XK-400煉膠機輥筒軸承故障分析與修理

李 波

（中昊晨光化工研究院有限公司，四川 自貢 266042）

XK-400煉膠機輥筒軸承故障分析與修理

Fault analysis and repair of roll bearing for XK-400 open mill

李 波

（中昊晨光化工研究院有限公司，四川 自貢 266042）

通過分析氟橡膠生產過程后處理階段XK-400煉膠機的輥筒尼龍軸承故障原因，優化了部件配合尺寸，并詳細介紹了其修理過程和需注意的細節點，通過改進，能夠滿足各種混煉膠批次的高負荷運行，提高了產品質量，延長了煉膠機的檢修間隔時間。

煉膠機；軸承；故障分析；修理

1 概述

本煉膠機為開放式雙滾筒煉膠機，2003年出廠，機型為XK-400型，尼龍滑動軸承、手動油杯潤滑，主要用于氟橡膠后處理煉制成片或混煉，是煉膠工序關鍵設備，故障檢修會導致生產耽延，且影響現場正常生產，主要規格見表1。

表1 XK-400煉膠機技術參數

2 故障現象

該開煉機在運行及拆檢中發現：

（1）后處理XK-400煉膠機在大修使用不到1年的時間，軸套（尼龍1010）失效，軸頸密封破壞，出現漏油，在煉膠過程中很容易污染產品，增加后續人工清理的工作量。而檢修煉膠機工期較長，停機檢修將大大影響生產進度。

（2）齒輪響聲較大，前輥軸承溫度左90 ℃，右98 ℃，后輥左91 ℃，右83 ℃。高于要求使用溫度≤80 ℃。

（3）拆軸承發現，密封圈已損壞 ，尼龍軸套脹裂或抱死，軸承座（前右、后左、后右）有裂紋。斷面分層變質，騎縫螺絲跑絲或掉落，輥筒軸頸有點蝕現象，潤滑油碳化積塊，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

圖1 軸套脆裂及騎縫螺絲跑絲

3 原因分析

輥筒軸承的故障主要是由于煉膠機潤滑不正常而引發的，由于缺油使軸承處在干摩擦狀態，加上尼龍軸套所取配合間隙偏小，導致軸套與軸頸抱死或脆裂，騎縫螺釘滑移或脫落，隨軸承座一起運動，致使軸套一端變形，破壞密封，產生漏油現象。軸承摩擦副工作表面在干磨狀態下，由于潤滑不暢，當相對滑動時，在剪切力作用下使軸承減摩材料變性或脫落，增大摩擦副阻力，溫度上升，尼龍軸套膨脹，局部發生咬合貼死，軸承跑外圈，因為尼龍軸套與軸承座為過盈配合，且無潤滑脂潤滑，溫度急劇上升，致使潤滑脂碳化，尼龍軸套變質、損壞失效，產生軸向偏移跳動，軸承座產生裂紋，齒輪產生異常聲響。

圖2 潤滑油碳化積塊嚴重

圖3 強制破壞與軸頸抱死的軸套

圖4 軸套碳化分層現象

4 軸承的拆修

4.1 軸承的拆卸

按大修規程拆卸，注意將軸承及輥筒做好對應標記，并測量軸承內孔的直徑、圓度、圓柱度、檢查軸承內孔表面的接觸情況和磨損情況（特別是受力區）。發現軸承均已損壞無法測繪，軸頸與軸承座實測數據如表2。

表2 滾筒軸頸與軸承座實測尺寸

4.2 軸承座的修理

軸承拆卸后發現軸承已擦傷和黏著損壞，且軸承座上有裂紋，按常規軸承座已不能再用，必需更換。經與生產開煉機廠家聯系，該廠已改產強制滑動軸承機型，無法購進新的軸承座，只能采用加固的修理方法。軸承座已有裂紋，材料為鑄鐵。焊接修補裂紋強度不夠，只能在軸承座上端面加抱箍，配內六角頂絲（如圖5）。

圖5 軸承座抱箍加強示意圖

4.3 尼龍軸套加工與檢驗

4.3.1 軸承檢修質量技術要求

根據橡膠塑料開煉機技術要求（HG 5—1537—83，ZBG 95008—88），開煉機滑動軸承的修理質量技術要求如下：

（1）尼龍軸套內孔表面粗糙度Ra≤1.6 μm；

（2）輥筒軸套內孔與軸頸的配合間值見表3，磨損間隙極限值見表4；

（3）軸頸與軸襯的接觸應均勻，用涂色法檢查時，圓周接觸角不小于120°，軸向接觸面＞70%。

4.3.2 尼龍軸套加工要求及實測數據

4個尼龍軸套均已破壞，需重新加工，加工流程如圖6，加工參數按表5。

表3 開煉機輥筒軸頸與滑動軸承內孔間隙值

表4 輥筒軸頸與滑動軸承內孔（尼龍軸襯）磨損間隙極限值

圖6 尼龍1010軸套加工流程圖

表5 尼龍軸承加工要求

5 檢修后試車

試車前，首先清理現場，檢查設備各結合處是否牢固；檢查安全制動裝置是否靈活、準確、可靠；檢查設備的各潤滑部位是否良好，檢查水的控制閥和管路是否暢通無泄漏；單獨啟動電機，檢查旋轉方向是否正確；檢查儀表、電氣開關，是否靈敏準確； 檢查各傳動部位，在無障礙物的情況下，進行正、反盤車，使各輥筒各轉動一周以上，確認靈活，方可進行空運轉試車。

5.1 空運轉試車

空運轉試車連續運轉時間為8 h。空運轉時要求運行平穩，無異常聲音，無異常振動，電流正常。前后輥筒轉動正常，沒有異常的軸向竄動及徑向跳動現象，機身水平振動值不超過10 mm/s，垂直不超過7.1 mm/s。油杯供油正常，機器輥筒軸承溫度沒有驟升現象，軸筒軸承最大溫升約20 ℃。試驗制動機構2至3次，工作可靠，制動后前輥筒繼續回轉不超過1 /4周長為正常。

5.2 負荷運轉試車

負荷運轉試驗在空運轉試驗合格后進行。連續負荷運轉試驗時間為24 h（3個班次）。負荷試車按照輥距由大到小，先半負荷后滿負荷，膠料由軟到硬的順序進行。在負荷運轉時無異常振動、聲響和其他異?，F象，各轉動部位溫度正常沒有驟升現象，其軸承溫度不高于80 ℃。負荷運轉試驗后檢查軸承無明顯磨損及偏磨現象，確定修理合格，可交付使用。

6 小結

對于低轉速高負荷的滑動軸承，潤滑冷卻效果決定了其使用壽命的長短，根據實際磨損情況確定軸套的配合公差，改善了這一狀況。通過改進，延長了其連續運行時間，改善了產品質量，節約了備件材料，獲得的直接經濟效益約3.83萬元/年，本改善經驗可以應用于高負荷滑動軸承配合公差的選用上。

［1］ GB50231-2009.機械設備安裝工程施工及驗收通用.北京：中國計劃出版社，2009.

［2］ 楊順根，白仲元. 橡膠工業手冊（第九分冊）［M］. 北京：化學工業出版社，1993.

［3］ 楊順根. 橡膠機械安裝維護保養和檢修［M］. 北京： 化學工業出版社，1999.

［4］ 王修斌，程良駿. 機械修理大全（第1卷）［M］. 沈陽： 遼寧科學技術出版社，1993.

［5］ 王修斌，程良駿. 機械修理大全（第4卷）［M］. 沈陽： 遼寧科學技術出版社，1993.

［6］ 黃祥成，胡農，李德富. 機修鉗工技師手冊［M］. 北京：機械工業出版社，1997.

［7］ 馬棲林. 常用化工設備故障分析及處理［M］. 北京： 機械工業出版社，2007.

（XS-05）

TQ330.43

1009-797X（2015）13-0056-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.13.017

李波（1986-），助理工程師，畢業于西南科技大學，主要從事設備管理相關工作；研究方向化工設備流體機械狀態監測與故障診斷。

2015-04-24