滾動軸承故障模擬實驗臺設(shè)計方案

滾動軸承故障模擬實驗臺設(shè)計方案滾動軸承故障模擬試驗臺設(shè)計方案

一．

課題簡介：

結(jié)合旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障模擬試驗臺的構(gòu)造特點(diǎn),進(jìn)展?jié)L動軸承故障模擬試驗臺和試件的構(gòu)造設(shè)計,并對各個組件進(jìn)展具體的功用分析.

二．

課題預(yù)備：

1．滾動軸承的構(gòu)造：

滾動軸承由套圈（內(nèi)圈和外圈）、滾動體（球或滾子）以及保持架構(gòu)成。即：相對的兩個套圈之間放置若干個滾動體，通過保持架使?jié)L動體保持肯定間隔，進(jìn)展?jié)L動運(yùn)動。

滾動體的外形，除球之外，還有圓柱滾子、滾針、圓錐滾子以及鼓形球面滾子。從幾何學(xué)講，滾動體與內(nèi)外圈滾道是點(diǎn)（球）或線（滾子）接觸。滾動體在內(nèi)外圈滾動面上進(jìn)展?jié)L動運(yùn)動，并公轉(zhuǎn)。

滾動體與套圈是以其滾道面的接觸面支撐軸承所擔(dān)當(dāng)?shù)呢?fù)荷。保持架并不直接承受負(fù)荷，只是用以保持滾動體的正確位置及等間距，同時防止安裝軸承時滾動體脫落。

2．滾動軸承的分類：

滾動軸承按滾動體外形可大致分為：球軸承和滾子軸承。球軸承按套圈構(gòu)造可分為：深溝球軸承、向心推力球軸承、推力球軸承等；滾子軸承按滾子外形可分為：圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、自動調(diào)心滾子軸承等。此外，按承受負(fù)荷方向可分為：承受徑向負(fù)荷的向心軸承和承受軸向負(fù)荷的推力軸承。（其他分類方法暫不列舉）

3．滾動軸承的安裝：

軸承的安裝是否正確，影響著精度、壽命、性能。因此，設(shè)計及組裝部門對于軸承的安裝要充分討論。盼望要根據(jù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展安裝。作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的工程通常如下：

（1）清洗軸承及軸承關(guān)連部件

（2）檢查關(guān)連部件的尺寸及精加工狀況

（3）安裝

（4）安裝好軸承后的檢查

（5）供應(yīng)潤滑劑

這些也是造成軸承故障的緣由。

三．

課題討論（滾動軸承常見故障及緣由分析）：

1.故障形式

（1）軸承轉(zhuǎn)動困難、發(fā)熱；

（2）軸承運(yùn)轉(zhuǎn)有異聲；

（3）軸承產(chǎn)生振動；

（4）內(nèi)座圈剝落、開裂；

（5）外座圈剝落、開裂；

（6）軸承滾道和滾動體產(chǎn)生壓痕。

2.故障緣由分析

（1）由于裝配前的檢查不認(rèn)真，軸承在裝配前未先清洗并仔細(xì)檢查軸承的內(nèi)外座圈、滾動體和保持架，導(dǎo)致有生銹、毛刺、碰傷和裂紋；未檢查軸承間隙是否適宜，轉(zhuǎn)動是否輕快自如，有無突然卡止的現(xiàn)象；同時檢查軸徑和軸承座孔的尺寸、圓度和圓柱度及其外表是否有毛刺或凹凸不公平。

（2）裝配不當(dāng)。裝配不當(dāng)會導(dǎo)致軸承消失上述的各種故障形式，以及以下的幾種狀況：

A.協(xié)作不當(dāng)

軸承內(nèi)孔與軸的協(xié)作采納基孔制，軸承外圓與軸承座孔的協(xié)作采納基軸制。一般在正常負(fù)荷狀況下工作的離心泵、離心機(jī)、減速機(jī)、電動機(jī)和離心式壓縮機(jī)的軸與軸承內(nèi)座圈，采納j5，js5，js6，k5，k6，m6協(xié)作，軸承座孔與軸承外座圈采納j6，j7協(xié)作。旋轉(zhuǎn)的座圈（大多數(shù)軸承的內(nèi)座圈為旋轉(zhuǎn)座圈，外座圈不為旋轉(zhuǎn)座圈，少局部軸承則相反），通常采納過盈協(xié)作，能在負(fù)荷作用下避開座圈在軸徑和軸承座孔的協(xié)作外表上發(fā)生滾動和滑動。

但有時由于軸徑和軸承座孔的尺寸測量不準(zhǔn)確或協(xié)作面粗糙度未到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求，造成過大的過盈協(xié)作，使軸承座圈受到很大擠壓，從而導(dǎo)致軸承本身的徑向間隙削減，使軸承轉(zhuǎn)動困難、發(fā)熱，磨損加劇或卡死，嚴(yán)峻時會造成軸承內(nèi)外座圈在按裝時開裂。不旋轉(zhuǎn)座圈常采納間隙或過盈不大的協(xié)作，這樣不旋轉(zhuǎn)座圈就有可能產(chǎn)生微小的爬動，而使座圈與滾動體的接觸面不斷更換，座圈滾道磨損勻稱。同時也可以消退軸因熱伸長而使軸承中滾動體發(fā)生軸向卡住的現(xiàn)象。但過大的間隙協(xié)作，會使不旋轉(zhuǎn)座圈隨滾動體一同轉(zhuǎn)動，致使軸（或軸承座孔）與內(nèi)座圈（或外座圈）發(fā)生嚴(yán)峻磨損，而消失摩擦使軸承發(fā)熱、振動。

B.裝配方法不當(dāng)

軸承和軸徑或軸承座孔的過盈較小時，多采納壓入法裝配。最簡潔的方法是利用銅棒和手錘，按肯定的挨次對稱地敲打軸承帶過盈協(xié)作的座圈，使軸承順當(dāng)壓入。另外，也可用軟金屬制的套管借手錘打入或壓力機(jī)壓入。若操作不當(dāng)，則會使座圈變形開裂，或者手錘打在非過盈協(xié)作的座圈上，則會使?jié)L道和滾動體產(chǎn)生壓痕或軸承間接被破壞。

C.裝配時溫度掌握不當(dāng)

滾動軸承在裝配時，若其與軸徑的過盈較大，一般采納熱裝法裝配。馬上軸承放入盛有機(jī)油的油桶中，機(jī)油桶外部用熱水或火焰加熱，工藝要求加熱的油溫掌握在80℃～90℃，一般不會超過100℃，最多不會超過120℃。軸承加熱后快速取出套裝在軸頸上。若溫度掌握不當(dāng)造成加熱溫度過高，則會使軸承產(chǎn)生回火而致硬度降低，運(yùn)行中軸承就易磨損、剝落、甚至開裂。

D.裝配時間隙調(diào)整不當(dāng)

滾動軸承的間隙分為徑向間隙和軸向間隙，其功用是保證滾動體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和潤滑以及補(bǔ)償熱伸長。

對于間隙可調(diào)整的軸承而言，因其軸向間隙和徑向間隙之間有正比例的關(guān)系，所以安裝是只要調(diào)整好軸向間隙就可獲得所需的徑向間隙，而切它們一般都是成對使用的（即裝在軸的兩端或一端），因此，只需要調(diào)整一只軸承的軸向間隙即可。一般用墊片調(diào)整軸向間隙，有的也可用螺釘或止推環(huán)調(diào)整。

對于間隙不行調(diào)整的滾動軸承，因其徑向間隙在制造時就已按標(biāo)精確定好了，不能進(jìn)展調(diào)整，此類軸承裝在軸徑上或軸承座孔內(nèi)之后，實際的徑向間隙稱為裝配徑向間隙，裝配時要使裝配徑向間隙的大小恰好能在運(yùn)轉(zhuǎn)中造成必要的工作徑向間隙，以保證軸承敏捷轉(zhuǎn)動。此類軸承在工作時，由于軸在溫度上升時受熱伸長而使其內(nèi)處座圈發(fā)生相對位移，從而使軸承的徑向間隙削減，甚至使?jié)L動體在內(nèi)外座圈間卡住。若將雙支承滾動軸承中的一個軸承（另一個軸承固定在軸上和軸承座中）和側(cè)蓋間留出軸向間隙，可避開上述現(xiàn)象。

由上述可知，不管間隙可調(diào)整或間隙不行調(diào)的滾動軸承，它們在裝配時都要調(diào)整好軸向間隙（但有些間隙不行調(diào)的軸承不必留軸向間隙），以補(bǔ)償軸在溫度上升時的熱伸長，從而保證滾動體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。若軸向間隙過小時，會造成軸承轉(zhuǎn)動困難、發(fā)熱，甚至使?jié)L動體卡死或破損；若軸向間隙過大，則會導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生異聲，甚至?xí)斐蓢?yán)峻振動或使保持架破壞。

E.聯(lián)軸器找正不當(dāng)

大多數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的輸入軸是通過聯(lián)軸器與動力軸相連接，因此裝配時必需進(jìn)展聯(lián)軸器的找正，使主動軸與從動軸在同一軸線上。

（3）潤滑不良

滾動軸承使用的潤滑油（或潤滑脂）都有肯定的工作溫度，當(dāng)溫度過高時就會變質(zhì)，從而失去潤滑作用，使軸承因高溫而燒損。另外，潤滑油（或潤滑脂）本身質(zhì)地不良或運(yùn)行中加油（脂）不準(zhǔn)時，也會造成軸承溫度上升或產(chǎn)生異聲。

（4）轉(zhuǎn)子不平衡

一般來說，運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)子在裝配前都要進(jìn)展動、靜平衡，所以，軸承是不會消失問題的。但有些轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中由于受到介質(zhì)的腐蝕或固體雜質(zhì)的磨損，或者是軸消失彎曲，就會導(dǎo)致產(chǎn)生不平衡的離心力，從而使軸承發(fā)熱、振動，滾道嚴(yán)峻磨損，直至破壞。

（5）檢查更換不準(zhǔn)時

軸承運(yùn)行過程中，按規(guī)定定期進(jìn)展檢查，若消失發(fā)熱、異聲、振動等狀況，要準(zhǔn)時停車查找緣由，消退故障，軸承如發(fā)覺嚴(yán)峻的疲憊剝落、氧化銹蝕、磨損的凹坑、裂紋、硬度降低到HRC＜60，或有過大噪音無法調(diào)整時，應(yīng)準(zhǔn)時更換。若檢查、更換不準(zhǔn)時，則會造成軸承甚至轉(zhuǎn)子的嚴(yán)峻破壞，從而影響正常的生產(chǎn)。另外，軸承拆卸不當(dāng)、設(shè)備地腳螺栓松動造成的振動，也會導(dǎo)致軸承滾道和滾動體產(chǎn)生壓痕，軸承內(nèi)、外座圈的開裂。

四．課題相關(guān)（軸承表示法）：

通用畫法

說明

通用畫法