冶金機械軸承和齒輪失效分析

何 芳

（上海金藝檢測技術有限公司，上海 201901）

1 針對冶金機械軸承失效問題的分析

（1）容易發生軸承失效的冶金機械設備。包括螺旋輸送機設備、球磨機設備，常用的傾角和正常皮帶輸送機、斗式提升機等通用設備，都很可能出現軸承失效的問題。

（2）冶金機械設備軸承發生失效的原因和失效后的表現。①軸承出現松動。冶金機械設備里面，軸承發生失效之后的常見表現便是軸承松動。諸如軸和軸承內徑之間出現打滑、軸承座和軸承外徑發生打滑松動等問題都可以歸結為軸承松動問題的表現形式，引發這個問題一大誘因在于制造設備的時候，軸承和配合件之間過大或者過小的間隙，機械加工過程中發生表面粗糙程度和實際要求不符的問題等。②裂紋位置存在缺陷。軸承內外圈出現裂紋屬于一個重要的表現，造成這個缺陷的重要原因在于：大多數冶金機械常常會持續處在超負荷狀態運轉，主機一般也會承載很大的沖擊負荷，造成軸承和軸之間配合量增強，實際安裝期間的精度難以得到保障，不按照標準里面的具體要求實施安裝。③內外圈金屬滾道內固體發生脫落。發生脫落之后會呈現出較為明顯的凹凸狀，造成軸承發生這種失效的一大重要原因在于，軸承的內外圈滾道面和滾動體上，承受了具有周期性特點的脈動荷載，造成一些具有周期性變化特點的接觸應力。很多冶金設備運轉期間都處在超負荷的狀態之下，所以，如果軸承里面承受的負荷超出了極限標準，導致荷載增加。安裝軸承時候，如果同心度并沒有達到規定的標準，容易在負荷之下造成軸承彎曲，還可能引發滾道剝離的問題。冶金機械設備工作期間的環境大都比較差，比如粉塵顆粒較大等都屬于常見環境問題，這些情況常常會造成軸承密封遭到破壞，軸承里面進入顆粒物質造成內外圈的表面發生脫落等。④軸承發熱造成變形。主要表現在與軸承因為發熱而變色，造成形變，導致無法旋轉。造成這種失效問題一個重要原因在于，大部分冶金機械常在惡劣的工作條件下運轉，導致潤滑發生失效，或者潤滑油的質量與實際要求不符等問題，引發潤滑油變質問題出現。⑤保持架發生斷裂或者變形。這個問題的表現在于，鉚釘發生斷裂或者松動，保持架發生明顯變形，滾動體出現破碎等問題，這些問題發生的原因主要包括了負荷超出承載范圍，潤滑效果達不到需求，機械發生過大的振動，軸承的安裝處字啊一個傾斜的狀態之下，軸承內部進入這樣或者那樣的異物等問題。⑥生銹腐蝕問題。軸承發生全部或者局部生銹問題，軸承具有的密封效果不好，潤滑效果達不到要求等問題。冶金機械設備里面出現了很多造成軸承失效的實例，很大一部分原因都是因為設備所處的惡劣工作環境，工作條件達不到要求影響到軸承自身的密封效果，軸承得不到有效的潤滑等問題。

（3）避免軸承失效的具體方法。現代冶金機械里面，使用滾動軸承的設備很多，軸承使用的正確與否直接影響到其自身的疲勞壽命，最終決定設備使用周期的具體年限。設計冶金機械的時候，一定要落實好設計方面的要求，依照圖紙實施制造，不可以擅自把制造標準降低，需要特別重視機械加工期間的精度，保證熱處理達到實際要求，由專業人員針對設備實施安裝。安裝冶金機械的時候，一定要保證和安裝標準要求相符，不能因為冶金機械里面有很多大型設備，便把安裝的標準降低。冶金企業以帝國要針對冶金設備實施嚴格的管理，針對潤滑制度做出嚴格的點檢，日常做好冶金機械設備的維護和保養工作。

2 針對冶金機械齒輪失效的分析

（1）容易發生齒輪失效的冶金機械設備。包括旋轉窯、球磨機以及一些減速功能的裝置都容易發生齒輪失效問題。

（2）關于冶金機械齒輪失效的具體表現和原因。①正常磨損造成的失效。這種磨損類型發生的原因在于，齒輪面上的金屬表面之間會以一定的速率，一點點的發生摩擦耗損。設計人員針對這個磨損問題，會在計算齒輪期間依照設備使用壽命計算。齒輪發生的正常磨損并不會對設備的正常使用帶來不利影響，然而其磨損量卻絕不允許超出維修規定的標準范圍，針對設備上的齒輪，需要定期做出更換或者修理。②破壞性磨損造成的失效。這種失效屬于齒輪面的硬性損傷。齒廓的形狀出現嚴重的變形，影響到齒輪間傳動過程的平穩性，這邊降低了使用期間的周期壽命。③干涉磨損造成的失效。安裝設備期間，如果出現齒輪選擇安裝位置不當問題，或者齒輪之間間隙過小等問題，常常造成齒輪運轉期間難以正常的嚙合，輪齒出現不合理接觸的時候，很大一部分應力都會集中在小齒輪的位置，設備長時間運行期間，可能造成齒輪里面輪齒破壞問題越發嚴重，甚至影響整個主動輪的輪齒的完整性。另外，相配齒輪的齒頂極有可能出現嚴重變形現象，引發齒輪嚙合遭到破壞的問題發生。發生干涉磨損問題的主要原因包括，冶金設備里面更多都是回轉窯或者球磨機等類型的大型設備，設計制作期間的精度相對較低，安裝過程中常常因為工作現場的局限性受到影響，造成齒輪之間的間隙達不到要求，所以引發冶金機械齒輪發生干涉磨損。

3 針對機械齒輪失效問題的相關探討

（1）設計方面的探討。設計冶金機械器件，需要針對冶金機械具有的特點做出充分的考慮，如果冶金機械工作期間的荷載過大，工作處在酸堿腐蝕狀態等。設計期間，安全系數和荷載參數盡可能加大一些，設計齒輪的時候還要針對失效的原因做出充分的考慮，保證所選材質的正確性與合理性。

（2）關于制造方面的探討。制造齒輪期間要針對齒輪設計要求提供保障，避免出現加工精度降低的問題，熱處理環境一定要嚴格依照標準來實施。

（3）關于安裝方面的探討。安裝齒輪期間，一定要保證安裝環節的精度，還要保證齒輪嚙合的間隙具有合理性。

（4）關于設備維護方面的探討。針對冶金機械設備的維護力度需要強化，保證齒輪潤滑嚴格的依照相關規程進行。充分考慮冶金設備正常運行期間能夠帶給企業的經濟效益，保證設備運行期間的良好性，針對設備失效的問題已經要選出有效的解決方法，還要解決軸承齒輪和軸承失效等問題。實際維護運行期間，日常維護期間，針對這兩種失效問題一定編制出有效的解決方法，避免設備運行的正常行受到影響。

4 結語

本文簡要分析了冶金機械設備運行期間，常常發生的齒輪和軸承失效兩種故障類型，分別總結和齒輪失效和軸承失效的常見原因，針對這兩種失效問題，提出了從人為設計和安裝方面的應對方法，提出日常運維期間需要編制出應對這兩種問題的有效策略，旨在由此可以強化冶金機械設備運行期間的穩定性，為閱讀本文的業內同仁提供一些經驗層面的參考，進而推動我國冶金事業安全性和平穩性的提高。