技师论文-轴承与滑动轴承常见的故障及维修方法.doc

金蓝领技能鉴定技师论文金蓝领技能鉴定技师论文论文题目： 轴承与滑动轴承常见的故障及维修方法 姓 名： 张国祥 身份证号： 准考证号： 所在单位： 山东省天安矿业集团有限公司 轴承与滑动轴承常见的故障及维修方法姓 名：张国祥单 位：山东省天安矿业集团有限公司摘要：轴承故障在机床维修中占有重要地位，摸清轴承的常见故障现象有助于迅速找到故障。轴承在维修中的常见故障，并列举了不同故障的现象以及根据现象进行故障判定的方法。轴承的维修方式简单，通常采用直接更换的方式。关键字：轴承 滑动轴承 故障机理 诊断 预防 维修 一、轴承的故障机理在大多数机械设备中，轴承是最普通的机械零件，其损坏率也相对较高，在所有机械设备故障中，轴承的故障占据着很大的比例。轴承有着维护方便、可靠性高、起动性能好等特点，因此设备处于等速度状态时，有较高的承载力。下面我们以滚动轴承为例分析其故障机理。相比而言，滚动轴承比滑动轴承的径向尺寸大且减振能力比较差，机械设备处于高速状态下滚动轴承要比滑动轴承的寿命低，噪音也比较高。其中的向心轴承的主要作用是承受径向力,其组成包括四部分，即内、外圈、滚动体与滚动体保持架。其中内圈紧紧套在轴颈上随轴同步旋转，而外圈则在轴承座孔中。当内外圈做相对转动的运动时，滚动体会在内圈外周与外圈内周的滚道上滚动，为防止摩擦保持架将二者隔开。多数情况下轴承之所以会出现问题，主要是由于运行过程中密封轴套以及固定螺栓等零件松动，造成滚动体及滚动体保持架磨损，或轴承压盖，轴套等处有缝隙，水或粉尘等杂质从这些缝隙中进入轴承箱，润滑油变脏造成润滑不良，最终导致轴承的故障二、轴承在机床中的常见故障2.1滚子磨损 滚子磨损常见的为滚子点蚀，出现凹坑，致使轴承在旋转过程中出现不平稳现象。一般滚子的磨损是在轴承使用很长的时间后才会出现。对于可拆卸的轴承，可用肉眼观测的方式直接发现滚子故障。2.2滚子与内外圈松动 轴承使用的时间过长或者由于承受较大的冲击，将导致滚子与内外圈松动。进而引起被支撑轴在旋转过程中较大的颤动以及较大的噪音。滚珠丝杆两端的轴承经常会出现内外圈松动现象。2.3使用时间过长，轴承综合精度降低 某些轴承故障不太容易直接判断，但直接影响加工精度。此时属于轴承某个点出现故障而不易判定，故可以理解为轴承的综合精度降低，在机床维 修中可以考虑更换轴承，进而消除故障现象。三、机床维修中的常见轴承故障现象及维修轴颈-轴承副是机器中重要配合副，一旦出现故障，就必须立即停止运行，查找原因，进行维修。否则会引起更大的设备鼓掌。3.1可采用的维修方法3.1.1刮研刮研通常用来修复轴承在运转中的擦伤、抱轴以及由硬质颗粒引起的磨损等常见故障。刮研前讲轴瓦内表面清洗干净。以与轴瓦相配合的轴颈作为轴瓦的校准工具。研合时将显示剂涂在轴颈的圆周上，经过轴颈在轴瓦中旋转、对研，使轴瓦表面上较高部位显示出来，然后用三角刮刀挂去较高部位的金属层，反复对研刮削，逐步增加接触点数，以消除轴瓦因故障造成的误差。轴瓦接触精度的研点数标准如表1所示。表1 轴瓦的研点数标准刮配轴瓦时要注意：用力要匀，刮刀必须锋利。为避免刮面出现波纹及研点成条状，可讲刮刀改为倾斜交叉刮削，刀迹与曲面内孔中心线约成45度；研点时相配合的轴颈应沿曲面作来回转动，精刮时转动弧长应25mm，切忌沿轴线方向作直线研点。若轴瓦擦伤轻微或仅是局部烧伤，则应考虑更换润滑油，用磨合的方法来处理。3.1.2径向间隙的调整滑动轴承的径向间隙S是保证液体摩擦的主要条件。剖面式华东轴承因磨损使得径向间隙增大，常出现漏油、振动、磨损加快等现象。在维修时，首先采用压铅法来测量出华东轴承的径向间隙值：根据测量间隙的大小选用直径为0.61mm的软铅丝，按图1所示的位置安放。其顶间隙的平均值可按下式计算：用Spj减去理论计算的径向间隙，即确定出调整的径向间隙所需的垫片厚度（见图一），即N=Spj-式中轴瓦的配合间隙，=kd(k为系数，d为轴的直径)，经压铅法计算出垫片的厚度n后，再将相同厚度的2组垫片放在 图1 压铅法测量滑动轴承的径向间隙 1瓦盖 2 轴轴瓦的,再将相同厚度的2组垫片放在轴瓦的两侧。随后通过调整轴瓦瓦口之间的垫片重新调整径向间隙，并按轴颈尺寸进行刮配，直到刮研轴瓦内孔到所要求的精度为止。3.1. 3减小接触角度、增大油楔尺寸轴瓦与轴颈之间的接触角过大会影响润滑油膜的行成，轴瓦会很快磨损。角度过小则会增加轴瓦的鸭梨，也会加快磨损。因此，在装配时，接触角以6090度为宜，高速轴控制在60度左右，中低速轴控制在90度以下。运转中，在交变应力的反复作用下，轴瓦的磨损增加，轴颈下沉，使轴瓦与轴颈之间的接触角度增大，油楔尺寸变小，轴瓦磨损加剧。钳工修复时可在保持径向间隙不变的情况下，用刮刀开大瓦口，使接触角度变小，油楔尺寸增大，重新行成润滑油膜。实践中，若将调整轴承径向间隙与这种修复方法同时进行，使维修效果更加理想。3.1.4更换轴瓦若轴瓦出现下列状况，则必须更换新瓦：烧伤严重，瓦口烧伤面积大； 轴瓦破裂；轴瓦磨损深度大；径向间隙过大，不能用调整方法解决；修理余量不足。新瓦使用前，为确保与轴承座充分接触，以提高其承受能力，首先须将轴瓦背与轴承座孔刮配至：上瓦背与轴承盖之间的接触面积整个面积的 40%，下瓦背与轴承座之间的接触面积50%，瓦背与轴承盖和轴承座之间的接触点为 12 个/cm2，且使瓦背与轴承座孔保持过渡配合。然后对新轴瓦内的巴氏合金浇注层进行圆周刮削。刮削时应以轴颈为基，固定轴瓦，涂有显示剂的轴颈放入轴瓦转动几周，分别用上半瓦和下半瓦在轴颈上研点，直到轴瓦表面斑点密而匀，刀花表面光洁、研点密度达标为止，并确保轴瓦内劲尺寸、圆度和圆柱度不超差，轴承内孔中心线与上 、下两半轴瓦的同轴度及机座的平行度应符合技术要求。在更换轴瓦时 ，要注意克服一些 “习惯性 ”的错误操作方法：例如用细砂纸打磨轴瓦 ，或在调整剖分式滑动轴承的配合间隙时，在轴承座孔与轴瓦背面之间加垫片，在轴承座单边增加垫片等 。 前者会因砂纸上脱落的硬颗粒造成轴承副间剧烈的磨粒磨损，而后者则致使轴承与轴颈间产生较大的同轴度误差，轴承产生较大的圆度、圆柱度误差，其结果造成轴承过早磨损，影响轴承的使用寿命。在更换轴瓦过程中，要严格遵守操作规程，完成了轴瓦的找正、刮研、调整问隙后，须用煤油清洗轴瓦和轴颈。装上轴后，对角拧紧螺帽，确保配合间隙和接触面积达到相应的装配技术要求。3.1.5将 PaM 原则应用于滑动轴承的维修主动性维修（缩写PaM），是近年来维修理论和实践中的热点问题,已在西方国家得到了较为广泛的应用。主动性维修是在设备故障发生前进行的主动性、预防性的工作 ，即对故障发生的根源进行监测和排除。包括定期修复、预防性维修和定期报废 3 类维修工作。将PaM原则应用于滑动轴承的维修工作，可取得很好的维修效果。例如因滑动轴承的轴瓦失效造成某企业一台65t链式冷拔机经常停机。虽然该企业对滑动轴承加强了养护监控 ，但平均不到半年仍出现烧瓦抱轴等事故。将PaM原则引入维修模式后，冷拔机滑动轴承已顺利运行了近1a,未出现因轴瓦失效造成停机故障。大大提高了经济效益。3.2实例轴承是最常见的标准件之一，比较容易进行互换，因此机床轴承故障维修一般为直接更换轴承。轴承故障维修的难点在于根据故障现象判定是否为轴承故障。3.2.1回转部件较大异响机床出现异响是比较常见的故障现象，异响往往是零件出现磨损的重要标志。但在回转部件处出现的故障应该首先考虑为轴承故障避免盲目寻找故障源。维修实例：哈挺CS 42 为精密小型数控车床，其Z 轴滚珠丝杠在旋转过程中出现较大响声。一开始无从判定故障根源，将滚珠丝杠拆下后，发现其两端起支撑作用的两对配对轴承（型号为 NSK ：25TAC62B ，推力角接触轴承）出现内外圈松动，将轴承更换。消除故障现象。3.2.2回转轴颤抖轴承是保证回转轴回转精度的重要保证，回转轴运转的平稳、高精度由其所支撑的轴承方式和类型保证。回转轴尤其是主轴的颤抖往往是由于轴承的磨损造成的。四、轴承的安装与拆卸 轴承在安装与拆卸过程中，其质量高低对机械设备的运行与使用寿命有着重要的影响，因此讨论轴承的维修问题，就不得不谈谈轴承的安装与拆卸。下面以滚动轴承为例加以阐述。 4.1 滚动轴承的安装安装滚动轴承最好在干燥，没有粉尘的厂房里进行，特殊情况必须在现场维修的除外。安装滚动轴承之前应准备好所有必需的部件、工具及设备等。所有与滚动轴承配置的元件，如轴承箱、轴等必须仔细清洗并除去毛刺，铸铁轴承箱的未加工表面必须去除型砂。轴承接触的所有元件的尺寸和形状精度须加以核查，只有公差符合要求时才能安装。所有准备工作到位，方可打开轴承的原包装，以防污染。对已经脂润滑的轴承，及双侧具油封或防尘盖的轴承，安装前无需清洗。4.1.1 圆柱形内孔轴承安装 对非分离型轴承，首先安装具有较紧配合的内圈或外圈，安装前，轴承及轴承座表面应涂少许机油。若配合不太紧，对于小轴承，可用手锤轻击抵住轴承圈端面的套圈，迫使轴承到位。敲击力必须均匀分布在轴承圈上，以防轴承卡住。大多数轴承一般采用机械法或油压 法安装。 对分离型轴承，内外圈可分别安装，这样可使安装简单，特别是内外圈采用过盈配合时，更觉方便。将已安装好内圈的轴插入已 装好外圈的轴承箱时，应特别当心，保证它们同心，以防擦坏滚道和滚动体。 对于大型轴 承的安装，因所需安装力显著增加，一般采用 加热法。轴承圈与轴或轴承座之间安装所需的温差取决于配合的松紧程度。轴承与轴的一些最常用配合所需的温差的数值可通过计算获得。但在现场安装时，为防止冷却速度过快而影响安装，可适当加大温差。但在一般情况下轴承加热最高温度不能超过 125，否则，可能导致轴承材质发生变化，改变机械强度。4.1.2 锥形内孔轴承的安装锥形内孔轴承可以直接装在有锥度的轴颈上，或装在紧定套或退卸套的锥面上。此种轴承有较严格的配合，当轴承进入锥形轴径或轴套时，由于内圈膨胀使轴承径向游隙减小，故可通过控制轴承压进锥形配合面的距离，调整径向间隙。不可分离型轴承的径向游隙，可用塞尺测量。可分离型轴承可用外径千分尺测量内圈的膨胀，以求得径向游隙的减小量。直接装在锥形轴颈上的圆锥孔轴承，可以和一般圆柱孔轴承一样，直接使用机械法或加热法安装，也可采用锁紧螺母安装。4.1.3 推力轴承的安装 推力轴承的紧圈与轴一般为过渡配合，活圈与外壳孔一般取间隙配合，故这种轴承安装比较容易，不过对于双向推力轴承，紧圈必须进行轴向固定，防止其相对于轴发生转动。4.2 滚动轴承的拆卸如果轴承拆下后需要再次利用，那么决不可通过滚动体施加拆卸力。对于分离型轴承的内、外圈可分别拆除。对非分离的轴承，具有较松配合的一个轴承圈应先从座上拆除，具有过盈配合的轴承圈可根据轴承类型和尺寸，分别使用下面的工具和附件来拆卸。4.2.1 圆柱形内孔的轴承 用手锤轻击轴承圈，或使用拉手即可将小轴承从轴上拆下。若轴承箱局部在设计时开有装卸螺钉的螺孔，则外圈的拆卸就更为方便。 对于配合较紧的大型轴承，一般需要较大的拆卸力，特别是已工作多时及有摩擦腐蚀产生时，这种场合，使用油压法可以大大简化 拆卸工作，当然配置中必须已有必要的油道和油槽时方能这样做。 对于在使用过程中已经 损坏的大型轴承内、外圈的拆卸，也可使用气割的方法将轴承内外圈割成 2 至 3 部分，即可将轴承内外圈取下，但注意不要将轴或轴承座表面破坏。4.2.2 锥形内孔轴承 装在紧定套上的轴承，可先将螺母松几圈，然后用手锤在轴承内圈敲几下即可拆下。 若要拆下装在锥形轴颈上的大型轴承，可采用油压法十分方便。即在配合面注入压力液压油后，轴承会立即与其接触面分离。五、 轴承维修的其它注意事项5.1 切忌装反在机械维修过程中，维修轴承时要注意其严格的方向要求，安装正确才能保证其工作正常。由于有些轴承不具备十分明显的外部特征，无论是正反方向都可以装上，因此会出现装反的现象。比如平面轴承的松圈与紧圈，如果对其具体的结构以及安装注意事项不甚了解，则在安装时就容易出现装反的问题，由于装配后无法正常工件造成机械设备的故障；再比如圆锥轴承的装法有两种，即 “面对面”与“背靠背”，一旦装配错误会造成轴向窜动且无法调整。所以轴承装配过程中，维修人员要对轴承的结构与安装要求有充分的了解，仔细阅读说明书，提高维修工作的效率与准确性。5.2 轴承自身的问题在机械设备维修过程中，要对轴承的型号、代号等信息进行详细的了解，尽量不用其它型号的代用而使用原装型号。比如笔者在实际工作中发现一台离心泵更换新轴承总是很快就出现烧坏轴承的现象，对比原始轴承的型号，发现新旧轴承关于游隙的标注不同，选用同样轴承游隙标注的轴承，就再没有出现因轴承游隙烧损的情况。现在市场上出售的很多轴承质量参差不齐，以次充好 、鱼目混珠的现象屡见不鲜，而且有些配件经过长期库存性能也会出现变化，所以在维修前要对轴承进行必要的检测，查看其外观，测试其性能等等，以保证配件的质量。比如有些平面轴承会出现变形，不平，不适宜安装。5.3 轴承座圈拆卸技巧有些设备的连杆轴承常易损坏，损坏后轴承外圈仍镶在连杆孔内很难取下，因外圈坚硬用钢锯锯时易打滑，而硬打硬敲又易使连杆损坏。这时，可将连杆夹于台钳上，选用重型套筒扳手中的套头，一侧使用比轴承外圈稍小的套头顶住轴承外圈，另一侧用比连杆轴承孔尺寸稍大的套头顶住连杆孔侧面，然后逐渐加力夹紧台