因后，必須更換軸承或者仔細(xì)修刮并重新裝配軸承，使之符合技術(shù)要求。

 

2、軸承加工誤差

 

圓柱軸承不圓，多油楔軸承油楔大小和形狀不適當(dāng)，軸承間隙太大或太小，止推軸承推力盤(pán)端面偏擺量超過(guò)允許值，瓦塊厚薄不勻使各個(gè)瓦塊上的負(fù)荷分配不均，這些因素可引起軸瓦表面巴氏合金磨損。較好的處理方法是采用工藝軸檢查，修理軸瓦不規(guī)則形狀。

 

3、轉(zhuǎn)子發(fā)生大振動(dòng)

 

轉(zhuǎn)子由于不平衡、不對(duì)中、油膜振蕩、流體激振等故障產(chǎn)生的高振幅，將使軸瓦摩擦、燒損、刮傷、拉毛。為此必須首先要消除引起大振動(dòng)的因素，更換已磨損的軸承。

 

4、止推軸承設(shè)計(jì)誤差

 

止推軸承設(shè)計(jì)的承載面積過(guò)小、壓縮機(jī)超壓、輪蓋密封、段間密封或級(jí)間密封損壞，產(chǎn)生過(guò)大軸向力，將使瓦塊磨損或燒熔。

 

5、供油系統(tǒng)問(wèn)題

 

潤(rùn)滑油供量不足或中斷，將引起軸頸與軸承摩擦、燒熔甚至抱軸等事故；油箱空氣濾清器或供油系統(tǒng)濾網(wǎng)破損，軸承供油不清潔，造成油孔堵塞、軸承磨損；油冷卻器效果變壞、進(jìn)油溫度高、油的黏度下降、軸承變形、引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)、擦傷軸承；供油壓力過(guò)低，不能建立正常油膜；潤(rùn)滑油帶水，破壞油膜，腐蝕軸頸和軸承。這些問(wèn)題引起軸承損壞。對(duì)此必須修理或加大油冷卻器，更換過(guò)濾器，更換潤(rùn)滑油。

 

三、軸承疲勞

 

1、引起軸承疲勞的原因

 

軸承疲勞主要由下列情況引起。

 

1）軸承過(guò)載，使軸承區(qū)的油膜破裂，局部地區(qū)產(chǎn)生應(yīng)力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(guò)大、過(guò)小以及機(jī)器振動(dòng)，在軸承上產(chǎn)生交變載荷。尤其是交變載荷脈動(dòng)幅度大，在軸承表面上的切應(yīng)力很容易使軸瓦產(chǎn)生疲勞裂紋。裂紋發(fā)生的部位一般在壓力梯度很陡的壓力峰值處，徑向軸承的裂紋起源于主要承載區(qū)附近，止推軸承的裂紋損壞區(qū)域位于瓦塊油流出口邊緣附近，裂紋逐漸向巴氏合金與基體金屬的結(jié)合面上擴(kuò)展，多條裂紋的匯合，造成瓦塊表面大面積開(kāi)裂與松脫。

 

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，局部高溫在材料形成熱應(yīng)力和熱裂紋，熱裂紋擴(kuò)展產(chǎn)生疲勞剝落。

 

4）巴氏合金愈厚，對(duì)于疲勞愈敏感，容易發(fā)生疲勞破壞，所以減小巴氏合金厚度是有好處的。

 

5）巴氏合金的強(qiáng)度隨著溫度的升高而下降，因此軸承在高溫下工作，很容易產(chǎn)生疲勞裂紋，疲勞裂紋的擴(kuò)展加速軸承的疲勞破壞。

 

2、防止軸承疲勞的措施

 

防止軸承疲勞破壞的措施如下

 

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）和抗疲勞性能好的瓦塊。對(duì)于止推軸承瓦塊，表面的巴氏合金厚度必須小于壓縮機(jī)動(dòng)、靜部分的最小軸向間隙，其原因是：一旦巴氏合金熔化，止推盤(pán)尚有瓦塊的鋼質(zhì)部分支承著，短時(shí)間內(nèi)不致引起壓縮機(jī)動(dòng)、靜部分碰摩，釀成更大事故。

 

4）控制軸瓦溫度。

 

四、軸承腐蝕

 

腐蝕損壞主要是由潤(rùn)滑劑的化學(xué)作用引起的。如果潤(rùn)滑劑選用不當(dāng)，在工作條件下生成氧化膜和反應(yīng)物，使?jié)櫥瑒┖芸炖匣?，喪失?rùn)滑的性能。滑動(dòng)性良好的軸承合金中主要成分鉛是特別容易受到腐蝕的，添加錫和銻的成分可以大大提高耐腐蝕性能。但是如果軸承在工作時(shí)發(fā)生氣蝕、高溫的情況，仍然會(huì)發(fā)生表面層腐蝕。腐蝕損壞和磨損損壞有某些相似，但是從軸瓦表面上看，可發(fā)現(xiàn)腐蝕往往有局部或全部腐蝕而變色的氧化層，在金相顯微鏡下觀察，可看到化學(xué)腐蝕凹坑內(nèi)有腐蝕沉積物，腐蝕層并不像磨損那樣發(fā)生在油膜承載區(qū)域，它在任意部位上均可能出現(xiàn)。

 

五、軸承氣蝕

 

氣蝕是在軸承內(nèi)油液壓力低的區(qū)域（壓力低于油液的飽和蒸汽壓）生成一個(gè)個(gè)微小的氣泡，這些氣泡帶到高壓區(qū)時(shí)被擠破，擠破瞬間形成的壓力沖擊波沖擊軸承表面，使表面金屬很快產(chǎn)生疲勞裂紋或金屬層剝落。軸承工作時(shí)如果軸頸渦動(dòng)幅度增大，渦動(dòng)速度又高，則間隙中的油液存在很大的壓力差，容易產(chǎn)生氣蝕；高速軸承在油孔、油槽以及軸承剖分面的接合處，油流發(fā)生強(qiáng)烈的渦流或斷流，容易發(fā)生氣蝕；潤(rùn)滑油黏度下降或油中混入空氣或水分能，也容易發(fā)生氣蝕。減緩氣蝕的方法有：減小油的擾動(dòng)，增加油的黏度，加大供油壓力等措施。

 

六、軸承殼體配合松動(dòng)

 

軸承殼體配合松動(dòng)主要是軸承蓋與軸承座之間壓得不緊，軸承套和軸承蓋之間存在間隙，轉(zhuǎn)子工作時(shí)軸瓦松動(dòng)，影響軸承油膜的穩(wěn)定性。這種由于間隙作用引起的振動(dòng)具有非線性特點(diǎn)，振動(dòng)頻率中既可能存在1/i倍轉(zhuǎn)速頻率的次諧波成分，又可能出現(xiàn)i倍轉(zhuǎn)速頻率的超諧波成分（i為正整數(shù)）。為了消除軸承松動(dòng)現(xiàn)象，軸承裝配時(shí)應(yīng)使軸承套與軸承蓋之間保持0~30um的過(guò)盈配合量。

 

七、軸承間隙不適當(dāng)

 

軸承間隙太小，由于油流在間隙內(nèi)剪切摩擦損失過(guò)大，引起軸承發(fā)熱；間隙太小，油量減少，來(lái)不及帶走摩擦產(chǎn)生的熱量。但是間隙太大，即使是一種很小的激勵(lì)力（如不平衡力），也會(huì)引起很明顯的軸承振動(dòng)，并且在過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振動(dòng)很大。對(duì)于高速輕載轉(zhuǎn)子，過(guò)大的軸承間隙會(huì)改變軸承的動(dòng)力特性，引起轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。軸承間隙大，類(lèi)似于一種松動(dòng)問(wèn)題，在軸振動(dòng)的頻譜上會(huì)出現(xiàn)很多轉(zhuǎn)速頻率的諧波成分。

 

軸承間隙應(yīng)該控制在設(shè)計(jì)值或推薦值的范圍內(nèi)。軸承間隙的測(cè)量，對(duì)于安裝要求較高的五塊可傾瓦徑向軸承，最好采用專(zhuān)用測(cè)量棒。如圖3-35所示；將五塊瓦分別涂上紅丹油，并將剖分式的軸承上下兩部分扣合壓緊，然后將測(cè)量棒旋轉(zhuǎn)入內(nèi)，檢查測(cè)量棒與瓦塊的接觸情況及松緊程度，如每一瓦塊都接觸良好，則需更換瓦塊。高轉(zhuǎn)速的五瓦塊軸承一般不允許對(duì)瓦塊進(jìn)行修刮。有時(shí)為了減小轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，將軸承間隙控制在允許值下限。但是軸承間隙過(guò)小，瓦塊溫度升高。這種瓦塊上最好有埋入式的測(cè)溫計(jì)，用以監(jiān)測(cè)軸瓦溫度，軸瓦溫度不能超過(guò)120℃，否則將使巴氏合金熔化。

 

八、軸承溫度過(guò)高

 

在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，軸承溫度或軸承回油溫度被作為一個(gè)經(jīng)常性監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，軸承溫度過(guò)高的主要原因是：

 

1）軸承間隙太小；

 

2）軸承載荷過(guò)高；

 

3）油冷卻器故障，進(jìn)油溫度升高；

 

4）軸承形狀或軸承裝配不符合要求。

 

機(jī)器運(yùn)行中如發(fā)現(xiàn)軸承溫度過(guò)高，必須密切監(jiān)視，查明原因，及時(shí)處理。