技師論文-軸承與滑動(dòng)軸承常見的故障及維修方法

1、金藍(lán)領(lǐng)技能鑒定技師論文金藍(lán)領(lǐng)技能鑒定技師論文論文題目： 軸承與滑動(dòng)軸承常見的故障及維修方法 姓 名： 張國祥 身份證號： 準(zhǔn)考證號： 所在單位： 山東省天安礦業(yè)集團(tuán)有限公司 軸承與滑動(dòng)軸承常見的故障及維修方法姓 名：張國祥單 位：山東省天安礦業(yè)集團(tuán)有限公司摘要：軸承故障在機(jī)床維修中占有重要地位，摸清軸承的常見故障現(xiàn)象有助于迅速找到故障。軸承在維修中的常見故障，并列舉了不同故障的現(xiàn)象以及根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行故障判定的方法。軸承的維修方式簡單，通常采用直接更換的方式。關(guān)鍵字：軸承 滑動(dòng)軸承 故障機(jī)理 診斷 預(yù)防 維修 一、軸承的故障機(jī)理在大多數(shù)機(jī)械設(shè)備中，軸承是最普通的機(jī)械零件，其損壞率也相對較高，在所有

2、機(jī)械設(shè)備故障中，軸承的故障占據(jù)著很大的比例。軸承有著維護(hù)方便、可靠性高、起動(dòng)性能好等特點(diǎn)，因此設(shè)備處于等速度狀態(tài)時(shí)，有較高的承載力。下面我們以滾動(dòng)軸承為例分析其故障機(jī)理。相比而言，滾動(dòng)軸承比滑動(dòng)軸承的徑向尺寸大且減振能力比較差，機(jī)械設(shè)備處于高速狀態(tài)下滾動(dòng)軸承要比滑動(dòng)軸承的壽命低，噪音也比較高。其中的向心軸承的主要作用是承受徑向力,其組成包括四部分，即內(nèi)、外圈、滾動(dòng)體與滾動(dòng)體保持架。其中內(nèi)圈緊緊套在軸頸上隨軸同步旋轉(zhuǎn)，而外圈則在軸承座孔中。當(dāng)內(nèi)外圈做相對轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體會(huì)在內(nèi)圈外周與外圈內(nèi)周的滾道上滾動(dòng)，為防止摩擦保持架將二者隔開。多數(shù)情況下軸承之所以會(huì)出現(xiàn)問題，主要是由于運(yùn)行過程中密封軸套

3、以及固定螺栓等零件松動(dòng)，造成滾動(dòng)體及滾動(dòng)體保持架磨損，或軸承壓蓋，軸套等處有縫隙，水或粉塵等雜質(zhì)從這些縫隙中進(jìn)入軸承箱，潤滑油變臟造成潤滑不良，最終導(dǎo)致軸承的故障二、軸承在機(jī)床中的常見故障2.1滾子磨損 滾子磨損常見的為滾子點(diǎn)蝕，出現(xiàn)凹坑，致使軸承在旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)不平穩(wěn)現(xiàn)象。一般滾子的磨損是在軸承使用很長的時(shí)間后才會(huì)出現(xiàn)。對于可拆卸的軸承，可用肉眼觀測的方式直接發(fā)現(xiàn)滾子故障。2.2滾子與內(nèi)外圈松動(dòng) 軸承使用的時(shí)間過長或者由于承受較大的沖擊，將導(dǎo)致滾子與內(nèi)外圈松動(dòng)。進(jìn)而引起被支撐軸在旋轉(zhuǎn)過程中較大的顫動(dòng)以及較大的噪音。滾珠絲桿兩端的軸承經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)內(nèi)外圈松動(dòng)現(xiàn)象。2.3使用時(shí)間過長，軸承綜合精度降

4、低 某些軸承故障不太容易直接判斷，但直接影響加工精度。此時(shí)屬于軸承某個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)故障而不易判定，故可以理解為軸承的綜合精度降低，在機(jī)床維 修中可以考慮更換軸承，進(jìn)而消除故障現(xiàn)象。三、機(jī)床維修中的常見軸承故障現(xiàn)象及維修軸頸-軸承副是機(jī)器中重要配合副，一旦出現(xiàn)故障，就必須立即停止運(yùn)行，查找原因，進(jìn)行維修。否則會(huì)引起更大的設(shè)備鼓掌。3.1可采用的維修方法3.1.1刮研刮研通常用來修復(fù)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中的擦傷、抱軸以及由硬質(zhì)顆粒引起的磨損等常見故障。刮研前講軸瓦內(nèi)表面清洗干凈。以與軸瓦相配合的軸頸作為軸瓦的校準(zhǔn)工具。研合時(shí)將顯示劑涂在軸頸的圓周上，經(jīng)過軸頸在軸瓦中旋轉(zhuǎn)、對研，使軸瓦表面上較高部位顯示出來，然后用

5、三角刮刀掛去較高部位的金屬層，反復(fù)對研刮削，逐步增加接觸點(diǎn)數(shù)，以消除軸瓦因故障造成的誤差。軸瓦接觸精度的研點(diǎn)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1 軸瓦的研點(diǎn)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)刮配軸瓦時(shí)要注意：用力要?jiǎng)颍蔚侗仨氫h利。為避免刮面出現(xiàn)波紋及研點(diǎn)成條狀，可講刮刀改為傾斜交叉刮削，刀跡與曲面內(nèi)孔中心線約成45度；研點(diǎn)時(shí)相配合的軸頸應(yīng)沿曲面作來回轉(zhuǎn)動(dòng)，精刮時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)弧長應(yīng)<25mm，切忌沿軸線方向作直線研點(diǎn)。若軸瓦擦傷輕微或僅是局部燒傷，則應(yīng)考慮更換潤滑油，用磨合的方法來處理。3.1.2徑向間隙的調(diào)整滑動(dòng)軸承的徑向間隙S是保證液體摩擦的主要條件。剖面式華東軸承因磨損使得徑向間隙增大，常出現(xiàn)漏油、振動(dòng)、磨損加快等現(xiàn)象。在維修時(shí)，

6、首先采用壓鉛法來測量出華東軸承的徑向間隙值：根據(jù)測量間隙的大小選用直徑為0.61mm的軟鉛絲，按圖1所示的位置安放。其頂間隙的平均值可按下式計(jì)算：用Spj減去理論計(jì)算的徑向間隙，即確定出調(diào)整的徑向間隙所需的墊片厚度（見圖一），即N=Spj-式中軸瓦的配合間隙，=kd(k為系數(shù)，d為軸的直徑)，經(jīng)壓鉛法計(jì)算出墊片的厚度n后，再將相同厚度的2組墊片放在 圖1 壓鉛法測量滑動(dòng)軸承的徑向間隙 1瓦蓋 2 軸軸瓦的,再將相同厚度的2組墊片放在軸瓦的兩側(cè)。隨后通過調(diào)整軸瓦瓦口之間的墊片重新調(diào)整徑向間隙，并按軸頸尺寸進(jìn)行刮配，直到刮研軸瓦內(nèi)孔到所要求的精度為止。3.1. 3減小接觸角度、增大油楔尺寸軸瓦與軸

7、頸之間的接觸角過大會(huì)影響潤滑油膜的行成，軸瓦會(huì)很快磨損。角度過小則會(huì)增加軸瓦的鴨梨，也會(huì)加快磨損。因此，在裝配時(shí)，接觸角以6090度為宜，高速軸控制在60度左右，中低速軸控制在90度以下。運(yùn)轉(zhuǎn)中，在交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，軸瓦的磨損增加，軸頸下沉，使軸瓦與軸頸之間的接觸角度增大，油楔尺寸變小，軸瓦磨損加劇。鉗工修復(fù)時(shí)可在保持徑向間隙不變的情況下，用刮刀開大瓦口，使接觸角度變小，油楔尺寸增大，重新行成潤滑油膜。實(shí)踐中，若將調(diào)整軸承徑向間隙與這種修復(fù)方法同時(shí)進(jìn)行，使維修效果更加理想。3.1.4更換軸瓦若軸瓦出現(xiàn)下列狀況，則必須更換新瓦：燒傷嚴(yán)重，瓦口燒傷面積大； 軸瓦破裂；軸瓦磨損深度大；徑向間隙過

8、大，不能用調(diào)整方法解決；修理余量不足。新瓦使用前，為確保與軸承座充分接觸，以提高其承受能力，首先須將軸瓦背與軸承座孔刮配至：上瓦背與軸承蓋之間的接觸面積整個(gè)面積的 40%，下瓦背與軸承座之間的接觸面積50%，瓦背與軸承蓋和軸承座之間的接觸點(diǎn)為 12 個(gè)/cm2，且使瓦背與軸承座孔保持過渡配合。然后對新軸瓦內(nèi)的巴氏合金澆注層進(jìn)行圓周刮削。刮削時(shí)應(yīng)以軸頸為基，固定軸瓦，涂有顯示劑的軸頸放入軸瓦轉(zhuǎn)動(dòng)幾周，分別用上半瓦和下半瓦在軸頸上研點(diǎn)，直到軸瓦表面斑點(diǎn)密而勻，刀花表面光潔、研點(diǎn)密度達(dá)標(biāo)為止，并確保軸瓦內(nèi)勁尺寸、圓度和圓柱度不超差，軸承內(nèi)孔中心線與上 、下兩半軸瓦的同軸度及機(jī)座的平行度應(yīng)符合技術(shù)要求

9、。在更換軸瓦時(shí) ，要注意克服一些 “習(xí)慣性 ”的錯(cuò)誤操作方法：例如用細(xì)砂紙打磨軸瓦 ，或在調(diào)整剖分式滑動(dòng)軸承的配合間隙時(shí)，在軸承座孔與軸瓦背面之間加墊片，在軸承座單邊增加墊片等 。 前者會(huì)因砂紙上脫落的硬顆粒造成軸承副間劇烈的磨粒磨損，而后者則致使軸承與軸頸間產(chǎn)生較大的同軸度誤差，軸承產(chǎn)生較大的圓度、圓柱度誤差，其結(jié)果造成軸承過早磨損，影響軸承的使用壽命。在更換軸瓦過程中，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，完成了軸瓦的找正、刮研、調(diào)整問隙后，須用煤油清洗軸瓦和軸頸。裝上軸后，對角擰緊螺帽，確保配合間隙和接觸面積達(dá)到相應(yīng)的裝配技術(shù)要求。3.1.5將 PaM 原則應(yīng)用于滑動(dòng)軸承的維修主動(dòng)性維修（縮寫PaM），是

10、近年來維修理論和實(shí)踐中的熱點(diǎn)問題,已在西方國家得到了較為廣泛的應(yīng)用。主動(dòng)性維修是在設(shè)備故障發(fā)生前進(jìn)行的主動(dòng)性、預(yù)防性的工作 ，即對故障發(fā)生的根源進(jìn)行監(jiān)測和排除。包括定期修復(fù)、預(yù)防性維修和定期報(bào)廢 3 類維修工作。將PaM原則應(yīng)用于滑動(dòng)軸承的維修工作，可取得很好的維修效果。例如因滑動(dòng)軸承的軸瓦失效造成某企業(yè)一臺65t鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)經(jīng)常停機(jī)。雖然該企業(yè)對滑動(dòng)軸承加強(qiáng)了養(yǎng)護(hù)監(jiān)控 ，但平均不到半年仍出現(xiàn)燒瓦抱軸等事故。將PaM原則引入維修模式后，冷拔機(jī)滑動(dòng)軸承已順利運(yùn)行了近1a,未出現(xiàn)因軸瓦失效造成停機(jī)故障。大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。3.2實(shí)例軸承是最常見的標(biāo)準(zhǔn)件之一，比較容易進(jìn)行互換，因此機(jī)床軸承故障維修一般

11、為直接更換軸承。軸承故障維修的難點(diǎn)在于根據(jù)故障現(xiàn)象判定是否為軸承故障。3.2.1回轉(zhuǎn)部件較大異響機(jī)床出現(xiàn)異響是比較常見的故障現(xiàn)象，異響往往是零件出現(xiàn)磨損的重要標(biāo)志。但在回轉(zhuǎn)部件處出現(xiàn)的故障應(yīng)該首先考慮為軸承故障避免盲目尋找故障源。維修實(shí)例：哈挺CS 42 為精密小型數(shù)控車床，其Z 軸滾珠絲杠在旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)較大響聲。一開始無從判定故障根源，將滾珠絲杠拆下后，發(fā)現(xiàn)其兩端起支撐作用的兩對配對軸承（型號為 NSK ：25TAC62B ，推力角接觸軸承）出現(xiàn)內(nèi)外圈松動(dòng)，將軸承更換。消除故障現(xiàn)象。3.2.2回轉(zhuǎn)軸顫抖軸承是保證回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)精度的重要保證，回轉(zhuǎn)軸運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)、高精度由其所支撐的軸承方式和類型保

12、證?；剞D(zhuǎn)軸尤其是主軸的顫抖往往是由于軸承的磨損造成的。四、軸承的安裝與拆卸 軸承在安裝與拆卸過程中，其質(zhì)量高低對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行與使用壽命有著重要的影響，因此討論軸承的維修問題，就不得不談?wù)勢S承的安裝與拆卸。下面以滾動(dòng)軸承為例加以闡述。 4.1 滾動(dòng)軸承的安裝安裝滾動(dòng)軸承最好在干燥，沒有粉塵的廠房里進(jìn)行，特殊情況必須在現(xiàn)場維修的除外。安裝滾動(dòng)軸承之前應(yīng)準(zhǔn)備好所有必需的部件、工具及設(shè)備等。所有與滾動(dòng)軸承配置的元件，如軸承箱、軸等必須仔細(xì)清洗并除去毛刺，鑄鐵軸承箱的未加工表面必須去除型砂。軸承接觸的所有元件的尺寸和形狀精度須加以核查，只有公差符合要求時(shí)才能安裝。所有準(zhǔn)備工作到位，方可打開軸承的原包裝

13、，以防污染。對已經(jīng)脂潤滑的軸承，及雙側(cè)具油封或防塵蓋的軸承，安裝前無需清洗。4.1.1 圓柱形內(nèi)孔軸承安裝 對非分離型軸承，首先安裝具有較緊配合的內(nèi)圈或外圈，安裝前，軸承及軸承座表面應(yīng)涂少許機(jī)油。若配合不太緊，對于小軸承，可用手錘輕擊抵住軸承圈端面的套圈，迫使軸承到位。敲擊力必須均勻分布在軸承圈上，以防軸承卡住。大多數(shù)軸承一般采用機(jī)械法或油壓 法安裝。 對分離型軸承，內(nèi)外圈可分別安裝，這樣可使安裝簡單，特別是內(nèi)外圈采用過盈配合時(shí)，更覺方便。將已安裝好內(nèi)圈的軸插入已 裝好外圈的軸承箱時(shí)，應(yīng)特別當(dāng)心，保證它們同心，以防擦壞滾道和滾動(dòng)體。 對于大型軸 承的安裝，因所需安裝力顯著增加，一般采用 加熱法

14、。軸承圈與軸或軸承座之間安裝所需的溫差取決于配合的松緊程度。軸承與軸的一些最常用配合所需的溫差的數(shù)值可通過計(jì)算獲得。但在現(xiàn)場安裝時(shí)，為防止冷卻速度過快而影響安裝，可適當(dāng)加大溫差。但在一般情況下軸承加熱最高溫度不能超過 125，否則，可能導(dǎo)致軸承材質(zhì)發(fā)生變化，改變機(jī)械強(qiáng)度。4.1.2 錐形內(nèi)孔軸承的安裝錐形內(nèi)孔軸承可以直接裝在有錐度的軸頸上，或裝在緊定套或退卸套的錐面上。此種軸承有較嚴(yán)格的配合，當(dāng)軸承進(jìn)入錐形軸徑或軸套時(shí)，由于內(nèi)圈膨脹使軸承徑向游隙減小，故可通過控制軸承壓進(jìn)錐形配合面的距離，調(diào)整徑向間隙。不可分離型軸承的徑向游隙，可用塞尺測量?？煞蛛x型軸承可用外徑千分尺測量內(nèi)圈的膨脹，以求得徑向

15、游隙的減小量。直接裝在錐形軸頸上的圓錐孔軸承，可以和一般圓柱孔軸承一樣，直接使用機(jī)械法或加熱法安裝，也可采用鎖緊螺母安裝。4.1.3 推力軸承的安裝 推力軸承的緊圈與軸一般為過渡配合，活圈與外殼孔一般取間隙配合，故這種軸承安裝比較容易，不過對于雙向推力軸承，緊圈必須進(jìn)行軸向固定，防止其相對于軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。4.2 滾動(dòng)軸承的拆卸如果軸承拆下后需要再次利用，那么決不可通過滾動(dòng)體施加拆卸力。對于分離型軸承的內(nèi)、外圈可分別拆除。對非分離的軸承，具有較松配合的一個(gè)軸承圈應(yīng)先從座上拆除，具有過盈配合的軸承圈可根據(jù)軸承類型和尺寸，分別使用下面的工具和附件來拆卸。4.2.1 圓柱形內(nèi)孔的軸承 用手錘輕擊軸承圈，

16、或使用拉手即可將小軸承從軸上拆下。若軸承箱局部在設(shè)計(jì)時(shí)開有裝卸螺釘?shù)穆菘祝瑒t外圈的拆卸就更為方便。 對于配合較緊的大型軸承，一般需要較大的拆卸力，特別是已工作多時(shí)及有摩擦腐蝕產(chǎn)生時(shí)，這種場合，使用油壓法可以大大簡化 拆卸工作，當(dāng)然配置中必須已有必要的油道和油槽時(shí)方能這樣做。 對于在使用過程中已經(jīng) 損壞的大型軸承內(nèi)、外圈的拆卸，也可使用氣割的方法將軸承內(nèi)外圈割成 2 至 3 部分，即可將軸承內(nèi)外圈取下，但注意不要將軸或軸承座表面破壞。4.2.2 錐形內(nèi)孔軸承 裝在緊定套上的軸承，可先將螺母松幾圈，然后用手錘在軸承內(nèi)圈敲幾下即可拆下。 若要拆下裝在錐形軸頸上的大型軸承，可采用油壓法十分方便。即在配

17、合面注入壓力液壓油后，軸承會(huì)立即與其接觸面分離。五、 軸承維修的其它注意事項(xiàng)5.1 切忌裝反在機(jī)械維修過程中，維修軸承時(shí)要注意其嚴(yán)格的方向要求，安裝正確才能保證其工作正常。由于有些軸承不具備十分明顯的外部特征，無論是正反方向都可以裝上，因此會(huì)出現(xiàn)裝反的現(xiàn)象。比如平面軸承的松圈與緊圈，如果對其具體的結(jié)構(gòu)以及安裝注意事項(xiàng)不甚了解，則在安裝時(shí)就容易出現(xiàn)裝反的問題，由于裝配后無法正常工件造成機(jī)械設(shè)備的故障；再比如圓錐軸承的裝法有兩種，即 “面對面”與“背靠背”，一旦裝配錯(cuò)誤會(huì)造成軸向竄動(dòng)且無法調(diào)整。所以軸承裝配過程中，維修人員要對軸承的結(jié)構(gòu)與安裝要求有充分的了解，仔細(xì)閱讀說明書，提高維修工作的效率與準(zhǔn)

18、確性。5.2 軸承自身的問題在機(jī)械設(shè)備維修過程中，要對軸承的型號、代號等信息進(jìn)行詳細(xì)的了解，盡量不用其它型號的代用而使用原裝型號。比如筆者在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)一臺離心泵更換新軸承總是很快就出現(xiàn)燒壞軸承的現(xiàn)象，對比原始軸承的型號，發(fā)現(xiàn)新舊軸承關(guān)于游隙的標(biāo)注不同，選用同樣軸承游隙標(biāo)注的軸承，就再?zèng)]有出現(xiàn)因軸承游隙燒損的情況?，F(xiàn)在市場上出售的很多軸承質(zhì)量參差不齊，以次充好 、魚目混珠的現(xiàn)象屢見不鮮，而且有些配件經(jīng)過長期庫存性能也會(huì)出現(xiàn)變化，所以在維修前要對軸承進(jìn)行必要的檢測，查看其外觀，測試其性能等等，以保證配件的質(zhì)量。比如有些平面軸承會(huì)出現(xiàn)變形，不平，不適宜安裝。5.3 軸承座圈拆卸技巧有些設(shè)備的連桿軸承常易損壞，損壞后軸承外圈仍鑲在連桿孔內(nèi)很難取下，因外圈堅(jiān)硬用鋼鋸鋸時(shí)易打滑，而硬打硬敲又易使連桿損壞。這時(shí)，可將連桿夾于臺鉗上，選用重型套筒扳手中的套頭，一側(cè)使用比軸承外圈稍小的套頭頂住軸承外圈，另一側(cè)用比連桿軸承孔尺寸稍大的套頭頂住連桿孔側(cè)面，然后逐漸加力夾緊臺