造纸机轴承应用及失效分析
2021-11-30造纸机械用滚动轴承在运转过程中出现失效的情况时有发生,而轴承失效会造成设备故障或停机事故。而造成轴承失效的原因,多数都是由选型、配置、安装、润滑、维护不当等引起的,这些原因的总和可能超过失效总量的90%以上。所以,正确观察、分析、查找原因,并采取相应的对策,是提高造纸机械轴承稳定运行的根本手段。
①轴承配置
造纸机一般多使用调心滚子轴承,它可以承受径向载荷和一定的双轴向载荷,在轴出现挠曲、轴承座出现倾斜时,可以自动调整内部调心接触角,防止轴承单侧过载。一般辊系中,通常将传动侧作为固定端,用于辊的轴向定位;操作侧作为浮动端,用于弥补轴的热变化和位置调整。一般固定端内外圈端面都需要定位;浮动端只做内圈定位,外圈双向留窜动量。
如果轴的热变化不能得到轴向补偿,那么轴承将额外承受很大的单侧轴向载荷,从而导致轴承失效。
②轴承安装
造纸机械轴承的安装质量,将直接影响轴承的使用精度、寿命和性能。多数轴承都是锥孔,直接安装在锥度轴上或过渡套上,所以内圈不仅需要轴向紧固,紧固的过程中更应注意轴承径向游隙的变化,达不到预紧量,轴承留有的游隙大,将导致振动和寿命降低;过紧又会导致轴承使用中发热,尤其烘缸轴承。且内圈一旦超过应有的弹性变形量,轴承表面会产生较高的拉应力,极易造成提前疲劳或突然断裂,所以要根据工况及标准来严格预紧。
以烘缸标准轴承22344CCK/W33C3为例,通过查表,原始C3标准游隙为0.25~0.32mm,实际检测产品假设游隙为0.28mm,那么查表可知,游隙减小量为0.1~0.14mm,按Z大减小量,可得安装后游隙0.14mm,大于标准表上规定的Z小安装后游隙“0.12mm”,则判定安装合格。
安装时,应先将轴承打开包装,仔细检查型号并观察外观无明显缺陷后,将轴承用煤油清洗干净,并将轴的表面清理干净,将轴承套在轴上后,用液压法,将轴承用液压螺母,匀速地安装到轴上,并随时检查径向游隙的变化,当安装特别大尺寸厚的内圈时,未达到要求游隙而螺母基本无法向前推进时,应保压一段时间,让内圈先膨胀变形,待稳定后再向前推进;当液压螺母可以持续向前推进,而游隙没有变化时,应立即停止,及时检查内圈是否开裂。
如果预紧不够,轴承容易与轴之间产生打滑,从而造成轴承断裂,轴头磨损;如果预紧过大,轴承容易直接断裂,或表面因较大的拉应力而大大缩短使用寿命,过早产生疲劳剥落等失效。
如果是一些直孔的轴承,那么一般需要采用加热法,将轴承内圈加热,使其受热膨胀,然后安装到直的轴上。加热一般采用热油浴或者感应加热的方法。但应注意以下事项:
1.轴承加热温度应保持在120℃以内,且不能直接接触明火,受热应均匀;
2.如果油浴,应确保油品的清洁,不能将油中异物带入;
3.如果感应,注意不能长时间大功率加热,导致局部温升过高过快;
4.安装应注意操作时间,避免轴承未装到位置,而收缩导致报废;
5.轴承冷却时,不单径向发生收缩,轴向也会收缩,需要轴向预紧,防止与轴肩等产生间隙。
轴承尺寸、配合、加热温差、膨胀量等可参照下表,简易查询。
③轴承润滑
造纸机轴承的润滑在设备运行中极其重要,因为现代纸机都为高速纸机,轴承?终处于高速旋转的状态,如果润滑不当,轴承会迅速出现问题,造成严重的设备故障或事故。针对纸机轴承的润滑,主要有以下目的:
1.降低摩擦热、降低接触磨损;
2.通过油膜的作用,延长轴承使用寿命;
3.利用润滑油的流动带走摩擦热、冷却轴承;
4.润滑剂可以有效地配合密封等结构防止异物、水汽等的进入,以及外来污染物对轴承造成的腐蚀和锈蚀。
造纸机根据不同的辊及工段,采用不同的润滑形式及润滑剂,应注意以下内容:
1.温度高的干部应选择粘度较大的润滑脂,例如3#锂基脂,而压榨和网部的水汽大,一般选择抗水性比较强的钙基脂;
2.使用气动注脂泵或手动注脂泵时,应注意每次添加润滑脂的量,过多的润滑脂不利于轴承的散热,且容易造成甩油,引起纸张污染或断纸等问题;添加润滑脂应严格参照设备维护保养说明,定期进行添加,注脂不及时容易导致轴承发热或者疲劳失效等问题;
3.对油润滑来说,转速越?,润滑油的黏度应越低;载荷越高,使用的润滑油黏度应越高。黏度过低,不能有效形成油膜,轴承内部不能得到良好的润滑,从而产生严重的磨损和粘着现象,甚至早期疲劳剥落。相反,如果黏度过高,阻力就越大,也会导致轴承产生过多的热量。
④轴承运行故障与原因分析
造纸机运行过程中,轴承应严格的进行巡检制度,及时发现每套轴承的异常,根据异常的状态,分析异常的原因及及时对策,避免严重的生产事故,针对一些异常和原因以及对策,可以根据下表查询。
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(来源:大连光扬轴承)