冶金機(jī)械軸承和齒輪失效問題研究

胡正軍 查顯文

摘 要 在冶金工作中，為了保障冶金工作的正常進(jìn)行，最關(guān)鍵的是保證軸承和齒輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。然而隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的增長，軸承和齒輪失效的概率就越大。因此為了保證設(shè)備的正常運(yùn)行，需要對軸承和齒輪進(jìn)行定期的檢查和維修。當(dāng)軸承和齒輪出現(xiàn)問題時(shí)，要及時(shí)解決。除此之外，還要關(guān)注軸承和齒輪失效的原因。只有這些才能對其進(jìn)行更好的保護(hù)。本文主要探討冶金機(jī)械軸承和齒輪容易失效的設(shè)備、失效的原因及表現(xiàn)，以及防止失效的方法。

關(guān)鍵詞 冶金機(jī)械；軸承失效；齒輪失效

1 冶金機(jī)械軸承容易失效的設(shè)備

軸承是機(jī)械的核心零件，當(dāng)軸承失效時(shí)，機(jī)械設(shè)備也不能正常的運(yùn)行。在分析軸承失效的原因時(shí)，需要了解容易發(fā)生軸承失效的設(shè)備。一般情況下，傳送機(jī)類型的設(shè)備容易出現(xiàn)軸承失效的現(xiàn)象。其中有螺旋輸送機(jī)、傾角皮帶輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)等。此外斗式提升機(jī)、球磨機(jī)、旋轉(zhuǎn)窯等設(shè)備也容易出現(xiàn)軸承失效的故障[2]。

2 冶金機(jī)械軸承失效的表現(xiàn)及其原因

2.1 軸承松動(dòng)

軸承松動(dòng)是冶金機(jī)械軸承失效的常見原因。軸承松動(dòng)會(huì)導(dǎo)致軸承內(nèi)徑與軸、軸承外徑與軸承座之間出現(xiàn)打滑松動(dòng)或者抱死的現(xiàn)象。而引起失效的主要原因是機(jī)械制造過程中軸承與配合件間隙過小或者過大，或者是在機(jī)械加工時(shí)，加工的機(jī)械不符合要求。

2.2 裂紋缺陷

裂紋缺陷主要是由于冶金機(jī)械超負(fù)荷工作導(dǎo)致的。在工作過程中主機(jī)的沖擊載荷過大，軸和軸承的配合量過大，安裝的精度不夠，沒有按照正確的安裝方式進(jìn)行安裝。這些原因?qū)е铝溯S承在工作的工程中因?yàn)槌?fù)荷而工作失效。其中裂紋缺陷的主要表現(xiàn)形式是軸承內(nèi)外圈有裂紋。

2.3 軸承發(fā)熱變形

軸承發(fā)熱變形主要是由于在工作過程中，因軸承處于的工作條件惡劣，而造成潤滑失效，或者是潤滑油的質(zhì)量不合格等因素引起的。另外軸承裝配過緊，游隙過小，負(fù)荷過大，輥?zhàn)悠钡仍蛞矔?huì)導(dǎo)致軸承發(fā)生發(fā)熱變形的情況。因此需要在安裝和使用過程中，嚴(yán)格按照安裝的要求進(jìn)行，并且在使用的過程中要做好保護(hù)措施。其中軸承發(fā)熱變形的主要表現(xiàn)是軸承發(fā)熱變色，進(jìn)而變形不能旋轉(zhuǎn)。如果在設(shè)備運(yùn)行的過程中，發(fā)生軸承的發(fā)熱變形會(huì)導(dǎo)致設(shè)備整體的無法運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.4 生銹和腐蝕

生銹和腐蝕是機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。尤其是冶金機(jī)械。冶金機(jī)械工作的環(huán)境惡劣，經(jīng)常是在強(qiáng)堿或強(qiáng)酸的環(huán)境下運(yùn)行。因此在運(yùn)行過程中，設(shè)備中的零件因生銹或腐蝕而造成設(shè)備無法正常的運(yùn)行。同時(shí)生銹和腐蝕也會(huì)減少軸承的使用的年限。而造成軸承生銹或腐蝕的主要原因是軸承的密封不好，潤滑不良。因此為了降低軸承的生銹和腐蝕的程度，需要在安裝過程中對軸承做好防護(hù)工作[1]。

3 冶金機(jī)械齒輪失效的設(shè)備

容易出現(xiàn)齒輪失效的設(shè)備，首先是含有齒輪，在運(yùn)行過程中是旋轉(zhuǎn)的設(shè)備。一般情況下，有球磨機(jī)、旋轉(zhuǎn)窯以及各種減速裝置等。

4 冶金設(shè)備齒輪失效的表現(xiàn)及其原因

4.1 正常磨損

隨著設(shè)備的不斷運(yùn)行，設(shè)備中的零件會(huì)無法避免的出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，這稱為正常磨損。正常磨損是不會(huì)影響設(shè)備的使用，但是其磨損量不能超過設(shè)備的維修標(biāo)準(zhǔn)。因此需要工作人員定期地對齒輪進(jìn)行檢查，并進(jìn)行維修和更換。

4.2 破環(huán)性磨損

破壞性磨損和正常磨損是不同的。破壞性磨損是由于齒輪長時(shí)間的處于超負(fù)荷的工作狀態(tài)而產(chǎn)生的磨損現(xiàn)象。并且破壞性磨損會(huì)導(dǎo)致齒輪的壽命減少，同時(shí)也會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此需要對設(shè)備進(jìn)行定期的檢查，做好保護(hù)工作。其中破壞性磨損主要表現(xiàn)為齒輪表面的硬損傷，齒輪的輪廓形狀發(fā)生改變以及嚴(yán)重的變形。

4.3 干涉磨損

干涉磨損主要由于設(shè)備安裝的不規(guī)范造成的。在安裝過程中，齒輪的安裝位置不當(dāng)，使得齒輪在運(yùn)行的過程中不能合理的和其他零件相互配合，因此在運(yùn)行過程中對齒輪造成磨損。為了防止干涉磨損問題的出現(xiàn)，需要工作人員在進(jìn)行安裝的過程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)、圖紙進(jìn)行安裝，不要私自對安裝零件的程序進(jìn)行簡化。

4.4 膠合

膠合是指在齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，溫度升高，在重載作用下齒輪接觸面的油膜被擠破，造成兩齒輪的金屬面直接接觸并粘結(jié)在一起。膠合的產(chǎn)生會(huì)引起齒輪接觸面部分產(chǎn)生溝痕。在一定程度上影響了機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，其中產(chǎn)生這種問題的主要原因是潤滑油的使用不當(dāng)。

5 防止冶金機(jī)械中軸承和齒輪失效的方法

5.1 防止軸承失效的方法

軸承是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中的重要零件。它主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其運(yùn)動(dòng)過程中的摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度。而隨著軸承的使用，在設(shè)備運(yùn)行的過程中容易出現(xiàn)失效的現(xiàn)象，從而對企業(yè)帶來不可忽視的損失。因此為了保證設(shè)備的正常運(yùn)行，需要尋找避免軸承失效的方法。首先在冶金機(jī)械制作時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的要求制造，不能私自的對設(shè)計(jì)進(jìn)行改造，同時(shí)也不能降低制作的標(biāo)準(zhǔn)。其次是在機(jī)械使用時(shí)，要正確使用軸承，不能加大軸承的負(fù)擔(dān)。除此之外，還要對冶金機(jī)械設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的管理，建立嚴(yán)格的檢查體系。并且要對設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)。只有這樣才能有效防止軸承失效[3]。

5.2 防止齒輪失效的方法

冶金機(jī)械由于工作載荷大，工作環(huán)境差，設(shè)備潤滑條件差，甚至有些設(shè)備在強(qiáng)堿或強(qiáng)酸的環(huán)境下運(yùn)行，因此對設(shè)備的零件造成了嚴(yán)重的損壞。這也使得在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)零件失效的現(xiàn)象。其中齒輪的失效對于設(shè)備整體運(yùn)行的影響最大。因此一些專家研究如何解決冶金機(jī)械齒輪失效的問題，并提出了防止失效的方法。首先在設(shè)計(jì)方面，研究人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮冶金機(jī)械的使用環(huán)境，選擇合適的材質(zhì)。在制造方面，工作人員要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行制造，不能降低加工的精度。在安裝方面，工作人員要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行安裝，不能私自的進(jìn)行改造。除此之外，在設(shè)備維護(hù)方面，要制定嚴(yán)格的檢查制度，定期對齒輪進(jìn)行檢查，而且還要對設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)。

6 結(jié)束語

由于冶金機(jī)械在運(yùn)行時(shí)，工作環(huán)境差，這會(huì)對設(shè)備造成嚴(yán)重的損害。而軸承和齒輪是設(shè)備的核心零件。如果軸承和齒輪在工作中出現(xiàn)失效的現(xiàn)象，造成設(shè)備不能正常的運(yùn)行。因此為了使設(shè)備能夠正常的運(yùn)行，需要防止軸承和齒輪失效。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐劍.基于短時(shí)奇異譜分析的滾動(dòng)軸承故障診斷方法研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2017.

[2] 朱正興.冶金機(jī)械軸承和齒輪失效探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016， （14）：168.

[3] 陳楊.基于循環(huán)平穩(wěn)的滑動(dòng)軸承故障診斷方法研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2015.