一、引言
滑動軸承,在滑動摩擦下工作的軸承?;瑒虞S承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。在液體潤滑條件下,滑動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,但起動摩擦阻力較大。
滑動軸承是機器設備中常見的機械零件之一,是風機、電機等大型旋轉(zhuǎn)機械中關鍵的摩擦副。從滑動軸承的磨損形式來看,主要有輕微磨損、嚴重磨損和劃傷等形式。
通過對大量失效滑動軸承的分析,造成非正常磨損的主因有以下幾種:
1、潤滑不良。由于設計錯誤或維護失當造成滑動軸承在工作中供油不足,致使流體動力油膜破裂并導致擦傷,終咬死;或因為軸承在磨合后發(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)的進入。大而堅硬的灰塵顆粒進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,形成一種有細麻點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。
二、故障診斷
某廠有一臺排風機,其主要參數(shù)為:主排風機排氣量 21000m3 / min,風壓 2000mmH2O,電動機功率 9300kW,滑動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?;瑒幽チM猓L位置沉積有較多的有色金屬顆粒,尺寸在 10 ~ 20µm,表面粗糙,為有粒狀表面的團狀物,其顏色較深,夾雜有藍、紫色小斑點色彩,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。由于當時油液分析和振動分析是同步進行的,而振動分析結果表明各樣點的振動值均在正常范圍內(nèi),故點檢方未采取任何措施。一個月后再次對其進行油液分析,采集了包括系統(tǒng)油箱在內(nèi)的共計五個樣點的油樣進行全面分析,結果發(fā)現(xiàn)各樣點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,軸瓦的磨損有進一步發(fā)展的趨勢,得出的結論依然是警告,并建議點檢方停機檢修,檢查軸瓦等零部件的磨損狀況。半個月后點檢方對主排風機的軸瓦進行了拆檢,發(fā)現(xiàn)4個樣點的滑動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,并終導致電機燒毀事故。這是一例典型的通過油液監(jiān)測技術能夠比振動分析技術更早地預報故障隱患的案例,當時主排風機的故障還處于初期階段,尚不至于引起大的振動值的變化,對現(xiàn)場所測振動值,沒有進行頻譜分析
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、結語
滑動軸承在冶金機械中應用十分廣泛,運用鐵譜分析對其進行工況監(jiān)測在理論上是可行的,它能夠比振動分析技術更早地預報出故障的隱患,但在具體的實際應用過程中,由于其磨損量比較小,加上巴氏合金又是非鐵磁性物質(zhì),而鐵譜技術主要是對鐵磁性物質(zhì)反應靈敏,故其難度較大,這次通過油液監(jiān)測技術準確的預報故障,是多年經(jīng)驗積累所產(chǎn)生的效應,具有重要的實際意義。
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