扭矩测量仪轴承磨损故障分析与排除

谷雪花　姜大鹏　卢俊崧

【摘 要】本文基于扭矩测量仪轴承外圈及轴承座磨损故障，梳理了故障原因，通过逐个排查，确定封气杂质进入轴承外圈及轴承座是磨损发生的原因。经优化封气过滤工艺并试验验证，工作参数正常，故障排除。

【关键词】扭轴;轴承;磨损

中图分类号： V232.4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）22-0071-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.030

0 引言

轴承磨损是轴承失效的主要形式。国内外研究人员分析了轴承磨损常见故障形式及原因[1，2]。目前还有很多难以确定的变量，对复杂磨损需进行有针对性的分析。

本文基于某轴承外圈及轴承座磨损故障，梳理了故障树，通过对故障原因的分析，确定封气杂质进入轴承外圈及轴承座是磨损发生的原因。经优化封气过滤工艺并试验验证，成功排除了故障。

1 故障现象

在完成某型涡轮部件试验后发现轴承座与轴承外圈表面有明显的磨损现象：磨损表面有沟痕，表面材料脱落，出现磨损的暗面，配合面上有清晰的凹痕，未见严重的塑性变形或者疲劳剥落，如图1所示。

2 故障排查及解决

根据轴承磨损情况及使用要求，通过理论分析与工程实践相结合的方式梳理出可能原因如下所示。

2.1 疲劳失效

查阅该型轴承的使用履历信息，使用至今，累计运行150小时，远低于距离其额定使用寿命，且在该型轴承的验证试验中，未发现在较短时间内出现疲劳失效的案例。

2.2 安装工艺不當

1）轴承配合间隙不当

故障后对对轴承和轴承安装座尺寸进行检查，测量周向任意八点、四个直径，轴承外圈与轴承安装座设计配合尺寸满足设计要求。

2）拆装混进杂质

根据工艺记录单，未见混入杂质现象。

3）安装方向错误

根据工艺记录单，未见轴承安装方向错误现象。

2.3 润滑不良

1）润滑油量不足

根据试验过程中滑油运行记录，滑油系统运行压力和油箱液位均在合理运行限制参数内。与轴承相关的轴温变化正常，无温升突变等异常现象。

2）滤油器工作不良

轴承磨损前滑油检测结果显示，滤前滑油等级合格，滤后滑油等级合格，可排除滤油器工作不良导致滑油等级不合格的可能。

2.4 振动碰磨

判读在线监测数据，试验过程中振动并未超过限制值，且若因振动导致轴向碰磨，则周向磨损情况分布应较均匀，由此可排除该原因。

优化并修复封气过滤设备与工艺，并（下转第68页）（上接第71页）对轴承磨损位置进行镀层修复后，轴承在试验过程中运行良好，且分解后检查，未见异常，故障得以解决。

2.5 杂质带入

1）装配杂质带入

按照扭轴更换工艺单的要求，拆卸后的每一个零部件均按规定“用汽油清洗轴承座壳体，并用气泵吹干净”。查阅工艺记录单，未见混入杂质现象。

2）滑油杂质带入

试验后对试验件滑油进行送检分析，检验结果表明颗粒度在允许范围之内，油滤表面未发现杂质。

3）封气杂质带入

对干燥罐进行分解检查后发现，干燥剂已失效，干燥罐出口滤处有大量杂质。

由图1磨损情况可知，磨损位置集中在封气流路入口位置。经现场排故及分析，可认定造成轴承磨损原因为：干燥罐内干燥剂失效，导致设备封气内夹杂杂质;夹杂在封气中的杂质进入轴承外圈与轴承座间的游隙内，经高速运转、磨损形成。

3 结论

1）封气杂质是引起本次轴承磨损的主要原因。轴承使用过程中应尽量减少轴承的分解与再装配频次，防止杂质带入;对于需外部封气的轴承，应保证封气干燥、洁净，辅助供气设备应定期进行详细保养与检查。

2）轴承配合尺寸需定期检查并记录，保证其符合设计要求，防止轴承与轴承座间因相对运动产生磨损。

【参考文献】

[1]肖顺根，宋萌萌.基于小波包能量神经网络的滚动轴承故障诊断方法[J].机械强度，2014，03：340-346.

[2]Carat Gaiersiji N B.friction，wear and lubrication of Wu Y W.Handbook[M].Beijing：Mechanical Industry Press，1986：134-153.