XK-400炼胶机辊筒轴承故障分析与修理

李 波

（中昊晨光化工研究院有限公司，四川 自贡 266042）

XK-400炼胶机辊筒轴承故障分析与修理

Fault analysis and repair of roll bearing for XK-400 open mill

李 波

（中昊晨光化工研究院有限公司，四川 自贡 266042）

通过分析氟橡胶生产过程后处理阶段XK-400炼胶机的辊筒尼龙轴承故障原因，优化了部件配合尺寸，并详细介绍了其修理过程和需注意的细节点，通过改进，能够满足各种混炼胶批次的高负荷运行，提高了产品质量，延长了炼胶机的检修间隔时间。

炼胶机；轴承；故障分析；修理

1 概述

本炼胶机为开放式双滚筒炼胶机，2003年出厂，机型为XK-400型，尼龙滑动轴承、手动油杯润滑，主要用于氟橡胶后处理炼制成片或混炼，是炼胶工序关键设备，故障检修会导致生产耽延，且影响现场正常生产，主要规格见表1。

表1 XK-400炼胶机技术参数

2 故障现象

该开炼机在运行及拆检中发现：

（1）后处理XK-400炼胶机在大修使用不到1年的时间，轴套（尼龙1010）失效，轴颈密封破坏，出现漏油，在炼胶过程中很容易污染产品，增加后续人工清理的工作量。而检修炼胶机工期较长，停机检修将大大影响生产进度。

（2）齿轮响声较大，前辊轴承温度左90 ℃，右98 ℃，后辊左91 ℃，右83 ℃。高于要求使用温度≤80 ℃。

（3）拆轴承发现，密封圈已损坏 ，尼龙轴套胀裂或抱死，轴承座（前右、后左、后右）有裂纹。断面分层变质，骑缝螺丝跑丝或掉落，辊筒轴颈有点蚀现象，润滑油碳化积块，如图1、图2、图3、图4所示。

图1 轴套脆裂及骑缝螺丝跑丝

3 原因分析

辊筒轴承的故障主要是由于炼胶机润滑不正常而引发的，由于缺油使轴承处在干摩擦状态，加上尼龙轴套所取配合间隙偏小，导致轴套与轴颈抱死或脆裂，骑缝螺钉滑移或脱落，随轴承座一起运动，致使轴套一端变形，破坏密封，产生漏油现象。轴承摩擦副工作表面在干磨状态下，由于润滑不畅，当相对滑动时，在剪切力作用下使轴承减摩材料变性或脱落，增大摩擦副阻力，温度上升，尼龙轴套膨胀，局部发生咬合贴死，轴承跑外圈，因为尼龙轴套与轴承座为过盈配合，且无润滑脂润滑，温度急剧上升，致使润滑脂碳化，尼龙轴套变质、损坏失效，产生轴向偏移跳动，轴承座产生裂纹，齿轮产生异常声响。

图2 润滑油碳化积块严重

图3 强制破坏与轴颈抱死的轴套

图4 轴套碳化分层现象

4 轴承的拆修

4.1 轴承的拆卸

按大修规程拆卸，注意将轴承及辊筒做好对应标记，并测量轴承内孔的直径、圆度、圆柱度、检查轴承内孔表面的接触情况和磨损情况（特别是受力区）。发现轴承均已损坏无法测绘，轴颈与轴承座实测数据如表2。

表2 滚筒轴颈与轴承座实测尺寸

4.2 轴承座的修理

轴承拆卸后发现轴承已擦伤和黏着损坏，且轴承座上有裂纹，按常规轴承座已不能再用，必需更换。经与生产开炼机厂家联系，该厂已改产强制滑动轴承机型，无法购进新的轴承座，只能采用加固的修理方法。轴承座已有裂纹，材料为铸铁。焊接修补裂纹强度不够，只能在轴承座上端面加抱箍，配内六角顶丝（如图5）。

图5 轴承座抱箍加强示意图

4.3 尼龙轴套加工与检验

4.3.1 轴承检修质量技术要求

根据橡胶塑料开炼机技术要求（HG 5—1537—83，ZBG 95008—88），开炼机滑动轴承的修理质量技术要求如下：

（1）尼龙轴套内孔表面粗糙度Ra≤1.6 μm；

（2）辊筒轴套内孔与轴颈的配合间值见表3，磨损间隙极限值见表4；

（3）轴颈与轴衬的接触应均匀，用涂色法检查时，圆周接触角不小于120°，轴向接触面＞70%。

4.3.2 尼龙轴套加工要求及实测数据

4个尼龙轴套均已破坏，需重新加工，加工流程如图6，加工参数按表5。

表3 开炼机辊筒轴颈与滑动轴承内孔间隙值

表4 辊筒轴颈与滑动轴承内孔（尼龙轴衬）磨损间隙极限值

图6 尼龙1010轴套加工流程图

表5 尼龙轴承加工要求

5 检修后试车

试车前，首先清理现场，检查设备各结合处是否牢固；检查安全制动装置是否灵活、准确、可靠；检查设备的各润滑部位是否良好，检查水的控制阀和管路是否畅通无泄漏；单独启动电机，检查旋转方向是否正确；检查仪表、电气开关，是否灵敏准确； 检查各传动部位，在无障碍物的情况下，进行正、反盘车，使各辊筒各转动一周以上，确认灵活，方可进行空运转试车。

5.1 空运转试车

空运转试车连续运转时间为8 h。空运转时要求运行平稳，无异常声音，无异常振动，电流正常。前后辊筒转动正常，没有异常的轴向窜动及径向跳动现象，机身水平振动值不超过10 mm/s，垂直不超过7.1 mm/s。油杯供油正常，机器辊筒轴承温度没有骤升现象，轴筒轴承最大温升约20 ℃。试验制动机构2至3次，工作可靠，制动后前辊筒继续回转不超过1 /4周长为正常。

5.2 负荷运转试车

负荷运转试验在空运转试验合格后进行。连续负荷运转试验时间为24 h（3个班次）。负荷试车按照辊距由大到小，先半负荷后满负荷，胶料由软到硬的顺序进行。在负荷运转时无异常振动、声响和其他异常现象，各转动部位温度正常没有骤升现象，其轴承温度不高于80 ℃。负荷运转试验后检查轴承无明显磨损及偏磨现象，确定修理合格，可交付使用。

6 小结

对于低转速高负荷的滑动轴承，润滑冷却效果决定了其使用寿命的长短，根据实际磨损情况确定轴套的配合公差，改善了这一状况。通过改进，延长了其连续运行时间，改善了产品质量，节约了备件材料，获得的直接经济效益约3.83万元/年，本改善经验可以应用于高负荷滑动轴承配合公差的选用上。

［1］ GB50231-2009.机械设备安装工程施工及验收通用.北京：中国计划出版社，2009.

［2］ 杨顺根，白仲元. 橡胶工业手册（第九分册）［M］. 北京：化学工业出版社，1993.

［3］ 杨顺根. 橡胶机械安装维护保养和检修［M］. 北京： 化学工业出版社，1999.

［4］ 王修斌，程良骏. 机械修理大全（第1卷）［M］. 沈阳： 辽宁科学技术出版社，1993.

［5］ 王修斌，程良骏. 机械修理大全（第4卷）［M］. 沈阳： 辽宁科学技术出版社，1993.

［6］ 黄祥成，胡农，李德富. 机修钳工技师手册［M］. 北京：机械工业出版社，1997.

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（XS-05）

TQ330.43

1009-797X（2015）13-0056-03

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10.13520/j.cnki.rpte.2015.13.017

李波（1986-），助理工程师，毕业于西南科技大学，主要从事设备管理相关工作；研究方向化工设备流体机械状态监测与故障诊断。

2015-04-24