機械壓力機軸承維護解析

羅光利

（湖北三環離合器有限公司，湖北黃石 435100）

0 引言

機械壓力機故障維修難點在于軸承的更換或修復，主要原因是維修時間長、費用成本高，對企業生產組織有重大影響，故減少、杜絕軸承故障，日常維護是關鍵。湖北三環離合器有限公司是一家從事汽車配件生產近70 年歷史的小巨人企業（國家發改委2020 年命名），僅大型壓力機（800 t 及以上）達10 臺，近十年來未出現一起軸承“燒瓦”或“咬死”現象，現將多年來的管理經驗與同行分享。

1 壓力機軸承類別

壓力機軸承有滑動軸承和滾動軸承兩類，其中閉式壓力機（160 t 及以上）除飛輪處有2～3 個滾動軸承外，各傳動軸（含曲軸）均為滑動軸承；開式壓力機（125 t 及以下）除曲軸3 個滑動軸承外，傳動軸多為滾動軸承。

滾動軸承均為推力圓柱滾子軸承（單列），大型壓力機飛輪處有雙列軸承，如軸承故障可事先根據設備圖紙型號購買（軸承廠專業生產）維修時更換即可。滑動軸承可根據設備圖紙準備坯料，維修時按軸承座、軸頸、曲軸實際尺寸現場配作（單件生產），故周期較長。

機械壓力機的滑動軸承主要有主軸（曲軸）偏心輪上的大軸承以及各軸與床身連接的支承軸承（單點閉式壓力機一般有7 處軸承）。21 世紀初及以前的設備，軸承材料多選用減摩性好的鑄造錫青銅ZQSn6-6-3（GB/T 1176—1974），其中Sn、Zn 和Pb 的含量分別為5%～7%、5%～7%、2%～4%，有較高的強度，良好的抗滑動磨擦性、焊接性、耐腐蝕性和優良的切削性能。現在國標里面沒有ZQSn6-6-3 這一牌號，與之相近的是ZQSn5Pb5Zn5，其化學成分Sn、Zn 和Pb 的含量均為4.0%～6.0%、銅余量。使用滾動軸承、滑動軸承的溫升不得超過環境溫度35 ℃，最高溫度不得超過75 ℃。

值得注意的是，鋁基滑動軸承最高溫度不得超過65 ℃，鋁基軸承合金是以鋁為基礎，加入錫等元素組成的合金。這種合金的優點是導熱性、耐蝕性、疲勞強度和強度均高；缺點是膨脹系數較大，避咬合性差，故壓力機上用得少。

軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦，裝軸瓦上半部稱為軸承蓋，裝軸瓦下半部稱為軸承座（圖1）。蓋和座用螺柱連接，兩者的接合面由止口或銷釘定位，并可放置不同厚度的墊片以調節軸承間隙。為便于潤滑油進入摩擦面之間，軸承蓋上開有注油孔，軸瓦上有分配潤滑油的軸向油槽。通常軸承蓋和座用鑄鐵制造。

圖1 軸承座

滑動軸承結構型式主要有剖分式、整體式等：剖分式軸承的軸承蓋可以啟開，便于裝入軸頸，軸瓦磨損后便于調整軸承間隙；整體式軸承構造簡單，但軸頸必須從某一端裝入，磨損后無法調整間隙。250 t 及以上壓力機均為整體式軸承（僅飛輪軸有兩處為剖分式軸承），大型壓力機連桿軸瓦拆裝一次不容易，費時費力高成本。

2 滑動軸承的主要故障種類

（1）軸頸表面拉傷。由于潤滑油把大顆粒的污垢帶入軸承間隙內，并嵌藏在軸承軸瓦上，使軸瓦與軸頸接觸時形成硬痂，在運轉時會嚴重刮傷軸的表面。

（2）瓦背微動磨損，軸瓦與瓦座固定螺栓剪切或松動，主軸運轉時造成軸瓦徑向移位。

（3）軸瓦表面拉傷，原因同軸頸表面拉傷。

（4）瓦面剝落。軸瓦鑄造質量或超載沖擊引起軸瓦龜裂，時間一長軸瓦一塊一塊地脫落。

（5）軸承燒瓦。設備運行時，潤滑中斷，造成軸與瓦干摩擦，嚴重時出現“抱死”或“咬死”，主軸無法運行。

（6）軸承磨損。由于軸瓦或軸承襯與軸頸直接接觸，一般軸頸部分比較耐磨，因此磨損是軸瓦的主要失效形式。

3 滑動軸承的故障維修

設備故障早期，軸瓦輕微磨損、劃傷時，可用刮刀對受損處進行修復，并按設備圖紙配合尺寸要求調整。軸瓦磨損嚴重或破損時，只能更換軸瓦。下面以曲軸（又稱偏心輪）軸瓦維修為例加以敘述。

3.1 軸瓦加工

軸瓦必須離心鑄造。建議根據現場實測連桿孔徑尺寸通知軸瓦鑄造廠坯料粗加工尺寸（單邊留2～3 mm 的余量，一方面減少自己配制精加工時間，一方面檢查軸瓦坯料鑄造時有無裂紋、疏松、氣孔等，減少因坯料質量返工等待時間），自行精加工軸瓦坯料時裝夾力度適中并輔助頂緊，否則易車成“喇叭口”，按圖紙配合尺寸精車內、外圓后要一并拉出油槽。

3.2 軸瓦裝配

安裝軸瓦前要清潔清理連桿內孔結合面和軸瓦外圈，并均勻涂抹機油，平穩將軸瓦平放在連桿內孔處，用4 塊硬木均勻敲打裝配到位（條件許可的話用液壓機壓裝），最后配裝徑向銅質止定螺栓（嚴禁涂膠，螺栓緊固后鉚牢）和軸向鋼質騎縫螺栓。

3.3 軸瓦間隙調整

連桿軸瓦涂抹紅丹后水平吊至已清潔的偏心輪曲軸上配裝，人工推轉幾周后，水平吊下連桿軸瓦，對“磨點（接觸點）”進行研刮，清潔后涂紅丹粉，重復上述動作，直至“磨點”達標（可用單位面積上的實際“磨點”數來表示。“磨點”越多、越細、越均勻，表示軸瓦刮研的越好。通常連桿軸瓦與偏心輪的雙邊配合間隙和為軸瓦公稱尺寸的0.8‰～1.0‰）。

45#鋼主軸軸頸磨損維修前提是此軸是否彎曲變形，如果嚴重只能重新購買，如果變形可校正過來。可以對軸頸磨損處進行維修，方法如下：

（1）磨損量小于0.2 mm，清潔磨損面后可用電鍍法；電鍍涂層能力只有0.2 mm（此時附著力較好），若超過0.2 mm，涂層易剝落。

（2）主軸磨損采用氬弧焊、氣體保護焊原理可行，但操作困難，稍有不慎將前功盡棄，并存在質量風險（焊接引發應力），日后斷軸概率極高，故不建議采用此方法。

（3）同材（質）激光焊技術成熟、應用廣泛，時間短、成本低，不存在質量風險，不論軸頸磨損多少，均可采用此方法進行焊補。

（4）精密補焊機（也叫冷焊機、超激光焊機，單機購買2 萬元左右）同材焊接在機械加工廠、沖壓成形企業得到普遍推廣，對焊接工人技術要求不是太高，同激光焊接一樣均為堆積，發熱量略高。綜上所述，質量風險最低的是激光焊接，操作可控性最好的是精密補焊。

需要注意的是，主軸、軸瓦裝配前要清洗軸頸、潤滑油路、油過濾器，并更換潔凈的、符合質量要求的潤滑油。

4 軸承的日常維護（潤滑與點檢）

在軸承表面若能形成潤滑膜將運動副分開，則滑動軸摩擦力可大大降低，由于運動副表面不直接接觸，因此也可避免磨損；油膜還具有一定的吸振能力。潤滑的主要目的是減少摩擦的損耗、降低或防止磨損、冷卻（潤滑脂屬于半固體潤滑劑，流動性極差，故無冷卻效果；潤滑油有冷卻功能）。

軸承潤滑主要有脂潤滑和油潤滑兩種。采用脂潤滑不易泄漏、易于密封、使用時間長、維護簡便且油膜強度高，但摩擦力比油潤滑大。軸承中脂的裝填量不應超過軸承空間的1/2～1/3，否則會由于潤滑劑過多而使軸承過熱。潤滑油是滑動軸承中應用最廣泛的潤滑劑，常用的有黏度低的32#機械油、黏度高的68#抗磨液壓油等。機械壓力機滾動軸承均為脂潤滑，潤滑間隔周期較長（3～6 個月）；滑動軸承有脂潤滑（400 t 及以下壓力機大多采用）和油潤滑（400 t 以上壓力機大多采用）兩種。油潤滑因油不能儲存，故開機即潤滑，一般是把潤滑站（油箱、泵、閥等）安放在壓力機的旁邊或地坑內，用齒輪泵通過控制閥將潤滑油送到各潤滑點。滑動軸承脂潤滑有兩種方式。

（1）集中潤滑：軸瓦（曲軸及床身）采用濃油泵（機動油泵或手動油泵）集中強制潤滑，一般每班集中潤滑1～2 次，選用油脂：鋰基潤滑脂，也可用鈉基（或鈣基）潤滑脂70%～80%與20%～30%的20#機械油調成均勻的糊狀（一般用二硫化鉬取代潤滑脂和機械油按比例調成）。

（2）分散潤滑：一些不易用油路連接部位，只能用黃油槍單獨潤滑，潤滑周期視用脂量而定。

軸承潤滑注意事項：①潤滑充分；②潤滑劑清潔無雜質；③嚴禁無油運轉。

圖2 JD31-800 雙聯齒輪

機械壓力機軸承的日常點檢是”一看二摸三檢查”：一看軸承縫隙流出的油脂有無金屬顆粒；二摸軸承蓋溫升是否正常（溫升不得超過環境溫度35 ℃，最高溫度不得超過75 ℃；潤滑油泵正常供油時軸承溫度不會超過環境溫度20 ℃）；三檢查潤滑油管是否脫落、油過濾網有無破損或堵塞。如果油過濾網堵塞或缺油等潤滑系統異常時，潤滑管道壓力繼電器報警，主電機斷電，機床停止工作，保護軸承；如潤滑端油管脫落（因連桿不斷運轉，存在脫落風險，其他軸承位是靜止不動的），設備無法報警，設備依然運行，軸承無油潤滑則很快就會磨損，造成重大損失。

針對后者，10 年前做過一個小改進：在壓力機連桿潤滑注油孔旁100～150 mm 處鉆一小孔并攻絲，鉆孔時要用鋼皮尺測量，連桿蓋不能鉆穿（要留6～10 mm），安裝一根小型熱電偶，在設備正面立柱左側安裝一個配兩塊溫控表（一塊適時顯示軸承溫度，一塊為超溫報警）的小控制箱，每天只要看控制箱溫控表顯示值，不用每天點檢登高爬梯摸軸承溫升（圖3～圖4）。如溫控表數字顯示異常，可立即停機檢查，防患于未然，對大型壓力機尤為重要。

圖3 連桿及軸瓦

圖4 軸瓦溫度顯示裝置