基于故障樹的滑動軸承故障分析及維護(hù)方法.doc

滑動軸承的故障及維護(hù)方法分析摘要：滑動軸承由于其本身所具有的的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)使其廣泛應(yīng)用在工作轉(zhuǎn)速特高、特大沖擊與振動或必須剖分安裝以及須在水及腐蝕性介質(zhì)中工作等重要場合，由于滑動軸承多應(yīng)用于環(huán)境惡劣的場合以及使用滑動軸承的機(jī)器的重要性，決定了滑動軸承的故障診斷及維護(hù)方法的分析是十分重要的工作。本文采用基于故障樹分析的方法詳細(xì)分析了滑動軸承的常見故障及其相應(yīng)的維護(hù)方法。關(guān)鍵詞：滑動軸承 故障樹 故障診斷 維護(hù)方法0引言 由于滑動軸承本身具有的一些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，使得滑動軸承在某些不能、不便或使用滾動軸承沒有優(yōu)勢的場合，如在工作轉(zhuǎn)速特高、特大沖擊與振動、徑向空間尺寸受到限制或必須剖分安裝（如曲軸的軸承）、以及需在水或腐蝕性介質(zhì)中工作等場合，仍占有重要的地位。因此，滑動軸承在軋鋼機(jī)、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、鐵路機(jī)車及車輛、金屬切削機(jī)床、航空發(fā)動機(jī)附件、雷達(dá)、衛(wèi)星通信地面站、天文望遠(yuǎn)鏡以及各種儀表中應(yīng)用頗為廣泛?！?】 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)【M】. 八版. 北京：高等教育出版社，2006.首先，滑動軸承的工作環(huán)境相對于一般機(jī)械來講是比較惡劣的，這就導(dǎo)致滑動軸承較易發(fā)生故障；其次，滑動軸承的工作場合相對來說是比較重要的（出現(xiàn)故障導(dǎo)致停機(jī)造成的損失相對較大），上述兩個方面決定了滑動軸承的故障診斷與維護(hù)方法的分析是想當(dāng)重要的工作。1滑動軸承工作原理 滑動軸承（sliding bearing），即在滑動摩擦下工作的軸承?；瑒虞S承按其工作原理分類，可分為靜壓軸承與動壓軸承兩類。靜壓軸承是依靠潤滑油在轉(zhuǎn)子軸頸周圍形成的靜壓力差與外載荷相平衡的原理進(jìn)行工作的，軸無論旋轉(zhuǎn)與否，軸頸始終浮在壓力油中，工作時保證軸頸與軸承之間處于純液體摩擦狀態(tài)，這類軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高、摩擦阻力小、承載能力強(qiáng)并有良好的速度適應(yīng)性和抗振性等特點(diǎn)。在動壓軸承中，軸頸外圓與軸承之間有一定間隙（一般為軸頸直徑的千分之幾），間隙內(nèi)充滿潤滑油。軸頸未旋轉(zhuǎn)時，它就沉在軸承孔的底部，當(dāng)轉(zhuǎn)軸開始旋轉(zhuǎn)時，軸頸依靠摩擦力的作用，在旋轉(zhuǎn)相反方向上沿軸承內(nèi)表面往上爬行。轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高至一定程度，軸頸把具有粘性的潤滑油帶入軸頸與軸承的楔形間隙（油楔）中。在間隙內(nèi)積聚的油層就是油膜，油膜壓力把轉(zhuǎn)子軸頸抬起，當(dāng)油膜壓力與外載荷相平衡時，軸頸就在軸承內(nèi)不發(fā)生接觸的情況下穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時的軸心位置由于收斂形油楔的作用，略向一側(cè)偏移，這就是動壓軸承的工作原理?！?】 沈慶根，鄭水英. 設(shè)備故障診斷【M】. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.這類軸承的優(yōu)點(diǎn)是滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力、與滾動軸承相比同等體積的載荷能力要大很多、振動和噪音小、對金屬異物造成的影響較小，不易產(chǎn)生早起損壞。2滑動軸承的裝配原理 為了更形象的了解滑動軸承的工作原理，同時為了方便對滑動軸承的故障診斷和維護(hù)進(jìn)行分析，這里將簡單介紹滑動軸承的裝配原理。下圖（圖1）是對開式徑向滑動軸承的裝配圖（主視圖）。 1-軸承座；2-下軸瓦；3-軸承蓋；4-上軸瓦；5-軸瓦固定套；6-油杯圖1對開式徑向滑動軸承 軸承蓋和軸承座的剖分面常做成階梯形，以便對中和防止橫向錯動。剖分式軸瓦由上、下兩半組成，通常是下軸瓦承受載荷，上軸瓦不承受載荷。在軸瓦內(nèi)壁不承受載荷的表面上開設(shè)油槽，潤滑油通過油孔和油槽流進(jìn)軸承間隙。這種軸承裝拆方便，并且軸瓦磨損后可以用減少剖分面處的墊片厚度來調(diào)整軸承間隙（調(diào)整后應(yīng)修刮軸瓦內(nèi)孔）。【3】 李國華，張永忠. 機(jī)械故障診斷【M】. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.為了更形象的表示滑動軸承的結(jié)構(gòu)，繪制三維簡圖如下：圖2-對開式徑向滑動軸承（三維簡圖）為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)，常在其內(nèi)徑面上澆鑄一層或兩層減摩材料，通常稱為軸承襯，所以軸瓦又有雙金屬軸瓦和三金屬軸瓦。軸瓦或軸承襯是滑動軸承的重要零件，軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料。由于軸瓦或軸承襯與軸頸直接接觸，一般軸頸部分比較耐磨。3滑動軸承故障分析及相應(yīng)的維護(hù)措施繪制滑動軸承的故障樹如下圖所示：滑動軸承失效或12或12345或123或12或12或1234或圖-3 滑動軸承失效的故障樹-巴氏合金松脫：1-澆注前基體金屬清洗不夠；2-材料鍍錫，澆注溫度不夠。-軸承異常磨損、刮傷、拉毛：1-軸承裝配缺陷；2-軸承加工誤差；3-轉(zhuǎn)子發(fā)生大振動；4-軸承設(shè)計(jì)誤差；5-供油系統(tǒng)出現(xiàn)問題。-軸承疲勞：1-軸承過載，使承載區(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，軸承間隙過大、過小以及機(jī)器振動，在軸承上產(chǎn)生交變載荷；3-軸承工作時的摩擦和咬粘，在軸瓦表面某些區(qū)域產(chǎn)生高溫，局部高溫在材料中形成熱應(yīng)力和熱裂紋，熱裂紋擴(kuò)展產(chǎn)生疲勞剝落?！?】 沈慶根，鄭水英. 設(shè)備故障診斷【M】. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.-軸承腐蝕：1-潤滑劑的化學(xué)作用，在工作條件下生成氧化膜和反應(yīng)物，使?jié)櫥瑒┖芸臁袄匣?，喪失潤滑能力?-工作時發(fā)生氣蝕、高溫的情況，發(fā)生表面層腐蝕。-軸承氣蝕：1-工作時軸頸渦動幅度增大，渦動速度又高；2-高速軸承在油孔、油槽以及軸承剖分面的結(jié)合處，油流發(fā)生強(qiáng)烈的渦流或斷流。-軸承殼體配合松動。-軸承間隙不適當(dāng)。-軸承溫度過高：1-軸承間隙太??；2-軸承載荷過高；3-油冷卻器故障，進(jìn)油溫度升高；4-軸承形狀或軸承配合不符合要求。 以上就是滑動軸承故障樹及其相應(yīng)的分析，下面根據(jù)滑動軸承常見的故障提出相應(yīng)的具體維護(hù)方法：-巴氏合金松脫：澆注前將基體金屬清洗干凈并使之干燥，然后再澆注巴氏合金，澆注的同時要保證澆注溫度達(dá)到要求。-軸承異常磨損、刮傷、拉毛：在滑動軸承的設(shè)計(jì)、加工、裝配各個階段都要嚴(yán)格按照程序來執(zhí)行，每一階段結(jié)束都要檢查階段工作是否合格，然后進(jìn)入下一階段，定期檢查滑動軸承的工作情況和供油系統(tǒng)，確?；瑒虞S承工作環(huán)境良好，從而保證滑動軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。-軸承疲勞：防止軸承疲勞的措施如下：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）和抗疲勞性好的瓦塊；4-控制軸瓦的溫度?！?】 陳欣. 軋鋼機(jī)械設(shè)備軸瓦的檢修與維護(hù)【J】. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011.10-軸承腐蝕：在軸承合金中添加錫和銻的成分，這樣可以大大提高滑動軸承耐腐蝕性能；提高軸承的表面光潔度。-軸承氣蝕：減緩氣蝕的方法有：減小油的擾動，增加油的粘度，加大供油能力等措施。-軸承殼體配合松動：為了消除軸承松動現(xiàn)象，軸承裝配時應(yīng)使軸 承套和軸承蓋之間保持0-30um的過盈配合量。-軸承間隙不適當(dāng)：軸承間隙應(yīng)控制在設(shè)計(jì)值或推薦值的范圍內(nèi)， 不能太小，也不能太大。-軸承溫度過高：機(jī)器運(yùn)行過程中如發(fā)現(xiàn)軸承溫度多高，必須密切監(jiān)視，查明原因，及時處理。 下圖所示的是滑動軸承故障原因的平均比率： 表1 滑動軸承故障原因的平均比率【6】 /view/a1578fd6195f312b3169a549.html故障原因不干凈潤滑油不足安裝誤差對中不良超載比率/%38.36.0故障原因腐蝕制造精度低氣蝕其它比率/%6.7 由上表可知，做好滑動軸承的清潔工作是十分重要的，不論是在安裝之前的制造環(huán)節(jié)還是在安裝環(huán)節(jié)以及滑動軸承運(yùn)行的時候，都要注意滑動軸承的清潔保養(yǎng)工作，防止灰塵或者其它雜物進(jìn)入滑動軸承運(yùn)行部件中或者潤滑油中，從而引起故障。同時應(yīng)保證安裝的準(zhǔn)確性以及連續(xù)充分的供給清潔干凈的潤滑油。 首先，在維修和裝配時要嚴(yán)格按照工藝規(guī)范操作，防止因裝入方法不當(dāng)而造成安裝不正以及軸承螺栓的扭矩不均或不符合規(guī)定，從而產(chǎn)生彎曲變形和應(yīng)力集中，導(dǎo)致軸承早期損壞。合理地選用和加注潤滑油，在選用和使用潤滑油時，要采用油膜表面張力小的潤滑油，在形成的氣泡潰滅時，油流的沖擊作用相應(yīng)減小，可有效地預(yù)防軸承穴蝕。潤滑油的粘度等級不可隨意增加，以免增加軸承的焦化傾向。潤滑油油量必須在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，潤滑油和加油用工具必須清潔，加注潤滑油的場所應(yīng)無污染、無風(fēng)沙，防止一切污染物的侵入。同時，采取密封措施，注意定期檢查和更換潤滑油。不同品質(zhì)、不同粘度等級及不同使用類型的潤滑油禁止混用，潤滑油加注前的沉