洗涤动辊轴承保持架损坏初步原因分析

洗涤动辊轴承保持架损坏初步原因分析

岑永明

阿兰斯洗涤设备（广州）有限公司  广东广州  510000

摘要：本文通过对某公司纸机洗涤动辊轴轴承保持架的失效现象进行了分析，并对其失效的原因进行了初步的分析，主要是由于轴承的润滑不足、安装方式不当、轴承中含有杂质、轴承受能力太大等因素造成的。未来我们会持续追踪监控清洗动滚轮轴承的运行状况，防止清洗动滚轮轴承再一次受到损伤，及早采取对策。

关键词：洗涤动辊；保持架损坏；初步分析

在现代洗涤机上，轴承是必不可少的基本部件。它的主要作用是支承纸机的旋转，减小工作时的摩擦，确保其旋转的精度。可以认为，它的作用是将轧辊本体的转轴固定起来，使得它只能够完成旋转，并限制了它的轴向、径向运动。造纸机的转轴如果没有轴承是不能正常工作的，因此确保造纸机中的轴承部件的正确运行是非常重要的。在滚动轴承中，保持架具有等距离隔绝滚动体、防止滚动体脱落、导引和驱动滚动体旋转的功能。滚动轴承在运行过程中，尤其是高速运行时，因其产生的摩擦力，会使轴承产生热量和磨损；它会加快摩擦、发热，严重者还会引起保持架的灼伤、断裂，从而影响轴承的正常工作。在轴承故障中，保持架的损伤占很大比重。

1洗涤动辊轴承保持架损坏故障特征

近期在生产运行中，发现洗涤动滚轮频繁发生不正常现象，停车检查后，发现洗净动滚轮轴承滚轮脱落，轴承保持架破损严重。造纸机械洗涤动滚轮轴承座多次破损，需要停下来更换清洗动滚轮的轴承，并多次更换轴承零件，影响了纸机的生产。考虑到轴承已出现止转故障，有些部位已破损严重，其回转精度和尺寸精度已彻底丧失，不能再测；于是将轴承的外圈直接切开，得到如下特点：

(1)一颗钢珠从破碎的兜孔脱落，向邻近的兜孔挤去，使两个兜孔都发生了变形。钢珠的表面，已经变得暗淡无光，朝外的那一面，已经被磨损得不成样子。

(2)内、外两个通道的运行轨道都是从沟道中央偏斜的，并且内环的工作轨道比较宽，大约是通道宽度的3/5；在加工过程中，内和外沟道都产生了多个轴向压痕，并且在加工过程中产生了较大的粗糙度。内沟道内壁附着了大量的金属碎屑，这些碎屑在180度左右的内侧沟壁上形成了一层又一层的薄片。

(3) 保持器内、外直径方向的磨损量较大，且在兜孔周边存在挤压变形现象。七个兜孔中，有五个基本完好，一块半保持架在两个邻近破损的兜孔之间的铆钉孔处折断，断口处的铆钉已经看不见，断口处呈卷曲状（无脆性断裂特性）。另外，半笼的相应部位也出现了挤压变形，铆孔的内侧也出现了磨痕。在解体前，有一颗钢珠从套筒孔中掉了出来。在距断裂一颗铆钉的地方，有一颗铆钉在中间部位断裂，并嵌入了固定架。在挡圈内壁存在明显的物料堆积，其特点是钢球和挡圈互相挤压。

(4) 轴承滚珠存在环状接触印痕，表明其工作异常。钢球工作环宽度较大，且有明显的磨损和金属粘附现象，其特点与内部沟道特性相吻合，推测钢球与切屑及沟道磨屑所致的磨损及金属粘附有关。

(5)所有的油脂都炭化并变成黑色。在防尘罩上还残留着一些炭化油脂残渣，残渣中夹杂着大量的金属碎屑，这些碎屑也是片状的。

2保持架损坏原因分析

通过对造纸机械设备维护人员的分析，得出了以下几个主要原因：

2.1轴承欠缺润滑

轴承不适当的润滑会造成轴承内部各部分的干摩，造成摩擦破坏，同时也会释放出较多的热量，从而对轴承材质及润滑脂的使用造成不利影响。如果润滑不到位，那么无论选择何种材质的轴承，无论其加工制造的精度有多高，都无法延长轴承的使用寿命。

2.2安装方法不正确

由于安装方式不当，在轴承部位可能会出现局部应力集中，从而导致零部件的疲劳破坏。干涉配合量太大，会使轴承内环滚子表面张力增大，降低零件的抗疲劳性能，甚至发生断裂。

2.3存在杂质

由于轴承的密封不好，很容易将异物带入到轴承中，不仅会影响各零部件的正常接触，造成疲劳，而且还会对轴承内的润滑脂造成污染。

2.4轴承受力过大

在纸机的启动和关闭期间，洗涤动辊经气胎增压装置经常被加压至0.5 MPa，此时轴承会承受一定的冲击，在气胎增压之后，洗涤动辊会始终维持在某一线压力下运行；造成轴承承受了太多的压力，破坏了它的保持器。

3应对措施

3.1保持架加工工艺

挡圈为整体冲压成形，其保持架为二道折弯，二道折弯后的钢板由于拉深而减薄，压印铆合时，厚一面压点大，深度大，与滚柱接触增加，磨损增加。因为两边的板材厚度不一样，所以保持架冲压时无法精确的定位，导致底幅尺寸和底幅的平行度很难保证，从而导致了滚筒的端面和保持架底面的接触不好，产生了不正常的摩擦声音。将整块压紧为一圈对焊，使保持架边部的钢板厚度均匀，铆合时压点大小及深度均匀，减少压点磨耗及压点与滚柱接触不正常的声音。改造后，取消了保持架底部幅宽，解决了由于辊筒端部与保持架底面及压力点接触不佳而引起的“哨叫”等反常声音。

3.2滚子加工工艺

由于滚柱的倒角尺寸小，尺寸不均匀，形状不规则，造成了滚柱与压力点之间的接触磨损。采用硬车倒角技术，将滚子倒角加大，实现倒角大小的统一；采用硬车倒角技术，实现倒角与端面及外径的光滑过渡；减少倒角与压力点的接触磨损，减少保持架的磨损。

3.3装配工艺

合套模的锁点均分不好，造成保持架压点尺寸不均，辊子斜切面与辊子斜切面的厚度不均，压点薄的部位不耐磨；锁点倒角是锋利的，在压装时，保持架的压点和滚子的倒角之间有很大的减薄性，严重影响了保持架的强度和使用寿命。此外，在压紧时，由于保持架的位置不能准确的确定，造成了在压紧后，保持架的中心点和轴承的转动中心不重合。在转动时，保持架的中心必须对着轴承转动的中心，因为保持架用压点锁着滚柱，因此，在靠近内圈滚道的地方，保持架内径对着压力点的压力比较大；则磨损会比反方向压点更大，这样滚柱就很容易掉下来，而且是连续不断的。

3.4表面处理工艺

目前，我国对轴承保持架表面处理的规范还没有统一的规范，导致对其进行分析比较困难。同一品种（组成、尺寸相近、经氮、碳共渗）的日本保持架氮化碳共渗层厚度为0.0075毫米，表层硬度为696 HV0.01，芯部硬度为171 HV0.01。与日本相比，这一裂纹保持架渗层深度太大（6倍于日本）、表层硬度和芯部硬度均偏高。通过对结合金相结构的检测及分析，可以发现，目前对断口形貌的研究还不够深入，不合理的 N- C共渗工艺将严重影响其服役性能及使用寿命。在此基础上，对渗氮碳共渗温度偏高和降温速率偏低的问题进行了探讨。

4结论

通过对某公司造纸机械洗涤动滚轮轴承保持架频繁破损的现象进行了分析和研究，发现其失效的主要原因有四：轴承缺乏润滑。错误地安装。有杂质进入轴承。该轴承受能力太强。通过上述四个方面的分析，我们会在生产过程中持续对清洗动滚轮的运行状况进行追踪监控，及早采取对策，减少破损频率。以后对清洗动滚轮轴承保持架破损的原因进行了详细的调查，以防止此类事故再次发生。

参考文献

[1]水龙.导热油循环泵轴承保持架损坏分析[J].凿岩机械气动工具,2020(2):49-52.

[2]黄俊熙,肖曙红.振动工况下滚动轴承保持架稳定性分析[J].机电工程技术,2021,50(11):30-32,95.

[3]孙馥明,李超,雷海龙,等.洗涤动辊轴承保持架损坏初步原因分析[J].黑龙江造纸,2021,49(3):23-24.