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五月五,过端午,聊聊滑动轴承小知识

又是一年端午季,工品猫全体小伙伴祝大家粽子节快乐!在这里,工品猫也有一些关于滑动轴承的小知识想和大家分享。

轴承即支承轴的零件,根据其工作的摩擦性质,轴承可分为滑动摩擦轴承(简称滑动轴承)和滚动摩擦轴承(简称滚动轴承)两类。而每一类轴承,按其所受的载荷方向不同,又可分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承等。那么什么是滑动轴承呢?

滑动轴承(sliding bearing),在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,还可以大大减小摩擦损失和表面磨损,油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈,与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下,或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。

一、什么是滑动轴承的特性及应用:

1.滑动轴承的特性

滑动轴承工作平稳,噪声较滚动轴承低,工作可靠。如果能保证滑动表面被润滑油膜分开而不发生接触时,可以大大地减小摩擦损失和表面磨损。但是,普通滑动轴承的起动摩擦阻力大。

2.滑动轴承的应用

工作转速特别高的轴承,如磨床主轴;

承受极大的冲击和振动载荷的轴承,如轧钢机轧辊;

要求特别精密的轴承;

装配工艺要求轴承剖分的场合,如曲轴的轴承;

要求径向尺寸小的轴承。

二、什么是滑动轴承的结构:

滑动轴承一般由轴瓦与轴承座构成。滑动轴承根据它所承受载荷的方向,可分为向心滑动轴承(主要承受径向载荷)和推力滑动轴承(主要承受轴向载荷)。常用向心滑动轴承的结构形式有整体式和剖分式两种。

1.整体式滑动轴承

整体式向心滑动轴承,用螺栓与机架连接。轴承座孔内压入用减摩材料制成的轴瓦(或叫轴套),在轴承座顶部装有油杯,轴套上有进油孔,内表面开轴向油沟以分配润滑油润滑。

整体式滑动轴承的最大优点是构造简单,但轴承工作表面磨损过大时无法调整轴承间隙;轴颈只能从端部装入,这对粗重的轴或具有中间轴颈的轴安装不便,甚至无法安装。为克服这两个缺点,可采用剖分式滑动轴承。

2.剖分式滑动轴承


剖分式滑动轴承由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦(分为上、下瓦)及连接螺栓等组成。

轴承的剖分面应与载荷方向近于垂直,多数轴承剖分面是水平的,也有斜的。轴承盖与轴承座的剖分面常作成阶梯形,以便定位和防止工作时错动。它的轴瓦磨损后的轴承间隙可用减少剖分面处的金属垫片或刮配轴瓦金属的办法来调整。

剖分式滑动轴承装拆方便,轴瓦与轴的间隙可以调整,应用较广泛。


三、什么是滑动轴承的分类:

按能承受载荷的方向可分为径向(向心)滑动轴承和推力(轴向)滑动轴承两类。

按润滑剂种类可分为油润滑轴承、脂润滑轴承、水润滑轴承、气体轴承、固体润滑轴承、磁流体轴承和电磁轴承7类。

按润滑膜厚度可分为薄膜润滑轴承和厚膜润滑轴承两类。

按轴瓦材料可分为青铜轴承、铸铁轴承、塑料轴承、宝石轴承、粉末冶金轴承、自润滑轴承和含油轴承等。

按轴瓦结构可分为圆轴承、椭圆轴承、三油叶轴承、阶梯面轴承、可倾瓦轴承和箔轴承等。


四、什么是滑动轴承的安装、维护要点:

滑动轴承安装要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、准确、平稳。

轴瓦与轴承座孔要修刮贴实,轴瓦剖分面要高出0.05——0.1 mm,以便压紧。整体式轴瓦压入时, 要防止偏斜,并用紧定螺钉固定。

注意油路畅通,油路与油槽接通。刮研时油槽两边点子要软,以形成油膜,两端点子均匀,以防止漏油。

注意清洁,修刮调试过程中凡能出现油污的机件,修刮后都要清洗涂油。

轴承使用过程中要经常检查润滑、发热、振动问题。遇有发热(一般在60以下为正常)、冒烟、卡死以及异常振动、声响等要及时检查、分析,采取措施。

滑动轴承在工作时由于轴颈与轴瓦的接触会产生摩擦,导致表面发热、磨损甚而咬死,所以在设计轴承时,应选用减摩性好的滑动轴承材料制造轴瓦,选择合适的润滑剂并采用合适的供应方法,改善轴承的结构以获得厚膜润滑等。


五、什么是滑动轴承的8个主要故障形式及处理措施 :

轴承作为旋转类机械中的一个重要部件,它的工作状态如何将直接影响整机的性能。

对轴承的工作状态的检测及故障诊断技术的研究工作必须重视,滑动轴承一般是由轴承体和软化系统两部分组成,工作时轴颈在轴承中旋转带动润滑油形成动压油膜,靠油膜压力与外载荷相抵来支撑并保证轴颈灵活转动,这决定了滑动轴承故障的特殊性和复杂性,而轴承生效则是导致故障的主要形式。

1)正常磨损

轴承工作表面光滑平整,轴承的磨损率通常近似一个常值,当累积的磨损量大于设计允许用磨损值时,轴承就失效,就死进入一场磨损,磨损的主要原因是机组超载或超速运行;润滑油中含有过多的杂志,润滑不良,轴承磨合不好等。

减轻正常磨损故障的方法与措施:

1、保证轴承正常运行的润滑,及时对机组的润滑系统,密封系统进行维护和保养,更换润滑油,保证润滑油中的颗粒含量及大小在允许的范围内,严格按照操作规程运行;

2、避免轴承在超载、超速状况下运行。


2)擦伤现象

轴承与轴颈表面发生金属直接接触而产生细而浅的犁痕,主要原因是机组启动或停止过程中,滑动轴承的油膜压力不够,润滑油太少,或进油管路有破裂现象或润滑油中混有其他杂质。

防止擦伤的方法与措施:与减轻正常磨损的方法措施相同。

3)胶合现象

发生在机组超负荷运行,轴承局部载荷过高、过热,缺润滑油,轴承座振动等,轴承座温度升高很快,使轴承与轴配合表面直接接触且局部熔合在一起。

△防止胶合的方法与措施:

1、避免机组超负荷运行;

2、提高轴承装配质量和润滑油洁度,避免轴承局部载荷过大;

3、改善润滑油的供油系统,避免缺油运行;

4、加强轴承座的联接刚度,避免机座振动。

4)烧瓦现象

烧瓦是滑动轴承的恶性损伤,轴瓦与轴颈材料发生热膨胀,轴承间隙消失,金属之间直接接触,致使润滑油燃烧,在高温下,轴承和轴颈表面的合金发生布局熔化,严重时,轴瓦与轴仪器旋转或者咬死,此时轴承减摩材料严重变形,并被撕裂,原因是轴承长时间在无润滑油环境下旋转,轴瓦温度急速上升。


△防止烧轴瓦的方法与措施:

1、应先启动润滑油系统,保证润滑系统油压达到要求,然后启动机组,机组启动后不应立即加速;

2、避免机组不正常的超负荷或超速(甩负荷)运行;

3、提高装配质量,保证轴承的间隙不能过小但也不能太大,油封质量要好,不泄露;

4、避免缺油运行。

5)疲劳损坏

滑动轴承表面受到交替变化载荷的作用,使轴承表面发生往复作用的拉应力、压应力和剪切应力,从而发生显微裂纹,以后随着应力的不断重复,特别事当润滑油进入裂纹缝隙后,由于润滑油的尖裂作用,使裂纹在轴承中不断扩展,最后形成疲劳破坏。此外铅铜合金轴承中,如果润滑油中混入了水和重油,铅相就会被腐蚀而渗出,只留下铜的枝晶,强度降低并形成疲劳源;热应力也会引起疲劳失效。

疲劳失效的特征:轴承承载区的工作表面呈网状扩展的裂纹,裂纹向减摩层的纵深方向发展,最后减摩层材料呈颗粒状、片状或块状剥落,有金属光泽。

6)腐蚀破坏

滑动轴承由于周围环境介质与轴承工作表面间发生化学反应,引起轴承工作表面呈黑色或者无光泽的色变、孤立状且不连续的起毛,或者呈随机分布的麻坑状、蜂窝状或不规则的连通凹坑。

磨蚀原因:润滑油被氧化或者被污染;轴承防磨不良;轴承减摩材料含有害杂质元素;轴承工作表面有寄生电流通过等。

7)气蚀失败

电机组的滑动轴承在重载高速运转的情况下,润滑油中会形成小的油蒸汽气泡,气泡运动到高压区域或润滑油压力升高时,气泡就会炸裂,周围的润滑油迅速补充原气泡所占的空间,从而形成一个个强劲的压力冲击波,使轴承表面受到强烈冲击,发生表面塑性变形,形成较大的应力,最终导致轴承表面局部剥落。

△防止发生气蚀的方法与措施:

1、加强轴承的支撑,改善轴承与轴承座的刚度匹配 ,避免轴承局部的高频振动;

2、改善润滑油的供应和品质;

3、避免形成强烈的涡流区。

8)油膜振荡

油膜振荡的危害:

1、油膜振荡是一种危害的振动,使转子更加偏离轴承中心,增加了转子的不稳定因素;

2、油膜振荡引起交变的应力,而交变的应力将导致润滑动轴承疲劳失效。

△防止发生油膜振荡的方法措施:

1、增加转子系统的刚度,即提高转子自生的固有频率,也就提高了产生油膜振荡的失稳速,一般应使系统的失稳转速在工作转速的25%以上;

2、选择好的轴承形式和轴承参数,圆柱卓成制造简单,但抗振性最差;椭圆轴承、三油楔、多油楔轴承能显著提高轴承的稳定性和油膜刚度,是比较理想的一种选择;可摆动瓦轴承重点额轴瓦的倾斜度可以随轴颈位置不同而自动调整,以适应不同的载荷、转速、轴的弹变性形和偏斜等,并建立油液润滑,是最好的一种选择;

3、增加轴承比压,改变进油温度和粘度;轴承比压越大,轴颈越不易浮起;

4、减小轴承间隙,改变进油压力,增加外阻力等。


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