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          電機軸承敲擊安裝后的典型損傷

          發表時間:2023-09-12      點擊次數:241

               據統計,電機軸承的失效中有百分之十六與不當的安裝有關。在一般的電機軸承安裝過程中,我們強調一系列操作環境,操作流程,操作方法,但事實上仍然有很多一線生產人員對軸承采取了不當的安裝方法。


               對于電機中常用的軸承——深溝球軸承而言,這些不當的操作中最典型的就是對軸承的“敲擊"。敲擊總體上有兩種模式:



               安裝負荷,或者是安裝的敲擊,在一定限度內只要不通過軸承的滾動體,那么對軸承的損傷是可控的??刂坪们脫袅?,對軸承不會造成嚴重損傷。


               但是對于安裝力通過滾動體的敲擊安裝,會對軸承造成傷害,換句話說,是軸承損壞潛在的重要原因。嚴重的,在軸承滾道表面留下塑性變形,軸承一運轉就有噪聲。萬幸的是,這樣的問題很容易發現。那么,另一種軸承內部滾道部分有了輕微的變形,但是變形不至于導致軸承在運轉時出現宏觀上的征兆。隨著軸承的進一步持續運轉,軸承滾道在初次損傷部位開始出現疲勞失效,從而可以聽到軸承的噪聲。


               此時電機已經在該工況下運行了一段時間,如果維護人員注意到了這個噪聲及時更換維修,后果還比較可控;但是如果維護人員忽略了軸承的噪聲信息(尤其在一些環境噪音非常大的工況下),軸承很容易最終失效燒毀甚至造成更大的損失。


               這種情況下,軸承的失效會出現如下圖一樣的痕跡:


               該失效形式看似屬于表面下疲勞(次表面疲勞),但是其失效痕跡有固有的特征,最大的一點就是疲勞點成等間距分布,且間距等于軸承滾動體之間的間距。


               具備了這些特征,就可以比較有把握的判斷為安裝時候的敲擊帶來軸承滾道的失效。因為,滾道表面等滾動體間距的疲勞點說明在等滾子間距的地方出現了初始疲勞的損傷。而如果疲勞是在軸承運轉的時候出現的,由于滾動體在滾道上做圓周運動,沒有辦法停下來呈現等滾子間距的傷害。


               所以,這種傷害只能是在軸承靜止的時候,同時存在有強大外力,產生的初始損傷的進一步發展而導致的。


               電機安裝之后,在不運轉時承受巨大徑向負荷的機會不大,因此很大可能是安裝時候的敲擊損傷。(有別于振動工況下的損傷,這種情況下失效點間距不一定等于滾子間距,他文另述。)


               電機中另一種常用的軸承是圓柱滾子軸承。圓柱滾子軸承在安裝過程中最容易出現的損傷是軸承滾道以及滾動體之間的軸向拉傷。


               下圖是一個典型的圓柱滾子軸承安裝時對滾道造成的拉傷痕跡:


             圖中所示的是一個NU型圓柱滾子軸承內圈。內圈表面有一些沿著軸向的痕跡,這些痕跡的典型特征是:

          -       沿軸承的軸向分布;

          -       失效痕跡呈現軸向拉伸痕跡(如果用顯微鏡觀察,會發現金屬表面刀痕方向改變)

          -       很多情況下呈現一頭大一頭小的三角形態


               這種失效痕跡有時候與滾子間距相等,有時候呈現類似相等的分布。尤其在多次安裝之后,很有可能不呈現的等滾子間距痕跡。



               但是,一條失效痕跡等滾子間距的地方,往往可以找到另外其他的相似痕跡。


               這樣的痕跡形成與安裝過程有關。通常安裝圓柱滾子軸承,會先把軸承內圈熱套到軸上,將外圈裝在軸承端蓋上,然后將帶軸承外圈的端蓋放在軸承內圈上,向軸承內圈方向推。這個“推"的過程往往會造成軸承滾道拉傷,從而形成圖片中類似的痕跡。這樣的痕跡初期就會出現電機軸承的噪音,后期隨著失效的發展,會出現更多的并發癥。


               不論是球軸承的安裝損傷還是圓柱滾子軸承的安裝損傷,在電機運行的時候如果看軸承的頻域振動,都會發現軸承圈的缺陷頻率,拆卸軸承就會發現類似于圖片的失效痕跡。只不過根據失效程度不同,痕跡的嚴重程度有所不同。


               電機工程師如果遇到拆卸下來的軸承具備上述圖片特征,就可以在軸承的安裝環節尋找解決問題的方案。


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