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關于立磨磨輥軸承失效的探討

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關于立磨磨輥軸承失效的探討


0、引言

對于立磨來說,磨輥是立磨的心臟,而磨輥軸承則是磨輥的心臟,磨輥軸承的正常工作是立磨可靠運行的關鍵。磨輥軸承是在高溫、沖擊、重載、低速的復雜環境下運行的,磨輥外部還有高粉塵等更加惡劣的工況,如何在這種工況正確使用好磨輥軸承、延長其使用壽命一直是用戶及設計者所關注的問題。因此分析軸承在使用過程中的失效形式及如何避免顯得尤為重要。

1、磨輥軸承的失效形式及原因

1.1 接觸疲勞失效

軸承工作表面受到交變應力的作用而導致失效。 主要發生在軸承工作表面,往往伴隨著疲勞裂紋,這種失效形式先從接觸表面以下最大交變切應力處產生,然后擴展到表面形成不同的剝落形狀。它的形成過程及后果是:點蝕―麻點剝落―淺層剝落―深層剝落。

1.2 磨損失效

 軸承磨損失效是指表面之間的相對滑動摩擦導致其工作表面金屬不斷磨損而產生的失效。磨損失效按磨損形式通常可分為磨粒磨損和粘著磨損。磨粒磨損指軸承工作表面之間擠入外來堅硬粒子或硬質異物或金屬表面的磨屑且接觸表面相對滑動而引起的磨損。粘著磨損指由于摩擦表面的顯微凸起或異物使摩擦面受力不均,在潤滑條件嚴重惡化時,因局部摩擦生熱,易造成摩擦面局部變形和摩擦顯微焊合現象,嚴重時表面金屬可能局部熔化,接觸面上作用力將局部摩擦焊接點從基體上撕裂而增大塑性變形。

 磨損失效發生時,首先在軸承的表面有持續的磨損,導致軸承零件逐漸損壞,進一步造成軸承尺寸精度喪失及其它相關問題。 它的形成過程及后果是:磨損―形狀變化―配合間隙增大及工作表面形貌變化―潤滑劑污染―潤滑功能完全喪失―軸承喪失旋轉精度乃至不能正常運轉。

1.3 斷裂失效

這種失效主要由兩大因素造成:過載和缺陷。當載荷超過強度極限時會發生過載斷裂。軸承零件的微裂紋、縮孔、氣泡、大塊外來雜物、過熱組織及局部燒傷等缺陷在沖擊過載或劇烈振動時也會在缺陷處引起斷裂。

1.4 軸承游隙變化失效

這種失效往往是由內、外在因素共同作用造成的,這種失效發生時,首先是配合間隙改變,進而造成軸承精度降低,以致造成“咬死”現象。外在因素主要指過盈量過大、安裝不到位、溫升引起膨脹量、 瞬時過載等;內在因素主要有殘余奧氏體和殘余應力處于不穩定狀態等。

2、磨輥軸承壽命的影響因素

影響磨輥軸承壽命的因素主要有以下幾個方面:軸承本身情況、軸承使用情況、磨機的運行情況、軸承的存儲等等。

 

2.1 軸承本身情況

軸承的材料、熱處理工藝,以及其強度和耐磨性、表面結構、內部幾何構造等都會影響到軸承的使用壽命。對于使用者和設計者來說,應該了解軸承的工況及載荷狀態,在選用軸承時提供相關參數及工況,軸承的具體問題可由軸承廠家考慮。

2.2 軸承使用方面

軸承使用方面是用戶能主觀控制的方面,也是影響軸承壽命的關鍵,從安裝到具體操作以及維護保養的各個環節,都滲透著影響軸承壽命的因素。

安裝方面:磨輥軸承的安裝質量是影響其使用壽命的重要因素,很多磨輥軸承提前失效或損壞都與裝配不當有關。用戶在更換磨輥軸承時必須嚴格按說明書的要求進行, 裝得過松或過緊都將造成磨輥軸承的提前損壞。

在具體安裝過程中首先要避免錘擊。軸承安裝要進行加熱,加熱時注意加熱位置及溫度的控制,要求油在冷態時同軸承一起加熱,溫度控制在100~110℃; 安裝完軸承后,要用煤油清洗;整個磨輥裝配后必須進行打壓試驗,試驗壓力為0.05MPa,保壓30分鐘。

使用方面:主要包括密封、潤滑及監測。

密封對軸承的工作壽命也有很大的影響。密封的作用是防止潤滑油從軸承向外泄漏,同時防止外界粉塵物進入軸承。在高粉塵的工作環境中,若大量微小硬質顆粒進入立磨磨輥軸承內部,將惡化軸承工作環境,降低潤滑效果,甚至在滾道面形成壓痕,引起點蝕甚至滾道面剝落,降低軸承的工作壽命。因此,選擇高可靠性的密封部件,對提高軸承工作壽命至關重要。

在高溫、沖擊、重載、低速的應用環境中,軸承的良好潤滑條件很難形成,惡劣的粉塵環境及沖擊更加惡化了潤滑狀況。實際應用結果表明,大多數的磨輥軸承損壞都是軸承潤滑不當的結果。

監測保護方面:密封壓力和軸承溫度要實時監測,控制邏輯及聯鎖不能隨便摘除,發現密封壓力及軸承溫度不正常時,要及時停磨,以防造成磨輥軸承的損壞。

2.3 磨機運行情況

磨機的振動會影響軸承的使用壽命,因此在磨機運行中減小振動,特別是水平振動,可為磨輥軸承的良好運行提供可靠地保障。MLS立磨的加載方式為壓力框架集中加載,隨著磨盤的轉動,在壓力框架處會產生一個水平的切向附加力,因此對于大型立磨,該處都加有緩沖裝置,緩沖裝置的有效工作是減小水平振動的關鍵。

2.4 軸承的儲存

軸承的不正確儲存也是影響其壽命的一個因素,如果軸承沒有水平放置,會影響其游隙精度;如果包裝不嚴密,遇到潮濕空氣會造成軸承工作表面銹蝕,進而產生微小麻坑,在運行時會產生應力集中點,進而造成失效,影響壽命。

3、 結語

作為磨輥的核心部件,避免磨輥軸承的失效、保證磨輥軸承的使用壽命,是磨機有效運行的關鍵。從磨輥軸承的選擇、安裝、使用、維護等各個環節,都隱藏著影響軸承壽命的因素,用戶一定要做好各環節的工作,才能保證磨輥軸承乃至整個生產線的正常運行。

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