立磨磨辊轴承失效原因分析和探讨.docx

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1、O前言立磨为水泥生产企业的重要主机设备，立磨的稳定、可靠运行关系到各企业年度经营指标、企业生产任务的完成。立磨磨辑轴承是在低速、重载、高温、冲击的第杂环境下运行的,磨辑外部还有高粉尘等更加恶劣的工况，如何在这种工况正确使用好磨辑轴承、延长其使用寿命一直是用户、设备厂家所关注的问题。虽然磨辑轴承损坏形式略有差别，但具有共性与普遍性。本文结合水泥股份有限公司早期（2010年以来）的轴承损坏进行归纳分析和探讨，希望对生产企业有所帮助。图1为磨根结构示意图、图2为轴承结构示意图。ffll靖构示霰丽图2轴承结构示意图1立磨轴承失效案例案例一：某公司水泥立磨磨辑轴承损坏统计（2015年7月2016年8月）

2、：双列圆锥滚子轴承370696X2I/HCC9、圆柱滚子轴承NUl2/500X3,HCP6。共计损坏11盘轴承；立磨磨辑轴承损坏的主要形式如下：保持架穿销焊口开裂；保持架断裂。立磨磨辑轴承（双列圆锥滚子轴承）失效的因素：穿销焊接不良；穿销结构不合适；穿销与孔的间隙不合适。圆锥轴承游隙可能不合理。在设计、装配时对轴承游隙的控制重视不够，普遍偏大。进口轴承为0.1mm0.15mm,国产轴承为05mm0.15mm,导致承载滚动体数量较少，非接触滚动体冲击保持架，保持架受力较大。案例二：某公司2号矿渣立磨2号主磨辐磨辑轴承损坏（P1.C61245T3CZECH儿5901832、P1.C41264,ZK

3、1.公司产品）。解体检查：主要是保持架严重损坏，造成滚动体掉落，内套高温拉伤。损坏的主要因素：保持架断裂扭断穿销焊接不良或面积不够（保持架结构形式在冲击振动的工况下强度不够，易脱焊及剪切断裂）；双锥轴承内孔与轴转动（轴承内套开裂、胶合），轴承外套与轮毂内孔转动。掉皮、拉伤及变色痕迹可判定：滚动体失去控制不能正常旋转，滚动体在内外套圈中滑动而严重发热造成轴承烧伤；双列锥轴承游隙调整偏大，并且滚子大端与保持架大端内侧磨蹭。图3为保持架变形，磨损，注销断及开焊，滚动体倾斜等现场图。图3某公司2号矿渣立磨2号主磨辕磨短轴承损坏图案例三：某公司矿渣立磨儿MK-5633X自2015年投产使用以来就发现磨辐

4、回油中存在细小铁屑，2016年9月份开始回油中铁屑明显增多，后期发现IOmmX70mm的薄片，2号辑过滤器压差由于铁屑多频繁报警。一直在对磨辑轴承做以下特护：每2h对磨辐油站3个磁力棒进行清理，减少油箱中的铁屑，减少过滤器压差报警，同时关注铁屑大小变化；重点关注磨辐回油温度变化及回油油镜回油情况；供油泵压力保持在02MPa以上保证润滑油的供给010月31日进行计划检修，磨辑拆除后测量轴承游隙为0.43mm,而新总成游隙为0.05mm。磨辐总成解体后，发现圆柱滚子轴承有一颗滚子炸裂（见图4）,圆锥滚子轴承保持架变形严重，滚子侧端面与保持架有摩擦痕迹，同时也有一颗滚子炸裂。表1为失效形式统计。图4

5、圆柱滚子轴承一颗滚子炸裂图2轴承失效形式分析2.1 通常轴承失效一般表现接触疲劳失效。轴承工作表面受到交变应力的作用而导致失效，一般产生疲劳裂纹，先从接触表面以下最大交变切应力处产生，然后扩展到表面形成不同的剥落形状。形成过程及后果是：点蚀一麻点剥落一浅层剥落叶一深层剥落。(2)磨损失效。表面之间的相对滑动摩擦导致其工作表面金属不断磨损而产生的失效，按磨损形式通常可分为磨粒磨损和粘着磨损。磨损失效发生时，首先在轴承的表面有持续的磨损，导致轴承零件逐渐损坏，进一步造成轴承尺寸精度丧失及其它相关问题。形成过程及后果是:磨损f形状变化一配合间隙增大及工作表面变化一润滑剂污染一润滑功能丧失一轴承丧失旋

6、转精度。(3)断裂失效。主要由过载和缺陷两大因素影响。当载荷超过强度极限时会发生过载断裂。轴承零件的微裂纹、缩孔、气泡、大块外来杂物、过热组织及局部烧伤等缺陷在冲击过载或剧烈振动时也会在缺陷处引起断裂。(4)轴承游隙变化失效。由内、外在因素共同作用导致配合间隙改变，进而造成轴承精度降低，以致造成“咬死”现象.外因主要指过盈量过大、安装不到位、温升引起膨胀量、瞬时过载等；内在因素主要有残余奥氏体和残余应力处于不稳定状态等。案例中的几家企业轴承损坏属于异常损坏：从三家企业轴承的损坏看，运转时间远未达到轴承约定寿命，失效形式带有共性：圆锥滚子轴承损坏较多，且主要损坏形式：保持架焊口脱焊；保持架断裂或

7、柱销断裂；滚子断面磨损，包括大端面磨损和小端面磨损，大端面磨损较多，且较为严重。2.2 圆锥滚子轴承损失分析探讨轴承质量问题。立磨磨辑轴承为专用大型轴承，在20世纪90年代立磨刚刚引进中国，磨短轴承基本选择进口轴承，SKF/FAG等品牌，在材质、热处理、加工精度均有可靠保证，即便如此磨辐轴承损坏案例时有发生。随着国产立磨的研发，技术日趋成熟。国内轴承厂家同期研发跟进，逐步进行立磨磨辑轴承国产化替代，打破进口垄断，降低了制造成本，但也付出了一定代价。主要表现在：轴承厂家研发水平、制作水平参差不齐，由于轴承厂家对立磨工况的不了解、不熟悉，设计人员按照常规设计，在材质、锻造、热处理、加工精度、装配精

8、度定位、焊接加工等诸多环节不能保证轴承质量的稳定可靠，甚至有些进口品牌存在同样问题。国内知名轴承企业在使用中都有失败的案例。另外受国内采购招投标流程影响，招标结果过于注重价格，轴承生产企业为降低采购成本，竞相压价。轴承采购招标文件又没有明确详细的技术要求，备件验收要求专业性又非常高，个别厂家为中标，不排除采用降低制作标准的方式进行投标，甚至有以PO级低轴承精度替代P6级精度，降低成本的情况，价格相差30%以上，直接影响了轴承使用寿命。在保证装配、应用的情况下，同规格型号的轴承外形一致，细节差异较大，滚动体数量、母线形式，保持架形式、材质，加工、装配精度等，各公司标准不一致。例如：承载滚动体个数

9、不同、滚动体尺寸误差不同影响轴承寿命；滚动体锻拔次数多少，影响金属组织细密度、缺陷等。个别滚动体碎裂多与此有关；组对保持架的上下垫片的加工精度、形位公差、组对方式、焊接质量影响滚动体运转轨迹，同样会导致保持架损害。轴承装配问题。在与国、内外轴承厂家进行考察交流过程中发现，对于轴承游隙控制差别较大。SKF/FAG进口轴承厂家轴承质量较好，精度高，理论要求轴承负游隙控制(一般为0.1mm0.15mm),立磨系统升温，润滑系统升温后轴承在小游隙运行，轴承寿命延长；国产轴承受加工精度、装配精度所限，一般控制在0.1mm0.2mm,甚至更大，实际运转时游隙远大于此数据。虽然能够满足初期运行，随着磨损加剧

10、，游隙持续增大，振动冲击增大，隐患增大。游隙增大直接导致承载滚动体数量的减少,单个滚动体承载增大,轴承运转时非承载滚动体对保持架、穿销的冲击加大，可导致保持架的焊肉开裂、保持架断裂失效，因此装配时对轴承游隙的控制尤为重要。公司出现过施工单位不熟悉磨辐轴承装配要求对游隙无控制的情况，初装游隙0.8mm,轴承寿命较短。(3)使用问题。立磨的稳定运行直接关系到轴承寿命的长短。影响稳定运行的因素较多，主要有研磨压力、料层厚度、入磨物料粒径、物料的颗粒级配、挡料圈高度、磨内的风速、风温、喷水量、金属异物的进入等,立磨的操作说明书有详细介绍，不做赘述；YJ公司水泥立磨在刚投产时运行压力较高(12MPa),

11、并且持续运行时间较长，对设备的损伤是有影响的。在此只需要关注轴承寿命计算公式：(舒式中：Cr一当量载荷；P当量动载荷。当量动载荷增加，轴承寿命以Ioa次幕递减。因此稳定立磨的运行操作，减小、控制动载荷冲击对保护设备至关重要。对主减速机的轴承、齿轮寿命同样重要。(4)密封损坏、进灰。案例一中2号、3号水泥磨磨辑密封处耐磨环磨损较快，在三道密封圈配合处表面磨出三道深浅不一的沟，密封处出现间隙导致漏油。原因首先是密封圈与耐磨环配合公差不合理,其次是耐磨环的硬度不够。由于磨辑轴承损坏，轴承间隙增大，尾部密封圈及耐磨环受损,导致漏油；轴承滚动体柱销脱落，密封压盖受力，致使密封压盖螺栓折断、密封盖与轮毂结

12、合处出现缝隙，导致漏油、进灰。以上为轴承异常损坏的主要原因，如果各影响因素叠加时，对缩短轴承寿命影响更大。2.3 维护保养轴承的方法关于磨辑轴承损坏的因素较多，为更好地维护保养轴承、看护好设备，补充如下：(1)润滑油品的选择与维护。首先参见设备使用说明书。一般油品选择的依据为：正常运行时，适用于磨辑轴承的润滑油品的运动粘度不低于90厘斯(cSt)应用表明选择1.CKD重负荷工业齿轮油150、220、320粘度均可满足。润滑油品粘度高、油膜厚可延长轴承使用寿命，但油品黏度过高导致运转时产生的热量不能带走，油温过高，密封件老化，漏油等一系列负面影响。因此综合考虑选择1.CKD220、320即可。并

13、且在运转过程中定期监测润滑油粘度、机械杂质、水分等指标变化，确保油品清洁、可靠。(2)维修。在轴承安装过程中首先要避免锤击、避免硬件磕碰；同时在检修时注意焊接地线搭接，防止电弧损伤轴承工作面。(3)密封风压力达标。磨辑轴承处的密封都采用密封风形式，即用压缩空气阻止磨腔内的粉尘进入轴承润滑油中。密封风要有一定的压力，同时风环处的间隙不能过大，对于立磨来说，密封风压力要达到500OPa以上(具体设备参见说明书)，风环间隙50m/s以上。(4)监测保护方面。密封压力和轴承温度要实时监测，禁止随意解锁逻辑及联锁，发现密封压力及轴承温度异常时，要及时停磨检查，以防造成磨辑轴承的损坏。3防范措施与注意事项

14、3.1 轴承质量控制(1)慎重选择入围供应商并进行渠道控制：立磨磨辑轴承为专用轴承，进口和国产品牌的轴承、瓦轴等都要选择可靠的供应商。对于不熟悉的供应商必须进行严格的考察交流，重点是对立磨的理解和实际应用案例。对于知名品牌的轴承必须控制供应商渠道，防止假冒伪劣产品进入；对于大品牌轴承在签订战略合作协议时可以要求相应的增值服务，例如定期的专业检查、培训、指导安装等。(2)采购轴承必须明确技术要求：采购者和生产单位设计者应该了解轴承的工况及载荷状态，在选用轴承时提供相关参数及工况。模板（见表2）和零部件要求（见表3）。*目a嫉号承畀年尺寸371)MmS-KHCM1*2x2/HCF3440*90bS00440x9Xx4M伊我anWlCfI2XKMl成9%SllMMAN-；Cr2S900k、Cr-2620OhN配合:过HB式前体重用C件（*）1B式W出厂猱：01OXj-OMmn配R用间耳方式.川值*MXUj().fit：求，*款外、松内fl的过林VGno.vcno10000(*1南便何方供，京我*三:不限于WOoOb工，工体M下褥“时网*CaTm9jj.jrrvMrMMaaInHaW9RTW含El-bUWiW1.MU9*ftJMI*car11M“VWa07JJMIHimM4MiHTW”R9vMffern*aatMa*9%N.m.-J-ln