浅谈滑动轴承在矿井提升机中的应用及维护

时间:2018-06-19  浏览:0次

 

 摘 要:轴承的种类很多,大致可分两类:一类是滚动轴承;一类是滑动轴承,由于滑动轴承的承载能力很大,耐冲击和减震效果显著,制造成本低,易拆卸等优点,因此在矿井提升机中得到了广泛应用。通过对主副井变速箱滑动轴承受力分析、工作原理等研究,找到了轴承的损坏原因,采取了相应的改进措施。从而加强对轴承的使用维护,使得大型设备的滑动轴承能够可靠稳定运行,达到延长滑动轴承使用寿命的目的。

  关键词:轴承;工作原理;损坏原因;改进措施
  一、滑动轴承损坏的原因:
  1、轴承的本身金相组织缺陷
  A、轴瓦衬层和背层结合不良:可能是挂锡不好或轴瓦与巴氏合金结合时温度控制不好。
  B、挂瓦时有气体存在:可能是浇注温度过低或轴瓦预热不充分。
  C、巴氏合金内部晶粒不匀:固化温度过低,锡锑合金晶粒过大导致巴氏合金内部晶粒不匀。
  2、装配不标准:
  A、轴承中心线与轴承座中心线不重和导致合金层过早疲劳失效。
  B、轴承与轴承座配合不当,出现滑动。
  C、轴承间隙不匀或超标。
  3、使用不当:
  A、外来颗粒进入轴承,刮伤轴瓦。
  B、润滑油在使用中不断氧化,产生酸性物质腐蚀轴承。
  C、润滑油粘度不够,导致轴承承载能力降低。
  二、滑动轴承的工作原理:
  滑动轴承是依靠润滑油的动压支撑回旋轴于悬浮状态而实现液体润滑。在静止状态下,主轴因自重而处于轴承中间最低点位置,轴与轴承孔之间形成楔形间隙,当轴旋转时,润滑油因其粘性和对轴颈的附着力而随轴一起旋转,挤向楔形间隙,使楔形间隙里的压力增大而建立起动压,楔形间隙中的压力随主轴转速的提高而增大,当压力增大至足以平衡主轴载荷﹙包括主轴自重﹚时,轴在轴承中被压力油悬浮起来,即轴与轴承间由一润滑油隔开,从而实现液体润滑,滑动轴承在液体润滑条件下工作时,轴的中心沿旋转方向偏移并浮起。
  三、滑动轴承压力油膜形成的条件:
  由以上分析表明,滑动轴承的动压随主轴转速的提高而增大;随着动压的增大,轴与轴承孔的中心偏移距离(偏心距)亦随之减小,于是楔形角亦减小,由于楔形角的减小而又导致动压降低。所以,形成穩定的承载油膜的必备条件如下:
  1、轴承需具备适当的间隙,足够的转速,正确的几何形状。
  2、使用适当粘度的润滑油。需有连续、充足的供油量。
  3、轴承结合面具一定的表面质量。
  4、轴瓦和轴颈应具有一定的同轴度,各轴颈应具有一定的圆柱度和圆度。
  四、滑动轴承的摩擦
  采用润滑油润滑的滑动轴承,其滑动面间一般可能出现三种摩擦:边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦:
  1、边界摩擦:两滑动面被润滑油中的极性分子与金属表面直接结合而形成的边界吸附膜所隔开或者被含有硫、氯、磷等活性物质与金属表面起化学作用形成的无机盐膜所隔开,摩擦系数比干摩擦低,一般为0.1——0.3。边界吸附膜或化学膜的形成以及边界膜的承载能力,取决于润滑油的油性,而与润滑油的粘度无关。
  2、液体摩擦:两滑动面被一层润滑油﹙承载油膜﹚完全隔开,粘度高的润滑油易于形成承载油膜。其摩擦阻力表现为润滑油的内摩擦阻力,因此,摩擦系数很小,通常摩擦系数为0.001——0.008左右,仅在开车、停车、反转或载荷急剧变动、供油不正常等情况下因破坏了液体摩擦状态而发生轴承的磨损。
  3、混合摩擦:介与边界摩擦和液体摩擦之间,因此其摩擦系数的变动范围较大,通常其摩擦系数在0.01——0.1左右。具备液体摩擦润滑条件的轴承,在开车、停车、反转或载荷有急剧变动,供油不正常等情况下,多出现混合摩擦状态。
  五、滑动轴承的检查与修理
  滑动轴承经过一段时间的运转后,工作表面必然将发生一定程度的磨损,轴承合金可能产生烧熔、拉伤、起线、甚至剥落、裂纹等情况,轴瓦背面也会因长期震动而磨损和止口部位的松动等现象,上述情况将导致回转精度降低、摩擦阻力增大、温升加快甚至超过允许的工作温度,磨损急剧加快,严重时则会发生轴承合金熔化﹙烧瓦﹚而与主轴抱死。为保证设备安全,可靠的动转,降低检修费用和缩短检修时间,对滑动轴承及时、合理、高质量的维修是至关重要的。
  1、滑动轴承的检查
  A、滑动轴承的主要检查内容有:
  ①轴承合金的磨损情况和表面质量:包括轴承间隙、磨损量和磨损性质。
  ②轴颈与轴瓦实际的接触角。
  ③轴瓦外圆的配合质量:包括轴向止口在内,检查有否松动现象。
  ④轴颈的质量情况:既轴颈的磨损情况,包括磨损量及圆度,圆柱度和表面粗糙度。
  ⑤轴承合金与瓦壳的结合质量:即轴承合金与瓦壳是否有裂纹和剥离现象;以提供修理和更换的依据。
  B、轴承合金于壳体结合质量的检查方法有三种:
  ①敲击法:用小锤轻轻敲击轴瓦,声音清脆无杂音则表明结合良好,反之,声音沙哑或手感有余震的则说明结合面有剥离现象。
  ②浸油法:将轴瓦浸入煤油半小时左右,取出擦干,在轴承合金与瓦壳结合处涂以白粉,停置一段时间,检查白粉有无煤油湿润露出迹线,有湿润迹线则说明结合质量不良。
  ③渗透探伤法:既采用专用的着色探伤剂进行检查,探伤剂由清洗剂、渗透剂、显示剂组成,使用是先用清洗剂清洗所须检查的部位并擦干,然后用渗透剂喷洒与清洗部位,停置15分钟左右,再喷洒显示剂,如检查部位有脱壳现象,则结合处便会渗出渗透剂颜色的迹线。
  2、滑动轴承的修理
  滑动轴承的修理可分为粗刮、细刮、精刮、刮盛油点等几个步骤
  ①粗刮:当工件有明显的加工刀痕痕迹或修理件的工作表面有明显的拉伤和磨损时,均应首先予以粗刮,粗刮的刀迹可以较长些,并采用较大的正前角和使用刮刀圆弧半径较大的部位,以使刮削面积增大,提高刮削速度,当对研接触点达到4——6点时,可结束粗刮而进入细刮。
  ②细刮:应使用刮刀的实际工作角小于粗刮时的角度,通过缩短刀迹和使用刮刀圆弧半径较小的部位以使刮削点变得相对地细小,每刮一遍应变换刮削方向,以呈45°——60°的网纹状态为宜。
  ③精刮:进一步减小刮刀的前角,甚至采用负前角,刀迹长度进一步缩短,以提高刮削精度和避免产生凹痕。精刮时,应注意落刀要轻,起刀应迅速挑起。每个研点上一般只刮一刀,不应重复,并始终交叉进行。精刮中,对最大最亮的研点应全部刮去。中等研点在其中顶部刮去一部分,淡而小的研点应留下不刮。不论粗刮、细刮、精刮,显示剂的涂摸抹应均匀,研磨压力要均匀平稳,不得有轴向窜动,避免显示失真而产生假点,同时对相关各个轴瓦统筹考虑刮削方案。
  ④刮盛油点:
  A、按交叉均布有序的排列形式刮出盛油点,以存贮润滑油。
  B、轴瓦的刮研质量:刮研质量主要有接角点数、接角点的分布质量、轴颈与轴瓦的顶侧间隙三项指标,即除了要求被刮研表面每25×25平方毫米面积上的接触点和轴与轴瓦的间隙之外,同时考核每一个轴瓦工作面上接触点的分布质量。
  六、轴承间隙的调整和測量
  1、轴承间隙:轴承间隙是形成油楔从而获得润滑机制的重要因素之一,同时,应保证回转件的回转精度和满足旋转速度的要求。轴承间隙可通过中分面处的垫片调整,也可直接通过修刮上瓦获得。
  2、轴承间隙的测量:
  (1)轴承间隙可直接用塞尺测量
  (2)轴瓦顶隙通常是采用压铅丝法测得,即用几段直径略大于轴瓦间隙的铅丝沿轴向放置,在轴颈上面和瓦中分面的四角平面上,瓦后依次均匀拧紧螺母,压紧中分面后松开螺母,取下压扁的铅丝,依次测量其厚度(要求精确到0.01MM),铅丝厚度的平均值即为轴承的顶尖间隙。
  总之,通过以上对滑动轴承的分析探讨,得出了解决滑动轴承损坏的基本方法,从而可进一步加强对轴承的使用维护,达到延长滑动轴承使用寿命的目的。
  参考文献
  [1]李世华《矿井提升设备使用维修》,北京机械工业出版社,1991.

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