扭矩測量儀軸承磨損故障分析與排除

谷雪花　姜大鵬　盧俊崧

【摘 要】本文基于扭矩測量儀軸承外圈及軸承座磨損故障，梳理了故障原因，通過逐個排查，確定封氣雜質進入軸承外圈及軸承座是磨損發(fā)生的原因。經(jīng)優(yōu)化封氣過濾工藝并試驗驗證，工作參數(shù)正常，故障排除。

【關鍵詞】扭軸;軸承;磨損

中圖分類號： V232.4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）22-0071-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.030

0 引言

軸承磨損是軸承失效的主要形式。國內外研究人員分析了軸承磨損常見故障形式及原因[1，2]。目前還有很多難以確定的變量，對復雜磨損需進行有針對性的分析。

本文基于某軸承外圈及軸承座磨損故障，梳理了故障樹，通過對故障原因的分析，確定封氣雜質進入軸承外圈及軸承座是磨損發(fā)生的原因。經(jīng)優(yōu)化封氣過濾工藝并試驗驗證，成功排除了故障。

1 故障現(xiàn)象

在完成某型渦輪部件試驗后發(fā)現(xiàn)軸承座與軸承外圈表面有明顯的磨損現(xiàn)象：磨損表面有溝痕，表面材料脫落，出現(xiàn)磨損的暗面，配合面上有清晰的凹痕，未見嚴重的塑性變形或者疲勞剝落，如圖1所示。

2 故障排查及解決

根據(jù)軸承磨損情況及使用要求，通過理論分析與工程實踐相結合的方式梳理出可能原因如下所示。

2.1 疲勞失效

查閱該型軸承的使用履歷信息，使用至今，累計運行150小時，遠低于距離其額定使用壽命，且在該型軸承的驗證試驗中，未發(fā)現(xiàn)在較短時間內出現(xiàn)疲勞失效的案例。

2.2 安裝工藝不當

1）軸承配合間隙不當

故障后對對軸承和軸承安裝座尺寸進行檢查，測量周向任意八點、四個直徑，軸承外圈與軸承安裝座設計配合尺寸滿足設計要求。

2）拆裝混進雜質

根據(jù)工藝記錄單，未見混入雜質現(xiàn)象。

3）安裝方向錯誤

根據(jù)工藝記錄單，未見軸承安裝方向錯誤現(xiàn)象。

2.3 潤滑不良

1）潤滑油量不足

根據(jù)試驗過程中滑油運行記錄，滑油系統(tǒng)運行壓力和油箱液位均在合理運行限制參數(shù)內。與軸承相關的軸溫變化正常，無溫升突變等異常現(xiàn)象。

2）濾油器工作不良

軸承磨損前滑油檢測結果顯示，濾前滑油等級合格，濾后滑油等級合格，可排除濾油器工作不良導致滑油等級不合格的可能。

2.4 振動碰磨

判讀在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，試驗過程中振動并未超過限制值，且若因振動導致軸向碰磨，則周向磨損情況分布應較均勻，由此可排除該原因。

優(yōu)化并修復封氣過濾設備與工藝，并（下轉第68頁）（上接第71頁）對軸承磨損位置進行鍍層修復后，軸承在試驗過程中運行良好，且分解后檢查，未見異常，故障得以解決。

2.5 雜質帶入

1）裝配雜質帶入

按照扭軸更換工藝單的要求，拆卸后的每一個零部件均按規(guī)定“用汽油清洗軸承座殼體，并用氣泵吹干凈”。查閱工藝記錄單，未見混入雜質現(xiàn)象。

2）滑油雜質帶入

試驗后對試驗件滑油進行送檢分析，檢驗結果表明顆粒度在允許范圍之內，油濾表面未發(fā)現(xiàn)雜質。

3）封氣雜質帶入

對干燥罐進行分解檢查后發(fā)現(xiàn)，干燥劑已失效，干燥罐出口濾處有大量雜質。

由圖1磨損情況可知，磨損位置集中在封氣流路入口位置。經(jīng)現(xiàn)場排故及分析，可認定造成軸承磨損原因為：干燥罐內干燥劑失效，導致設備封氣內夾雜雜質;夾雜在封氣中的雜質進入軸承外圈與軸承座間的游隙內，經(jīng)高速運轉、磨損形成。

3 結論

1）封氣雜質是引起本次軸承磨損的主要原因。軸承使用過程中應盡量減少軸承的分解與再裝配頻次，防止雜質帶入;對于需外部封氣的軸承，應保證封氣干燥、潔凈，輔助供氣設備應定期進行詳細保養(yǎng)與檢查。

2）軸承配合尺寸需定期檢查并記錄，保證其符合設計要求，防止軸承與軸承座間因相對運動產(chǎn)生磨損。

【參考文獻】

[1]肖順根，宋萌萌.基于小波包能量神經(jīng)網(wǎng)絡的滾動軸承故障診斷方法[J].機械強度，2014，03：340-346.

[2]Carat Gaiersiji N B.friction，wear and lubrication of Wu Y W.Handbook[M].Beijing：Mechanical Industry Press，1986：134-153.