主排风机滑动轴承的磨损诊断与分析

薛 刚

（山东鲁碧建材有限公司，山东 莱芜 271103）

主排风机滑动轴承的磨损诊断与分析

薛 刚

（山东鲁碧建材有限公司，山东 莱芜 271103）

主排风机滑动轴承产生磨损的原因主要有负载过大、异物进入滑动轴承、滑动轴承位置不当、轴承润滑不足以及酸性物质或气蚀的腐蚀作用。本文探讨了一例应用铁谱分析技术预测主排风机滑动轴承磨损的案例，分析了铁谱分析技术的实际应用情况。

主排风机；滑动轴承；磨损；诊断技术

在电机、风机等机械设备中，滑动轴承是非常重要的机械零件。滑动轴承主要通过运用流体动力油膜产生的压力来承担负载，其运行性质决定其可能会出现磨损，而如果滑动轴承产生磨损，则其工作效率也会降低，情况严重时，滑动轴承无法正常工作，从而影响整组机械的正常运行。本文主要对主排风机滑动轴承的磨损进行研究，为滑动轴承的实际应用提供参考资料。

一、主排风机滑动轴承产生磨损的原因

滑动轴承的磨损通常有划伤、轻微磨损或严重磨损，根据滑动轴承的实际磨损情况，其产生磨损的原因主要有以下几个方面。

第一，负载过大。滑动轴承的主要作用是承受负载，但是如果其承受的负载过大，则滑动轴承运行过程中会产生较高的热量，持续高温会使金属的附着力降低，从而使得滑动轴承表面物质脱落而产生磨损。

第二，异物进入滑动轴承。滑动轴承运行的过程中，如果质地坚硬的异物进入滑动轴承间隙中，硬质异物会与轴承表面产生摩擦，从而使轴承产生磨损。

第三，滑动轴承的位置不当。机械管理工作人员在装配滑动轴承时，没有将滑动轴承装在中心线上，轴承偏斜，而滑动轴承在运行的过程中，其中一端会出现较为严重的摩擦，摩擦产生的热量使轴承表面的金属疲劳，从而使轴承受损。

第四，轴承润滑不足。机械管理人员在维护滑动轴承时，没有严格按照相关规定对滑动轴承进行润滑处理，或工作失误而润滑不当，使得滑动轴承在工作过程中油量供应不足，使得流体动力油膜破裂而产生磨损、咬死等情况。除此之外，油路泄漏、油路不畅、油泵障碍、油网堵塞、减压阀弹簧故障等原因均可能导致滑动轴承在运行过油量供应不足，这种断油故障也会引起滑动轴承磨损、故障。

第五，酸性物质或气蚀的腐蚀作用。滑动轴承需要在润滑油的作用下运行，但是润滑油中的酸性物质对金属有腐蚀作用，使得滑动轴承的表面物质逐渐被腐蚀，从而出现局部或大部轴承表面物质变质的情况。气蚀即指外油中空气泡的形成和崩溃会使得局部压力大幅提高，增大了滑动轴承该局部位置的压力，使得滑动轴承负载过重，从而产生磨损。

在实际应用过程中，机械工程师通常会谨慎选择轴承的材料，保证滑动轴承在工作过程中与轴颈同轴，从而防止滑动轴承产生较为严重的损伤。一般情况下，机械工程师选择滑动轴承衬套材料时，会选择使用铅基巴氏合金，巴氏合金具有较强的抗腐蚀能力、抗烧结能力、抗镶嵌能力，且其容不同轴的能力同样较好，是滑动轴承的理想材料。通常情况下，滑动轴承开始出现磨损时，巴氏合金层通常最先受损。实验人员应用铁谱分析法分析油样成分时，巴氏合金所占的比例显著较大。

二、主排风机故障案例

本文所研究的主排风机滑动轴承衬套应用的是铅基巴氏合金，电动机的功率为9300kW，风压2000mmH2O，排气量21000m3/min，其实际结构如图1所示。机械维护人员对该主排风机轴承进行维护时，分析其油样组成，而该油样的直读铁谱分析数据与前次检差数据存在显著的差异，数据值明显增大。其中大磨粒读数DL值显著升高，且存在较多的锡元素、铅元素。分析铁谱谱片上存在较少滑动磨粒的同时，较多的有色金属颗粒沉积在分析铁谱谱片的全长位置，约10～20μm，这些颗粒按照磁力线的方向随机排列于分析铁谱谱片上，呈现为表面呈粒状而不光滑的团状物质，该物质有较深的颜色，可吸收多数光，利用偏振光照射该物质时，物质表面无闪烁光，可推断该物质并不是黑色的氧化铁。这些磨损颗粒物质主要是滑动轴承衬套巴氏合金，据此可推断轴瓦存在磨损情况，且是润滑不到位引起的磨损，机械维护人员提出相关警告。机械维护人员进行主排风机轴承油样检验时，同时进行振动情况分析，且振动情况分析结果并没有显示出异常情况，所有的振动参数均正常，使得该磨损情况没有得到及时处理。

一个月后，机械维护人员再次对主排风机油轴承油样进行检查，实验检测结果与上次检测结果所反映的情况相同，油样中的巴氏合金含量较高，且出现熔融的情况，部分巴氏合金磨料表面已经形成球状形态，可见滑动轴承的磨损情况仍处于发展当中，建议进行停机检修，并对轴瓦等部件的受损情况进行谨慎分析。之后机械维护人员拆开了主排风机的轴瓦，图1所示4个样点均受到磨损，且磨损的程度不一，滑动轴承衬套存在划伤，局部表面金属脱落。滑动轴承换用新轴瓦后，其工作恢复正常。本次研究的案例主要应用了油样分析法预测机械故障，且油样分析法在早期机械故障预测方面的应用价值比振动分析高，主要原因是主排风机并没有非常明显的故障，其各项装置和零件均处于正常的工作状态，不会出现明显的振动异常，因此，早期故障预测应采用油样分析法，以减少磨损严重、咬死等不良事件的发生。如果在本次检测中没有应用铁谱分析技术，而只是依靠振动分析进行故障排查工作，则滑动轴承最终会由于磨损严重而咬死，轴承失效而引起整个机组停运。

图1 主排风机滑动轴承

三、关于铁谱分析技术的探讨

在机械设备中，滑动轴承的应用频率较高，但是其容易出现磨损的情况。在实际应用过程中，可使用铁谱分析法对油样组成成分进行监测和分析，从而及时发现异常情况，便于机械维护人员及时排除故障。尽管振动分析同样可有效检测机械运行故障的情况，但是磨损故障的排查难度较大，且滑动轴承出现磨损初期，其工作状态仍处于正常状态，且磨损不会影响其他零件的正常运行，从而机械整体振动参数均可能处于正常参数范围内，从而无法有效地预测障碍。与振动分析方法不同，铁谱分析方法可有效检测出大量的磨粒，从而为尽早排除故障提供科学依据。但是在实际应用过程中，由于铁谱主要对铁磁性物质的灵敏度较高，但是对非磁铁性物质的反应较迟钝，如果非磁铁性质物质的量并不多，则铁谱分析可能失效。由此可见，铁谱分析预测滑动轴承磨损故障的应用难度较高。对此，企业应积极地加强对故障预测技术的研究，仔细研究主排风滑动轴承磨损的原因，积累经验，并提出有效的处理措施来预防故障的发生，从而降低滑动轴承失效的事件，减少由于故障而产生的经济损失，提高企业的经济效益。

结束语

滑动轴承是主排风机重要的组成部分，其运行状态直接影响着整台机械的运行效率。从理论方面来讲，采用铁谱分析可有效预测滑动轴承的磨损情况，为机械维护人员提供检修依据，从而维护机械的正常运行。但是，铁谱分析的实际应用难度较高，企业应加强对铁谱分析技术的研究，多积累机械故障预测和处理经验，提高机械工作效率，从而为企业的发展奠定良好的基础。

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