电机滚动轴承故障判断及分析.doc

滚动轴承故障判断及分析 王智堂 青海黄河水电再生铝业有限公司 摘要：分析了机械设备所使用的滚动轴承发生故障及影响使用寿命的因素，从而提出不同故障现象所反映的轴承故障机率，并根据分析结果提出具体的解决办法。 关键词：滚动轴承；故障诊断；措施 中图分类号：TH133.3 文献标识码：B 文章编号：1006-8155（2008）04-0079-04 Judgment and Analysis on Faults Occurred in Rolling Bearing Abstract: This paper analyzes the faults occurred in rolling bearings used in machinery equipment and its influences on service life. Then the fault rate of rolling bearing reflecting from different fault phenomenon is pointed out and the concrete solutions according to the analysis result are also given. Key words: rolling bearing; fault judgment; solution 1 概述 在铝电解或许多其他工矿企业中，滚动轴承都广泛使用于风机或水泵中，如图1所示，它们都离不开轴承箱，而且大都采用滚动轴承。一般来说，滚动轴承都是机器中最精密的部件。但是由于各种外界因素的影响，导致只有10％～20％的轴承能达到它们的设计寿命。许多轴承在制造及使用当中，存在轴间隙超标或被损坏现象，导致设备不能平稳运行。本文从不同角度分析了轴承损坏的原因，以及轴承出现不同故障时的判断方法和处理措施。 2 影响滚动轴承使用寿命的因素 2.1 轴承过早损坏的原因 滚动轴承过早发生故障的主要因素之一是过大的动载荷——包括振动。下面列出了理论计算滚珠轴承寿命所用的设计公式，该公式表明了为什么作用在轴承上的动载减少了轴承的寿命：L10 LIFE = [16.666/（r/min）]（RATING B / LOAD E）3 ( h) 式中L10 LIFE为在疲劳故障开始之前，一组轴承的90%应达到的或者超过的寿命小时数；RATINGB 为额定动载时给定轴承的基本动载,kg；LOADE为轴承承受的当量径向载荷，包括径向和轴向载荷,kg。 公式表明，转速愈高，预期的寿命愈短。重要的是，理论的轴承寿命随轴承承受的负载的3次方变化。因此，如果设计者只考虑轴承的静载，如皮带拉伸等其他部件静载，则轴承的理论计算寿命会大打折扣。 2.2 缩短滚动轴承寿命的因素 有一质量为908kg的转子，转速为6000r/min，在直径为914.4mm（半径为457.2mm） 处的转子上存在一个28.35g的不平衡质量。仅由此不平衡质量产生的离心力可以计算如下： Fc=WRW2/GC=（WR/386）（2πn/60）2 Fc＝0.000001775Un2＝0Rn2 式中Fc为离心力，N；U为旋转件的不平衡质量，g；W为旋转件的质量，kg；R为转子的偏心距，mm；n为转速，r/min。 现在把在457.2mm半径处加28.35g的不平衡量产生12961.62g·mm力矩（转速为6000r/min）2，当Fc＝1150 522.1kg时，即，在转速为6000r/min，在914.4mm叶轮直径处28.35g不平衡将引入522.1kg的离心力。因此，如果设计者只考虑轴承支撑908kg静载，事实上轴承要承受1430.1kg载荷，则轴承的设计寿命计算要打如下折扣： 修整的寿命L10＝（初始寿命）（2000/3150）3 修整的寿命L10＝0.25×计算的初始寿命（只有设计寿命的25％）。 由此可见，轴承承受不平衡力导致离心力增大超过轴承设计承受载荷是缩短轴承寿命的主要因素。 3 引起轴承故障的因素及对轴承的影响 （1）过负荷 ——引起过早疲劳（包括过紧配合，布氏硬度凹痕和预负荷）； ——减少负荷或重新设计。 （2）过热 ——征兆是滚道、滚珠和保持架变色，从金色变为蓝色； ——温度超过204℃使滚道体材料退火； ——硬度降低导致轴承承重降低和早期失效； ——严重情况下引起变形，另外温升高降低和破坏润滑性能。 （3）布氏硬度凹痕 ——当负荷超过滚道的弹性极限时产生； ——滚道上的凹痕增加振动（噪声）； ——任何静态过负荷和严重冲击产生布氏凹痕。 （4）伪布氏凹痕 ——在每个滚珠位置产生的椭圆形磨损凹痕，光滑，有明显边界，周围有磨削； ——表明严重的外部振动。 （5）