剖析设备维修实施方法常见问题(2010年9月28日主讲).ppt

1、剖析设备维修实施方法常见问题,上海大众祥源动力供应有限公司 2020年7月22日,背景：对于维修方法上所看到的现状和存在的一些问题加以分析解答，以提高专业技术和维修人员的技术水准、提升技术能力。,问题1.在维修中我们经常会碰到老师傅们常说的轴承走外圈或走内圈的现象。那么什么叫轴承走“内”、“外”圈呢？发生了这种情况怎么解决？这是我们要了解的内容。,定义： 轴承在工作中常会发生外圈在壳体轴承孔中或内圈与轴之间相对转动,也称作轴承走“外圈”或走“内圈”。,后果： 将引起轴承孔或轴表面磨损、摩擦发热，从而导致轴承表面温度升高烧坏变黑，这种现象我们称为“ 轴承烧坏”，同时磨损会导致两端（支撑）轴承孔的

2、不同轴度加大,工作时轴承会受击震动，轴承滚珠还会被紧卡在座圈里,运转时会挤坏滚珠保护器或造成滚珠表面剥落,轴承寿命下降.,碰到这个问题怎么办？,方法：1. 更换轴承2. 孔镶套3. 轴表面涂层并上磨床磨削,那么镶套后孔与轴承外圈的配合尺寸或磨削后轴与轴承内圈的配合尺寸多少，才是我们所期望的呢？,这里就要引入滚动轴承配合的概念。,滚动轴承的配合是指轴承内圈与轴颈及轴承外圈与壳体孔的配合，轴承的周向固定是通过配合来保证的。滚动轴承是标准件，因此，轴承内孔与轴的配合为基孔制，轴承外圈与轴承壳体孔的配合为基轴制。,什么叫基孔制？什么叫基轴制？,为了得到不同性质的配合，可以同时改变两配合零件的极限尺寸；

3、也可以将一个零件的极限尺寸保持不变，只改变另一配合零件的极限尺寸以达到要求的配合性质。公差与配合标准中规定了两种体制的配合系列基孔制和基轴制。,基孔制: 基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度.在基孔制中,孔为基准孔,根据标准规定,基准孔的代号用大写字母“H”表示，其下偏差为零。,基轴制: 基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。在基轴制中，轴为基准轴，根据国家标准规定，基准轴的代号用小写字母“h”表示，其上偏差为零。,也可以这样理解：基孔制-将孔的极限尺寸保持不变，只改变轴的极限尺寸以达到要求的配合性质。基轴制-将轴

4、的极限尺寸保持不变，只改变孔的极限尺寸以达到要求的配合性质。,公差带代号：孔、轴的公差带代号由基本偏差代号与公差等级代号组成。例如H8、F8、K7、P7等为孔的公差带。代号；h7、f7、k7、p6等为轴的公差带代号。,基准制的选择 ：在实际生产中，选用基孔制还是基轴制，主要从机器结构、工艺要求和经济性等方面的因素来考虑。一般情况下，常采用基孔制。,理由：因为加工相同等级的孔和轴时，孔的加工比轴要困难些。特别是加工小尺寸的精确孔时，需采用价值昂贵的定值刀量具(如绞刀、拉刀等)，这种刀具每种规格一般只用于加工一种尺寸的孔，故需要量大。如采用基孔制，就可减少刀具和量具的数量。,轴承配合选择的一般原则

5、为：1.载荷方向不变时，对于内圈回 转而外圈固定不动的轴承，轴 承内孔与轴颈之间必须选过盈 配合，如k6、m6、n6 ，外径与 轴承座孔之间可选间隙配合， 如G7、H7、J7等。,2.外圈与内圈同步旋转时，轴承 内孔与轴颈之间可选间隙配合， 而外圈与座孔之间必须选过盈 配合。,3.转速愈高、载荷愈大、冲击振 动愈严重、工作温度愈高时， 应选紧一些的配合。,在装配图中，滚动轴承配合与一般圆柱体的配合方式的标注方法不同，它只能标注轴颈及机座孔直径公差代号。,从问题1，轴承走圈 阐述我们所关心的解决方法 从而导出配合及配合尺寸等概念,问题2. 轴承的游隙与维修安装时的预紧,一. 滚动轴承的游隙轴承在

6、运转过程中，其游隙（径向游隙、轴向游隙）的大小是影响轴承疲劳寿命、温升、噪音、振动、精度等项指标的关键因素.,由于轴承内外圈和滚动体在安装时受过盈量的影响，在运转时受温度变化的影响，在载荷较大时受零件弹性变形的影响，其内部游隙（理论游隙）将变化为安装游隙、有效游隙、工作游隙，这样变化的结果，最终的工作游隙不是加大，而是缩小，甚至达到了负值，当然，微负值对轴承疲劳寿命是有益的，但是，过大的负值将使轴承疲劳寿命明显下降。,预载荷,寿命,游隙,1、轴承的径向游隙 无外载荷作用时，在不同的角度方向，一个套圈从一个径向偏心极限位置移向相反极限位置的径向距离的算术平均值。 此平均值包括了套圈或垫圈在不同的

7、角位置时的相互移动量以及滚动体组在不同角位置时相对于套圈或垫圈的位移量。轴承6312/C3的径向游隙为3组。,2、理论径向游隙 对于径向接触来说，理论径向游隙即外圈滚道接触直径减去内圈滚道接触直径再减去两倍滚动体直径。轴承代号6312/P63表示公差等级为6级，游隙为3组。,3、轴向游隙 无外载荷作用时，一个套圈或垫圈相 对于另一个套圈或垫圈从一个轴向极限 位置移向相反的极限位置的轴向距离的 算术平均值。此平均值包括了套圈或垫 圈在不同的角位置时的相互移动量以及 滚动体组在不同角位置时相对于套圈或 垫圈的位移量。,4、轴承的安装游隙 从理论游隙减去轴承安装在轴上或外壳内 时因过盈配合产生的套圈

8、的膨胀量或收缩 量后的游隙。,径向游隙,轴向游隙,二. 安装时的预紧,定义:滚动轴承的预紧是指采用适当的方法使轴承滚动体和内，外套圈之间产生一定的预变形，以保持轴承内，外圈均处于压紧状态，使轴承带负游隙运行。,目的:增加轴承的刚度；使旋转轴在轴向和径向正确定位，提高轴的旋转精度；降低轴的振动和噪声；减小由于惯性力矩所引起的滚动体相对于内，外圈滚道的滑动；补偿因磨损造成的轴承内部游隙变化；延长轴承寿命。,预紧载荷的大小，应根据载荷情况和使用要求确定。一般地说，在高速轻载荷条件下，或是为了减小支承系统的振动和提高旋转精度，则选用较轻的预紧载荷；在中速中载荷或低速重载荷条件下，以及为了增加支承系统的

9、刚度，则选用中预紧载荷和重预紧载荷。但预紧载荷过大，轴承的刚度并不能得到显著提高，反而使轴承中的摩擦增大，温度升高，轴承寿命降低。一般应通过计算并结合使用经验决定预紧载荷的大小。,方法:1.测量原始状态下螺母紧固扭矩 2.原始紧固螺母轴向、径向方向 做好标记，安装时便于复位3.测量新轴承的游隙，安装时借 用百分表测量其轴向位移量,问题3角接触球轴承（圆锥滚子轴承类同）如何安装，才能提高轴工作端的刚度,角接触球轴承结构如图所示,主要结构类型,主要结构类型,角接触球轴承的特点：角接触球轴承的结构特点是在滚动体与外圈滚道接触处存在接触角，在承受径向载荷时，载荷作用线会偏离轴承宽度的中点，而与轴心线交

10、于O点，此时会产生派生的内部轴向力，方向由轴承外圈的宽边一端指向窄边一端，迫使轴承内圈与外圈有脱开的趋势。,如图所示,圆锥滚子轴承结构如图所示,主要结构类型,圆锥滚子轴承结构特点属分离型轴承，轴承内、外圈均具有锥形滚道，滚子为圆台形。滚子与滚道为线接触，可承受较重的径向和轴向联合负荷，也可承受纯轴向负荷。接触角越大，轴向承载能力越高。 圆锥滚子的设计应使滚子与内外滚道的接触线延长后交于轴承轴线上同一点，以实现纯滚动。,安装方式以角接触球轴承为例角接触球轴承一般为成对安装。有背对背、面对面和串联排列三种。,特点：背对背（两轴承的宽端面相对）安装时，轴承的接触角线沿回转轴线方向扩散，可增加其径向和

11、轴向的支承角度刚性，抗变形能力最大；,如图所示： 0,面对面（两轴承的窄端面相对）安装时，轴承的接触角线朝回转轴线方向收敛，其支承角度刚性较小。由于轴承的内圈伸出外圈，当两轴承的外圈压紧到一起时，外圈的原始间隙消除，可以增加轴承的预加载荷；,如图所示：,串联排列（两轴承的宽端面在一个方向）安装时，轴承的接触角线同向且平行，可使两轴承分担同一方向的工作载荷。但使用这种安装形式时，为了保证安装的轴向稳定性，两对串联排列的轴承必须在轴的两端对置安装。,如图所示： 0,结论：对于轴的支撑两端采用单列角接触球轴承 （圆锥滚子轴承类同）而言：保持接触角线向回转轴线方向外移，以改变实际支撑点，提高轴工作端的

12、刚度。安装时常采用背靠背形式。,问题4两个单列向心轴承分别支撑在轴的两端，如何安装才能使轴的工作端旋转精度（径向跳动为最小）,问题的提出：在维修中，常常把市场上买来的轴承随意的安装在轴的两端，忽略了轴的工作端旋转精度，对于高精设备，这往往是致命的。,分析一下：轴承A实际径向跳动量为h1,轴承B实际径向跳动量为h2,h1h2,安装方式 1： 工作端实际跳动量是放大了,轴承B,径向跳动量h2,径向跳动量h1,轴承A,轴工作端,实际跳动量h3,主轴,安装方式 2： 工作端实际跳动量是缩小了,轴承A,径向跳动量h1,径向跳动量h2,轴承B,轴工作端,实际跳动量h3,主轴,安装方式 3： 工作端实际跳动

13、量是放大了,轴承B,径向跳动量h2,径向跳动量h1,轴承A,轴工作端,实际跳动量h3,主轴,安装方式 4： 工作端实际跳动量变小了,轴承B,径向跳动量h2,径向跳动量h1,轴承A,轴工作端,实际跳动量h3,主轴,结论：轴承安装前，先进行跳动量的测试，将跳动量大的轴承安装在主轴非工作端，且两轴承跳动幅值方向一致，使得轴工作端的径向跳动量值趋于收敛，保证径向跳动量值最小。,问题5：在实际维修中:1.如何测量主轴的径向跳动？2.如何测量主轴相对某基准要 素的同轴度？,1.如何测量主轴的径向跳动？,在解决这个问题之前，首先我们要知道，什么叫主轴的径向跳动？它属于形位公差与技术测量学科范畴,定义：径向-

14、垂直于轴线的截面方向径向跳动有圆跳动和全跳动,圆跳动误差-被测要素绕基准轴线做无轴向移动回转一周时，由位置固定的指示器在给定方向上测得的最大与最小示值之差。,如图所示： 被测要素,A,B,t,A-B,全跳动误差-被测要素绕基准轴线做无轴向移动回转，同时指示器沿给定方向的理想直线连续移动，由指示器在给定方向测得的最大与最小示值之差。,如图所示： 被测要素,A,B,t,A-B,在实际工作中，理想直线很难找，因此我们往往测量圆跳动误差。即测量若干个截面，取各截面上测得的跳动量中的最大值作为该零件的径向圆跳动。,2.如何测量主轴相对某基准要 素的同轴度？,定义：同轴度-是定位公差。是指被测要素对一具有

15、确定位置的拟合要素的允许变动量。这里的拟合要素是与基准轴线同轴。,理论正确位置即为基准轴线.由于被测轴线对基准轴线的不同点可能在空间各个方向上出现，故其公差带为一以基准轴线为轴线的圆柱体，公差值为该圆柱体的直径。同轴度误差：被测轴线相对基准轴线位置的变化量。,如图所示：,t,A-B,t,A,B,公差带： 基准轴线是以AB轴线组成的公共基准轴线，以t为直径的圆柱体。 也就是说，圆空间上各个直径方向的轴线偏差都要落在该圆柱体内。,1,1,测量方法：,Mb,b,Ma,a,1.公共基准轴线由两个等高、带有刃口状的V形架体现。将两指示器分别在铅垂轴截面内相对于 基准轴线对称地分别调零； 2.沿轴线方向测

16、量，取指示器在垂直基准轴线的正截面上测得各对应点的示值差值Ma-Mb 作为在该截面上的同轴度误差； 3.旋转n个任意角度，按上述方法在若干个截面测量，得到若干个示值差值； 4.取各截面测得的示值之差绝对值中的最大值， 作为该零件的同轴度误差。,切记：对应直径方向测量,实际工作中，往往采用单个量表来测试，那么如何来操作：1.借助于量表，将被测要素转到最高点，再 将量表调零,作为Ma；2.将被测要素旋转180度，记录测试值为Mb；3. Ma-Mb 即为该截面的同轴度。4.沿轴线方向，按上述方法测量若干截面， 得到若干个 Ma-Mb ；5.旋转n个任意角度（一般取90），按1-4 方法测量；6.取各

17、截面测得的示值之差绝对值中的最大 值， 作为该零件的同轴度误差。,案例：1.如何测量设备的径向跳动？2.如何测量设备主轴相对于电机主轴的同轴度？,某设备,电机,电机主轴,某设备主轴,联轴器,案例： 测量设备主轴的径向跳动,某设备,电机,电机主轴,某设备主轴,联轴器,案例： 测量设备主轴相对电机主轴的同轴度,某设备,电机,电机主轴,某设备主轴,联轴器,问题6：如何判断角接触球轴承安装正确性？,我们先看一个实际例子,弹性螺母,轴承挡圈,隔圈,弹簧座,弹簧,轴承外套,测功机轴承端结构示意图,P,F,端盖,预紧力F的传递： 弹性螺母 轴承挡圈 轴承内圈 滚珠 轴承外圈 隔圈 弹簧座 弹簧 端盖 （端盖通过螺栓与机壳固定）预紧,再来看一个最近发生在TC2A雨淋泵房水泵的案例：该雨淋泵房扩容改造项目有祥源承接，所购置的水泵有用户指定，为江苏南方泵业制造有限公司，型号为IHW150FY-32。现状：使用半年多，噪声大，旋转轴跳动量大,分析原始设计结构图：,该处放大（泵体部分）,F1,轴承1,轴承2,接合面M,F2,力的传递分析： 轴承1：（旋转周向定位螺母）F 1 轴承裆圈 轴承内圈 另一侧裆圈 主轴 轴承内外圈有脱离趋势 轴承2：（假设接合面M处有调整垫片）F2 轴承外圈 轴承内外圈有脱离趋势 结论：没有达到安装预紧，结构设计错误,拆卸后，看到的实际安装状况又是怎么样呢？如图所示：,力