扭矩測量儀軸承磨損故障分析與排除

谷雪花　姜大鵬　盧俊崧

【摘 要】本文基于扭矩測量儀軸承外圈及軸承座磨損故障，梳理了故障原因，通過逐個排查，確定封氣雜質進入軸承外圈及軸承座是磨損發生的原因。經優化封氣過濾工藝并試驗驗證，工作參數正常，故障排除。

【關鍵詞】扭軸;軸承;磨損

中圖分類號： V232.4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）22-0071-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.030

0 引言

軸承磨損是軸承失效的主要形式。國內外研究人員分析了軸承磨損常見故障形式及原因[1，2]。目前還有很多難以確定的變量，對復雜磨損需進行有針對性的分析。

本文基于某軸承外圈及軸承座磨損故障，梳理了故障樹，通過對故障原因的分析，確定封氣雜質進入軸承外圈及軸承座是磨損發生的原因。經優化封氣過濾工藝并試驗驗證，成功排除了故障。

1 故障現象

在完成某型渦輪部件試驗后發現軸承座與軸承外圈表面有明顯的磨損現象：磨損表面有溝痕，表面材料脫落，出現磨損的暗面，配合面上有清晰的凹痕，未見嚴重的塑性變形或者疲勞剝落，如圖1所示。

2 故障排查及解決

根據軸承磨損情況及使用要求，通過理論分析與工程實踐相結合的方式梳理出可能原因如下所示。

2.1 疲勞失效

查閱該型軸承的使用履歷信息，使用至今，累計運行150小時，遠低于距離其額定使用壽命，且在該型軸承的驗證試驗中，未發現在較短時間內出現疲勞失效的案例。

2.2 安裝工藝不當

1）軸承配合間隙不當

故障后對對軸承和軸承安裝座尺寸進行檢查，測量周向任意八點、四個直徑，軸承外圈與軸承安裝座設計配合尺寸滿足設計要求。

2）拆裝混進雜質

根據工藝記錄單，未見混入雜質現象。

3）安裝方向錯誤

根據工藝記錄單，未見軸承安裝方向錯誤現象。

2.3 潤滑不良

1）潤滑油量不足

根據試驗過程中滑油運行記錄，滑油系統運行壓力和油箱液位均在合理運行限制參數內。與軸承相關的軸溫變化正常，無溫升突變等異常現象。

2）濾油器工作不良

軸承磨損前滑油檢測結果顯示，濾前滑油等級合格，濾后滑油等級合格，可排除濾油器工作不良導致滑油等級不合格的可能。

2.4 振動碰磨

判讀在線監測數據，試驗過程中振動并未超過限制值，且若因振動導致軸向碰磨，則周向磨損情況分布應較均勻，由此可排除該原因。

優化并修復封氣過濾設備與工藝，并（下轉第68頁）（上接第71頁）對軸承磨損位置進行鍍層修復后，軸承在試驗過程中運行良好，且分解后檢查，未見異常，故障得以解決。

2.5 雜質帶入

1）裝配雜質帶入

按照扭軸更換工藝單的要求，拆卸后的每一個零部件均按規定“用汽油清洗軸承座殼體，并用氣泵吹干凈”。查閱工藝記錄單，未見混入雜質現象。

2）滑油雜質帶入

試驗后對試驗件滑油進行送檢分析，檢驗結果表明顆粒度在允許范圍之內，油濾表面未發現雜質。

3）封氣雜質帶入

對干燥罐進行分解檢查后發現，干燥劑已失效，干燥罐出口濾處有大量雜質。

由圖1磨損情況可知，磨損位置集中在封氣流路入口位置。經現場排故及分析，可認定造成軸承磨損原因為：干燥罐內干燥劑失效，導致設備封氣內夾雜雜質;夾雜在封氣中的雜質進入軸承外圈與軸承座間的游隙內，經高速運轉、磨損形成。

3 結論

1）封氣雜質是引起本次軸承磨損的主要原因。軸承使用過程中應盡量減少軸承的分解與再裝配頻次，防止雜質帶入;對于需外部封氣的軸承，應保證封氣干燥、潔凈，輔助供氣設備應定期進行詳細保養與檢查。

2）軸承配合尺寸需定期檢查并記錄，保證其符合設計要求，防止軸承與軸承座間因相對運動產生磨損。

【參考文獻】

[1]肖順根，宋萌萌.基于小波包能量神經網絡的滾動軸承故障診斷方法[J].機械強度，2014，03：340-346.

[2]Carat Gaiersiji N B.friction，wear and lubrication of Wu Y W.Handbook[M].Beijing：Mechanical Industry Press，1986：134-153.