滑动轴承常见故障的原因和防治措施-油液在线监

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一、巴氏合金松脱

 

巴氏合金松脱的原因多半是浇注前基体金属清洗不够，材料镀锡，浇注温度不够。当巴氏合金与基体金属松脱时，轴承就加速疲劳，润滑油窜入分离面，此时轴承将很快损坏。解决方法只有重新浇注巴氏合金。

 

二、轴承异常磨损、刮伤、拉毛

 

轴颈在加速启动跑合过程中轻微的磨合磨损和配研磨损是属于正常磨损，但是当轴承存在下列故障时将出现不正常的或严重的磨损、刮伤和拉毛。

 

1、轴承装配缺陷

 

轴承间隙不恰当，轴瓦错位，轴颈在轴瓦中接触不良，轴瓦存在单边接触或局部压力点，轴颈在运行中不能形成良好的油膜，这些因素均可引起转子的振动和轴瓦磨损。当查明故障原因后，必须更换轴承或者仔细修刮并重新装配轴承，使之符合技术要求。

 

2、轴承加工误差

 

圆柱轴承不圆，多油楔轴承油楔大小和形状不适当，轴承间隙太大或太小，止推轴承推力盘端面偏摆量超过允许值，瓦块厚薄不匀使各个瓦块上的负荷分配不均，这些因素可引起轴瓦表面巴氏合金磨损。较好的处理方法是采用工艺轴检查，修理轴瓦不规则形状。

 

3、转子发生大振动

 

转子由于不平衡、不对中、油膜振荡、流体激振等故障产生的高振幅，将使轴瓦摩擦、烧损、刮伤、拉毛。为此必须首先要消除引起大振动的因素，更换已磨损的轴承。

 

4、止推轴承设计误差

 

止推轴承设计的承载面积过小、压缩机超压、轮盖密封、段间密封或级间密封损坏，产生过大轴向力，将使瓦块磨损或烧熔。

 

5、供油系统问题

 

润滑油供量不足或中断，将引起轴颈与轴承摩擦、烧熔甚至抱轴等事故；油箱空气滤清器或供油系统滤网破损，轴承供油不清洁，造成油孔堵塞、轴承磨损；油冷却器效果变坏、进油温度高、油的黏度下降、轴承变形、引起转子振动、擦伤轴承；供油压力过低，不能建立正常油膜；润滑油带水，破坏油膜，腐蚀轴颈和轴承。这些问题引起轴承损坏。对此必须修理或加大油冷却器，更换过滤器，更换润滑油。

 

三、轴承疲劳

 

1、引起轴承疲劳的原因

 

轴承疲劳主要由下列情况引起。

 

1）轴承过载，使轴承区的油膜破裂，局部地区产生应力集中或局部接触形成的裂纹，裂纹扩展后即产生疲劳破坏。

 

2）轴瓦松动，轴承间隙过大、过小以及机器振动，在轴承上产生交变载荷。尤其是交变载荷脉动幅度大，在轴承表面上的切应力很容易使轴瓦产生疲劳裂纹。裂纹发生的部位一般在压力梯度很陡的压力峰值处，径向轴承的裂纹起源于主要承载区附近，止推轴承的裂纹损坏区域位于瓦块油流出口边缘附近，裂纹逐渐向巴氏合金与基体金属的结合面上扩展，多条裂纹的汇合，造成瓦块表面大面积开裂与松脱。

 

3）轴承工作时的摩擦和咬粘，在轴瓦表面某些区域产生高温，局部高温在材料形成热应力和热裂纹，热裂纹扩展产生疲劳剥落。

 

4）巴氏合金愈厚，对于疲劳愈敏感，容易发生疲劳破坏，所以减小巴氏合金厚度是有好处的。

 

5）巴氏合金的强度随着温度的升高而下降，因此轴承在高温下工作，很容易产生疲劳裂纹，疲劳裂纹的扩展加速轴承的疲劳破坏。

 

2、防止轴承疲劳的措施

 

防止轴承疲劳破坏的措施如下

 

1）轴承比压应在合适的范围内。

 

2）轴承间隙应控制在设计范围内。

 

3）采用较薄的巴氏合金（厚度在1~1.5mm左右）和抗疲劳性能好的瓦块。对于止推轴承瓦块，表面的巴氏合金厚度必须小于压缩机动、静部分的最小轴向间隙，其原因是：一旦巴氏合金熔化，止推盘尚有瓦块的钢质部分支承着，短时间内不致引起压缩机动、静部分碰摩，酿成更大事故。

 

4）控制轴瓦温度。

 

四、轴承腐蚀

 

腐蚀损坏主要是由润滑剂的化学作用引起的。如果润滑剂选用不当，在工作条件下生成氧化膜和反应物，使润滑剂很快老化，丧失润滑的性能。滑动性良好的轴承合金中主要成分铅是特别容易受到腐蚀的，添加锡和锑的成分可以大大提高耐腐蚀性能。但是如果轴承在工作时发生气蚀、高温的情况，仍然会发生表面层腐蚀。腐蚀损坏和磨损损坏有某些相似，但是从轴瓦表面上看，可发现腐蚀往往有局部或全部腐蚀而变色的氧化层，在金相显微镜下观察，可看到化学腐蚀凹坑内有腐蚀沉积物，腐蚀层并不像磨损那样发生在油膜承载区域，它在任意部位上均可能出现。

 

五、轴承气蚀

 

气蚀是在轴承内油液压力低的区域（压力低于油液的饱和蒸汽压）生成一个个微小的气泡，这些气泡带到高压区时被挤破，挤破瞬间形成的压力冲击波冲击轴承表面，使表面金属很快产生疲劳裂纹或金属层剥落。轴承工作时如果轴颈涡动幅度增大，涡动速度又高，则间隙中的油液存在很大的压力差，容易产生气蚀；高速轴承在油孔、油槽以及轴承剖分面的接合处，油流发生强烈的涡流或断流，容易发生气蚀；润滑油黏度下降或油中混入空气或水分能，也容易发生气蚀。减缓气蚀的方法有：减小油的扰动，增加油的黏度，加大供油压力等措施。

 

六、轴承壳体配合松动

 

轴承壳体配合松动主要是轴承盖与轴承座之间压得不紧，轴承套和轴承盖之间存在间隙，转子工作时轴瓦松动，影响轴承油膜的稳定性。这种由于间隙作用引起的振动具有非线性特点，振动频率中既可能存在1/i倍转速频率的次谐波成分，又可能出现i倍转速频率的超谐波成分（i为正整数）。为了消除轴承松动现象，轴承装配时应使轴承套与轴承盖之间保持0~30um的过盈配合量。

 

七、轴承间隙不适当

 

轴承间隙太小，由于油流在间隙内剪切摩擦损失过大，引起轴承发热；间隙太小，油量减少，来不及带走摩擦产生的热量。但是间隙太大，即使是一种很小的激励力（如不平衡力），也会引起很明显的轴承振动，并且在过临界转速时振动很大。对于高速轻载转子，过大的轴承间隙会改变轴承的动力特性，引起转子运转不稳定。轴承间隙大，类似于一种松动问题，在轴振动的频谱上会出现很多转速频率的谐波成分。

 

轴承间隙应该控制在设计值或推荐值的范围内。轴承间隙的测量，对于安装要求较高的五块可倾瓦径向轴承，最好采用专用测量棒。如图3-35所示；将五块瓦分别涂上红丹油，并将剖分式的轴承上下两部分扣合压紧，然后将测量棒旋转入内，检查测量棒与瓦块的接触情况及松紧程度，如每一瓦块都接触良好，则需更换瓦块。高转速的五瓦块轴承一般不允许对瓦块进行修刮。有时为了减小转子的振动，将轴承间隙控制在允许值下限。但是轴承间隙过小，瓦块温度升高。这种瓦块上最好有埋入式的测温计，用以监测轴瓦温度，轴瓦温度不能超过120℃，否则将使巴氏合金熔化。

 

八、轴承温度过高

 

在大型旋转机械中，轴承温度或轴承回油温度被作为一个经常性监测项目，轴承温度过高的主要原因是：

 

1）轴承间隙太小；

 

2）轴承载荷过高；

 

3）油冷却器故障，进油温度升高；

 

4）轴承形状或轴承装配不符合要求。

 

机器运行中如发现轴承温度过高，必须密切监视，查明原因，及时处理。