提升機滑動軸承的磨損失效分析
2019-09-11關鍵詞:提升機;滑動軸承;磨損失效
對于在煤礦提升機而言,滑動軸承是眾多零部件中Z為關鍵的部件,為確保煤礦提升機能夠安全運行,降低故障概率,必須對其中的滑動軸承的磨損、潤滑等方面進行深入地分析,有效地降低檢修成本,進而確保煤礦開采工作的順利推進。
1 煤礦提升機滑動軸承失效的相關概述
滑動型煤礦提升機運作時,其滑動軸承的潤滑狀態屬于流體型潤滑范圍,在這一狀態下的滑動軸承失效通常包括以下原因:
①軸承承壓過大,或是運行時間過長溫度較高導致油膜承載力下降,增大可軸頸與軸承襯的接觸摩擦,給軸承系統造成嚴重的磨損傷害而失效;②在軸承的生產、加工過程中,有金屬切削殘留固體物落入軸承中,導致軸承在運行過程中磨損而運行疲勞;③軸承超時間負荷運行導致軸承嚴重磨損而失效;④運行過程中,軸承與軸之間間隙不斷變小,咬合度過于緊密,兩者活動空間不足而失效;⑤軸承出廠質量問題,在制造過程中即出現了嚴重磨損。
通常來說,軸承在運行過程中與軸頸進行了直接接觸的部分,其材料主要是在考慮如何減少磨損而特定設置的。為了提升軸承使用質量,同時節約貴重金屬的用量,軸承與軸頸直接接觸部分表面都會附上一層具備良好潤滑功能材料作為里襯。鑒于滑動軸承的失效表現極其原因,要求了里襯必須具備以下極為良好的性能:
①在應對摩擦力方面,具備較好的融合度與抗摩擦效果;②面對高強度、長時間的軸承運作,里襯必須具備優秀的抗疲勞能力;③能夠自動將外來固體顆粒隱藏或遷出,降低尤其帶來的軸頸磨損嵌入程度;④能夠有效降低摩擦力,進而實現在磨合過程當降低軸頸工作誤差;⑤具備良好的抗腐蝕性能力和抗摩擦受損能力;⑥工藝性能突出,經濟特征良好,成本可控。
另外目前在制造軸承的使用材料方面,多是采用錫基巴氏合金以及鉛基巴氏合金這兩種,這兩種材料在減摩降壓方面有著突出的優勢,較為適應軸承的高速運轉。
2 提升機滑動軸承的摩擦磨損機制
2.1摩擦磨損形成的情況
滑動軸承的摩擦磨損與其形成的形式息息相關,有相關調查數據顯示,使用巴氏合金材料制造的軸承比較容易出現擦傷問題,但是卻不會出現磨粒現象。然而就現代技術手段對相關實驗進行研究得出結論:巴氏合金材料滑動軸承在發生摩擦時會產生大量磨粒。提升機在實際運作過程中,需要進行頻繁的啟動,因此滑動軸承發生摩擦磨損與形成動壓油膜的情況下通常都會歷經靜止、軸頸啟動與軸頸穩定運行這三個狀態。根據筆者對相關文獻研究以及結合自己多年工作經驗來看,在這三個狀態中軸頸啟動階段發生的磨損狀況Z為明顯,并有顆粒產生。
2.2提升機滑動軸承的磨損產物
巴氏合金材質的軸承摩擦后形成的聚合物即是軸承磨損產物,隨著時間的增加,聚合物有小到大進行生長。在磨粒的粒度較小時,可通過提取提升機正在使用滑油作為樣品,利用原子發射光譜儀進行檢測實驗,即可得出磨損的金屬含量,從中發現Sn、Pb、Cu的含量通常較高。
鑒于對提升機滑動軸承的潤滑磨損狀態的了解,不難看出軸承襯磨損速率較高,極易出現運行故障,因此確保滑動軸承的正常運行,關鍵在于潤滑處理。降低摩擦力,提升散熱效果,這是潤滑油發揮的主要作用,潤滑油在輔助各個機器、部件進行潤滑運轉的同時也會產生大量的磨粒。在潤滑油的作用下,數量龐大、硬度較大的合金鋼磨粒對于軸承的摩擦傷害大大降低。但是,處于混合潤滑狀態的滑動軸承會產生一些粒度較小且外形勻稱的金屬磨粒,并在高溫、高壓與摩擦力的共同作用下被嵌入進骨動軸承當中,久而久之金屬磨粒的密度越來越大,軸頸和軸承的摩擦阻力大大增加,在運行狀態下出現塑性變形形成更加強烈的摩擦點,導致此處的間隙逐漸變小直至咬死,甚至出現軸承斷裂現象。而當外力大于節點出的結合力時,結點發生剪切斷裂。若是剪切斷裂在粘結點上端,是為零磨損狀態;若是低強度處出現剪切斷裂,則會發生材料轉移的問題。在以后持續發生的摩擦作用下,粘附在軸頸表面的物質逐漸脫落,形成磨粒。
2.3做好提升機滾動軸承潤滑工作
通過研究來看,由于煤礦提升機結構和技術參數等通常都是固定的,因此針對其預防磨損失效上重點需集中到潤滑上。目前不少煤礦提升機滾動軸潤滑上主要是借助于和減速器共用的集中供油系統來進行,在這種情況下為了預防磨損失效情況我們應按照煤礦提升機滾動軸承運轉時速度與所承受負荷去決定使用何種粘度值的潤滑油。比如當滾動軸承運轉速度快而承受負荷小時,由于動壓油楔地出現且油層會出現較大相對位移,我們所選用潤滑油粘度值應當偏小。同時,假如煤礦提升機在工作中時常出現往復、變速以及震動等情況的話,為了預防滾動軸承磨損失效我們應當選擇粘度值較大的潤滑油。另外,針對一些煤礦提升機滾動軸承受到的負荷一直較為平穩的話,其潤滑油應當選擇粘度值較小的類型。
3 滑動軸承的間隙確定以及對其地調整
徑向間隙與軸向間隙是滑動軸承兩種主要間隙類型,其中前者又可劃分為頂間間隙與側間隙。徑向間隙的存在是讓軸頸和軸承之間準確運轉的重要保障,而軸向間隙則是為了確保軸頸溫度升高的同時長短能夠自由地進行伸縮。
3.1間隙地確定
滑動軸承徑向間隙地確定,通常來說是以設計裝配的性質為標準,一般而言,頂間隙是側間隙的一倍。而對與滑動軸承的軸向間隙地確定,必須結合其具體的結構形式,應確保其大于軸頸運行過程中飯的Z長伸縮,通常要在要根據結構的不同從而確定其結構形式,一般情況下,要在2毫米以下,但是也要保證其效于2mm。
3.2滑動軸承間隙的量定和調整
必須先把軸頸安排于極端位置之后才能進行確定滑動軸承間隙,通過使用百分表、塞尺等進行相關的測量操作,再將這兩個極端位置的數據進行疊加計算,就可以得出軸向間隙大小。塞尺是測量滑動軸承側間隙時使用的主要測量工具,測量過程應使其常人長度為為30度的圓弧為宜。而對于頂間隙的測量,塞尺繪制壓鉛絲的方法均可,而通常后者更具準確性,應注意的是,選擇較為柔軟的鉛絲,其半徑保持在頂間隙數值的2-3倍為宜,長度控制在15mm-20mm為宜。
3.3間隙地調整
若是滑動軸承的頂間間隙大于極限數值,就要對瓦口調整力度進行減弱調整,確保力度適宜。同時,對與軸頸與軸承下端位置也要進行認真的檢查、調整,通常要確保接觸角要在120°以內。
4 結束語
礦井提升機對煤礦開采活動極為重要,而滑動軸承型提升機在目前仍然占據極為核心的位置,應用也較為廣泛。因此對于滑動軸承的維護、維修也是極為重要。充分地對提升機滑動軸承磨損失效進行分析,才能在維護過程中有效地確保提升機的正常運行,同時有效降低維護、維修的成本,提升經濟效益。
參考文獻:
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作者簡介:
馮培軍(1972-),男,本科,畢業于太原理工大學工業電氣自動化專業,電氣工程師,研究方向:煤礦供電、大型搞定設備電氣控制。
來源:《中國化工貿易·上旬刊》2019年6期

(網絡配圖)
