一、引言
滑動(dòng)軸承,在滑動(dòng)摩擦下工作的軸承?;瑒?dòng)軸承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。在液體潤滑條件下,滑動(dòng)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,但起動(dòng)摩擦阻力較大。
滑動(dòng)軸承是機(jī)器設(shè)備中常見的機(jī)械零件之一,是風(fēng)機(jī)、電機(jī)等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械中關(guān)鍵的摩擦副。從滑動(dòng)軸承的磨損形式來看,主要有輕微磨損、嚴(yán)重磨損和劃傷等形式。
通過對大量失效滑動(dòng)軸承的分析,造成非正常磨損的主因有以下幾種:
1、潤滑不良。由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或維護(hù)失當(dāng)造成滑動(dòng)軸承在工作中供油不足,致使流體動(dòng)力油膜破裂并導(dǎo)致擦傷,終咬死;或因?yàn)檩S承在磨合后發(fā)生外部斷油,如吸油網(wǎng)堵塞、油泵有缺陷、油路堵塞或泄漏和減壓閥彈簧失效等引起潤滑油循環(huán)中斷,后造成失效。
2、裝配不正確或中心線偏移。它會使軸承的一端或局部發(fā)生嚴(yán)重磨損并產(chǎn)生高溫,或由于受載不均而使磨損偏向一邊。
3、超載。由此引起的過熱使金屬發(fā)生疲勞,造成軸承表面金屬表面破碎剝落。
4、灰塵或外界雜質(zhì)的進(jìn)入。大而堅(jiān)硬的灰塵顆粒進(jìn)入軸承間隙會將較軟的軸承表面劃傷,或者顆粒沉嵌在較軟的軸承表面上而拉傷軸頸。
5、腐蝕。由于潤滑油中的酸性物質(zhì)引起軸承表面腐蝕,形成一種有細(xì)麻點(diǎn)的表面和大面積的軸承材料變質(zhì)。此外油中空氣泡的形成和崩潰也會導(dǎo)高的局部壓力,即所謂“氣蝕”作用,造成軸承表面局部疲勞和麻點(diǎn)。
二、故障診斷
某廠有一臺排風(fēng)機(jī),其主要參數(shù)為:主排風(fēng)機(jī)排氣量 21000m3 / min,風(fēng)壓 2000mmH2O,電動(dòng)機(jī)功率 9300kW,滑動(dòng)軸承采用鉛基巴氏合金(含錫5% ~11%)襯套,它的抗鑲嵌能力*,抗燒結(jié)能力、抗腐蝕能力及容不同軸能力都比較好。
在使用的過程中,經(jīng)常對其進(jìn)行油樣分析,2月初,發(fā)現(xiàn)其直讀鐵譜分析數(shù)據(jù)較前幾次分析數(shù)據(jù)有明顯上升趨勢,特別是大磨粒讀數(shù)DL有大幅度增加( 表1),
光譜分析中鉛、錫元素含量較高。分析鐵譜譜片上除少量正?;瑒?dòng)磨粒外,全長位置沉積有較多的有色金屬顆粒,尺寸在 10 ~ 20µm,表面粗糙,為有粒狀表面的團(tuán)狀物,其顏色較深,夾雜有藍(lán)、紫色小斑點(diǎn)色彩,是一種有效的吸光體,在偏振光下沒有明亮閃爍的光澤,在鐵譜片上隨機(jī)排列而沿磁力線方向排列,因而可以排除其作為黑色氧化物(FeO)的可能性。這些有色金屬磨粒是來自滑動(dòng)軸承上的巴氏合金,表明軸瓦有異常磨損出現(xiàn),系潤滑不良所致,于是對此提出警告。由于當(dāng)時(shí)油液分析和振動(dòng)分析是同步進(jìn)行的,而振動(dòng)分析結(jié)果表明各樣點(diǎn)的振動(dòng)值均在正常范圍內(nèi),故點(diǎn)檢方未采取任何措施。一個(gè)月后再次對其進(jìn)行油液分析,采集了包括系統(tǒng)油箱在內(nèi)的共計(jì)五個(gè)樣點(diǎn)的油樣進(jìn)行全面分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)各樣點(diǎn)的油樣中均含有較多的巴氏合金磨料,表面有明顯熔融現(xiàn)象,有的甚至已經(jīng)成為球狀,軸瓦的磨損有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢,得出的結(jié)論依然是警告,并建議點(diǎn)檢方停機(jī)檢修,檢查軸瓦等零部件的磨損狀況。半個(gè)月后點(diǎn)檢方對主排風(fēng)機(jī)的軸瓦進(jìn)行了拆檢,發(fā)現(xiàn)4個(gè)樣點(diǎn)的滑動(dòng)軸承軸瓦均有不同程度的擦傷,巴氏合金表面都有明顯的劃痕,有的還出現(xiàn)了龜裂和剝落現(xiàn)象。經(jīng)更換軸瓦并作適當(dāng)調(diào)整后,工作正常。
如果任其自然發(fā)展,將很可能出現(xiàn)咬死現(xiàn)象,并終導(dǎo)致電機(jī)燒毀事故。這是一例典型的通過油液監(jiān)測技術(shù)能夠比振動(dòng)分析技術(shù)更早地預(yù)報(bào)故障隱患的案例,當(dāng)時(shí)主排風(fēng)機(jī)的故障還處于初期階段,尚不至于引起大的振動(dòng)值的變化,對現(xiàn)場所測振動(dòng)值,沒有進(jìn)行頻譜分析
鐵譜數(shù)據(jù) | 分析日期 | ||||
98.2.23 | 98.6.8 | 98.10.3 | 99.2.23 | 993.23 | |
DL | 4.40 | 4.40 | 2.70 | 29.80 | 15.70 |
DS | 1.50 | 1.90 | 2.10 | 4.00 | 3.60 |
WPC | 5.90 | 6.30 | 4.80 | 33.80 | 19.30 |
IS | 17.11 | 15.75 | 2.88 | 872.04 | 233.53 |
三、結(jié)語
滑動(dòng)軸承在冶金機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛,運(yùn)用鐵譜分析對其進(jìn)行工況監(jiān)測在理論上是可行的,它能夠比振動(dòng)分析技術(shù)更早地預(yù)報(bào)出故障的隱患,但在具體的實(shí)際應(yīng)用過程中,由于其磨損量比較小,加上巴氏合金又是非鐵磁性物質(zhì),而鐵譜技術(shù)主要是對鐵磁性物質(zhì)反應(yīng)靈敏,故其難度較大,這次通過油液監(jiān)測技術(shù)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)故障,是多年經(jīng)驗(yàn)積累所產(chǎn)生的效應(yīng),具有重要的實(shí)際意義。
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