滾針軸承裝有細(xì)而長的滾子(滾子長度為直徑的3-10倍直徑一般不大于5mm),因此徑向結(jié)構(gòu)緊湊,其內(nèi)徑尺寸和載荷能力與其他類型軸承相同時外徑最小,特別適用于徑向安裝尺寸受限制的支承結(jié)果根據(jù)使用場合不同,可選用無內(nèi)圈的軸承或滾針和保持架組件,此時與軸承相配的軸頸表面和外殼孔表面直接作為軸承的內(nèi)、外滾動表面,為保證載荷能力和運轉(zhuǎn)性能與有套圈軸承相同軸或外殼孔滾道表面的硬度,加工精度和表面質(zhì)量應(yīng)與軸承套圈的滾道相仿,此種軸承僅能承受徑向載荷,可承受單向軸向負(fù)荷。
滾針軸承占用空間小,有利于機械的緊湊設(shè)計。大多僅采用滾針和保持架組件,而把軸及外殼的安裝面作為滾道面使用。主要適用的保持架:鋼板沖壓保持、合成樹脂成形保持架。主要用途:汽車、耕耘機、機床等的變速裝置。
滾針軸承故障形式
?。?)軸承轉(zhuǎn)動困難、發(fā)熱;
?。?)軸承運轉(zhuǎn)有異聲;
?。?)軸承產(chǎn)生振動;
?。?)內(nèi)座圈剝落、開裂;
?。?)外座圈剝落、開裂;
?。?)軸承滾道和滾動體產(chǎn)生壓痕。
故障原因分析
?。?)裝配前檢查不仔細(xì)
軸承在裝配前要先清洗并認(rèn)真檢查軸承的內(nèi)外座圈、滾動體和保持架,是否有生銹、毛刺、碰傷和裂紋;檢查軸承間隙是否合適,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、圓度和圓柱度及其表面是否有毛刺或凹凸不平等。對于對開式軸承座,要求軸承蓋和軸承底座接合面處與外座圈的外圓面之間,應(yīng)留出0.1mm~0.25mm間隙,以防止外座兩側(cè)“瓦口”處出現(xiàn)“夾幫”現(xiàn)象導(dǎo)致的間隙減小,磨損加快,使軸承過早損壞。
?。?)裝配不當(dāng)
裝配不當(dāng)會導(dǎo)致軸承出現(xiàn)上述的各種故障形式,以及以下的幾種情況:
①配合不當(dāng)
軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制,軸承外圓與軸承座孔的配合采用基軸制。一般在正常負(fù)荷情況下工作的離心泵、離心機、減速機、電動機和離心式壓縮機的軸與軸承內(nèi)座圈,采用J5,js5,js6,k5,k6,m6配合,軸承座孔與軸承外座圈采用j6,j7配合。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,少部分軸承則相反),通常采用過盈配合,能在負(fù)荷作用下避免座圈在軸徑和軸承座孔的配合表面上發(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精確或配合面粗糙度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,造成過大的過盈配合,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減少,使軸承轉(zhuǎn)動困難、發(fā)熱,磨損加劇或卡死,嚴(yán)重時會造成軸承內(nèi)外座圈在按裝時開裂。不旋轉(zhuǎn)座圈常采用間隙或過盈不大的配合,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,座圈滾道磨損均勻。同時也可以消除軸因熱伸長而使軸承中滾動體發(fā)生軸向卡住的現(xiàn)象。但過大的間隙配合,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)重磨損,而出現(xiàn)摩擦使軸承發(fā)熱、振動。
②裝配方法不當(dāng)
軸承和軸徑或軸承座孔的過盈較小時,多采用壓入法裝配。最簡單的方法是利用銅棒和手錘,按一定的順序?qū)ΨQ地敲打軸承帶過盈配合的座圈,使軸承順利壓入。另外,也可用軟金屬制的套管借手錘打入或壓力機壓入。若操作不當(dāng),則會使座圈變形開裂,或者手錘打在非過盈配合的座圈上,則會使?jié)L道和滾動體產(chǎn)生壓痕或軸承間接被破壞。
③裝配時溫度控制不當(dāng)
滾針軸承在裝配時,若其與軸徑的過盈較大,一般采用熱裝法裝配。即將軸承放入盛有機油的油桶中,機油桶外部用熱水或火焰加熱,工藝要求加熱的油溫控制在80℃~90℃,一般不會超過100℃,最多不會超過120℃。軸承加熱后迅速取出套裝在軸頸上。若溫度控制不當(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,運行中軸承就易磨損、剝落、甚至開裂。
④裝配時間隙調(diào)整不當(dāng)
滾針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轉(zhuǎn)和潤滑以及補償熱伸長。
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。
對于間隙不可調(diào)整的滾針軸承,因其徑向間隙在制造時就已按標(biāo)準(zhǔn)確定好了,不能進(jìn)行調(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轉(zhuǎn)中造成必要的工作徑向間隙,以保證軸承靈活轉(zhuǎn)動。此類軸承在工作時,由于軸在溫度升高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減少,甚至使?jié)L動體在內(nèi)外座圈間卡住。
若將雙支承滾針軸承中的一個軸承(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,可避免上述現(xiàn)象。由上述可知,不論間隙可調(diào)整或間隙不可調(diào)的滾針軸承,它們在裝配時都要調(diào)整好軸向間隙(但有些間隙不可調(diào)的軸承不必留軸向間隙),以補償軸在溫度升高時的熱伸長,從而保證滾動體的正常運轉(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)致運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生異聲,甚至?xí)斐蓢?yán)重振動或使保持架破壞。
⑤聯(lián)軸器找正不當(dāng)
大多數(shù)運轉(zhuǎn)設(shè)備的輸入軸是通過聯(lián)軸器與動力軸相連接,因此裝配時必須進(jìn)行聯(lián)軸器的找正,使主動軸與從動軸在同一軸線上。
?。?)潤滑不良
滾針軸承使用的潤滑油(或潤滑脂)都有一定的工作溫度,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)地不良或運行中加油(脂)不及時,也會造成軸承溫度升高或產(chǎn)生異聲。
(4)轉(zhuǎn)子不平衡
一般來說,運轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)子在裝配前都要進(jìn)行動、靜平衡,所以,軸承是不會出現(xiàn)問題的。但有些轉(zhuǎn)子在運行過程中由于受到介質(zhì)的腐蝕或固體雜質(zhì)的磨損,或者是軸出現(xiàn)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)重磨損,直至破壞。
?。?)檢查更換不及時
軸承運行過程中,按規(guī)定定期進(jìn)行檢查,若出現(xiàn)發(fā)熱、異聲、振動等情況,要及時停車查找原因,消除故障,軸承如發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的疲勞剝落、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)及時更換。若檢查、更換不及時,則會造成軸承甚至轉(zhuǎn)子的嚴(yán)重破壞,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。
消除故障的方法:
?。?)更換軸承時,要對新軸承進(jìn)行認(rèn)真檢查,同時對軸徑及軸承座孔和轉(zhuǎn)子進(jìn)行細(xì)致的檢查;
(2)裝配和拆卸軸承時,嚴(yán)格執(zhí)行檢修工藝,認(rèn)真操作,避免裝拆不當(dāng)導(dǎo)致的軸承損壞;
?。?)按時加油換油,保證軸承工作狀況始終處于良好狀況;
(4)運行中認(rèn)真檢查,發(fā)現(xiàn)故障隱患,及時消除。
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