轴承检修与装配

轴承检修与装配•第一节轴承简介•轴承是转动机械上重要组成部件，它承受转子的径向和轴向载荷，限制转子的轴、径向运动位置，以保障转动机械的安全经济运行。对轴承要求是摩擦阻力小、寿命长、体积小、能适应较高转速、精密度高和可靠性大。•按摩擦性质轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。一、滑动轴承•滑动轴承一般按载荷分类，分为径向轴承、推力轴承、径向推力轴承•按油楔分类，可分为单油楔和多油楔•燃机上常用是整体套筒滑动轴承和对开式滑动轴承•整体套筒滑动轴承为单油楔，常用的椭圆滑动轴承是多油楔径向推力轴承整体（套筒）式和对开式滑动轴承整体（套筒）式滑动轴承•整体式滑动轴承的轴瓦在轴承座中以螺钉固定，轴承座的材料为铸铁和铸钢，轴瓦的材料为青铜或黄铜。它只适应于低速、轻载、或间歇工作的小型机械。燃机辅助齿轮箱4#轴瓦是套筒轴承，辅助滑油泵滑动轴承也是套筒轴承。它的特点是结构简单，制造方便，高速稳定性差。对开式滑动轴承•对开式滑动轴承由轴承座、轴承盖和上下轴瓦组成，轴承盖和轴承座靠连接螺栓连接。•轴承座轴承盖材料通常为铸铁或铸钢，上下的材料为青铜、黄铜或表面浇铸巴氏合金（钨金）铸铁和铸钢等。•由于钨金机体韧而有朔性、抗应变能力强、摩擦系数小，所以多用于高载荷设备，如汽轮机发电机等。•它的特点是流量较大升温较低，高速稳定性好，工艺性比多油楔好。滑动轴承与滚动轴承相比优缺点•优点•轴颈与轴瓦接触面积大，承载能力强。•径向尺寸小，精度高•振动小，抗冲击载荷强•在保证液体摩擦条件下，可长期在高速下工作•缺点•启动力矩大•润滑油量大•不易密封，好漏油二、滚动动轴承•滚动轴承如右图所示，它由外圈、内圈、滚动体(滚珠、滚柱、滚锥、滚针等)、隔离圈等组成。•内圈与轴颈配合，外圈与轴承座配合，为保证滚动体在内环、外环间正常滚动，用隔离圈保持滚动体的距离滚动轴承与滑动轴承比较•优点•滚动轴承较滑动轴承摩擦系数小。•消耗功率少，启动力矩小。•易密封，耗油少。•能自动调整中心以补偿轴弯曲及装配误差。•缺点•受冲击载荷能力差。•径向尺寸大•转动时噪音大•成本高滑动轴承的检修与装配•一、滑动轴承常见故障及原因•滑动轴承常见故障有：•钨金磨损剥落•局部熔化（俗称烧瓦）•钨金与瓦壳分离（俗称脱胎）轴瓦磨损不均匀情况轴瓦局部过热钨金熔化轴瓦过热钨金熔化径向推力轴承的推力面磨损故障原因•润滑系统不畅通或堵塞•润滑油变质•轴颈与轴瓦间落入杂物•轴安装不良•轴瓦间隙不当•振动过大二、滑动轴承的检修•各种型式的滑动轴承检修方法基本一致，这里仅对对开式钨金瓦予以介绍1、检查钨金表面•用煤油洗净瓦上残油污垢，检查表面是否光滑，有无麻点、砂眼、裂纹、沟痕、钨金脱落、变形变色等缺陷。2、检查钨金与瓦壳结合的严密性•敲击法：用小锤轻轻敲击轴瓦壳，听其声音是否清脆无杂音；敲击时放在瓦壳与钨金接缝处的手指不应有颤抖的感觉。•浸油法：这个方法要比敲击法准确的多，它是把轴瓦在煤油中浸泡30分钟，然后取出擦净，并在钨金与瓦壳接缝处涂一层白垩粉，过段时间观察有无变化，如脱胎白垩粉上浸出油线来。检查轴颈与轴瓦接触角•轴与下瓦接触的弧长所对应的圆心角称为接触角•接触角应在60~90度范围内，而且在轴瓦正中•一般说来，轴瓦短的接触角大，轴瓦长度L接触角αL≤1.5D90°2D＞L＞1.5D60°＜α＜90°L＞2D60°对接触面积要求及检查方法•接触面上的接触点分布要均匀，保证每平方厘米不少于两个点•检查方法:在轴颈上涂上红丹粉，将下瓦扣在轴颈上，让轴瓦绕轴旋转，取下后检查接触角和接触点。•达不到要求的要求刮削。轴瓦间隙检查•径向间隙检查：径向间隙是保证轴颈和轴瓦之间形成润滑油膜，借以达到液体摩擦必不可少的条件。径向间隙也影响机械的运转精度，间隙越小运转精度越高，但间隙过小又会影响油膜形成，达不到液体摩擦的目的。间隙过大也会影响油膜的形成，而且运转精度很低，甚至在运转中会产生振动。轴瓦间隙的确定•径向间隙应符合制造厂家的要求•下面是GE公司MS5001P型机组规定燃机1#、2#轴瓦间隙轴瓦号轴径轴瓦间隙长度垂直水平垂直水平1203.2203.15152.4203.62203.57204.03203.970.470.370.880.772203.2203.15152.4203.62203.62204.03203.970.470.370.880.77轴瓦间隙的确定•相对间隙选取•汽轮机、电动机、发电机0.001~0.002•风机、离心泵、齿轮变速装置0.001~0.003•一般轴径大于100毫米的圆筒型轴瓦，其顶部间隙为轴径的1.5~2/1000•椭圆型轴瓦其顶部间隙为轴径的1~1.5/1000，两侧间隙为1.5~2/1000轴瓦间隙的确定•径向间隙用常用机械上轴承径向间隙表确定轴颈轴颈50~8080~120120~180180~250250~360瓦顶间隙0.10~0.160.12~0.20.16~0.280.2~0.40.30~0.60轴瓦间隙的确定•径向间隙可用测量工具直接测量•径向间隙也可用塞尺直接测量•径向间隙也可以用压铅丝方法测量，铅丝长度20~30毫米，铅丝直径约为轴径的1.5/1000~4/1000•轴向间隙一般用百分表测量滑动轴承修理•对钨金瓦表面有轻微缺陷者，可进行补焊修理。•对于剥落和局部熔化大于接触面积25%，或接缝脱胎长度大于1/5，要重新浇铸。•补焊和浇铸所用钨金要与原钨金相同，补焊和浇铸后要进行机械加工，而后进行刮研工作。滑动轴承的装配•首先进行轴瓦和轴承座的装配，两者的配合弧面要吻合，不允许轴瓦直径过大和过小•轴瓦与轴承盖应是紧配合，轴瓦盖给予轴瓦以压紧力（即通常所说的紧力），这是为了防止轴瓦在轴承盖中振动。•紧力的大小要按制造厂家的要求•离心风机紧力为0.02~0.04毫米•离心泵紧力为0.04~0.08毫米•燃机轴瓦紧力，在我们现有GE公司有关轴承部分资料没有介绍，在我们技术部编写《6B燃机工艺规程》中，经验值推荐为过盈0.03mm－0.05mm。滚动轴承的检修•滚动轴承常见故障和原因滚动轴承常见故障主要有：脱皮剥落、磨损、过热变色、锈蚀、裂纹和破碎等。1、脱皮剥落•脱皮剥落是指轴承内、外圈的滚道和滚动体表面金属成片状脱落。这是由于轴承承受反复变化的接触应力而引起的轴承疲劳剥伤现象。其原因是安装或装配不良，轴承座和滚道变形、润滑不良及振动过激等。2、轴承磨损•磨损的主要原因是轴承滚道中落入杂物、润滑不良、装修和运行不当所致。磨损间隙过大要产生振动和噪音。3、过热变色•轴承工作温度超过170℃时，硬度显著下降，承载能力降低，故轴承的工作温度通常限制在80℃以下。过热原因是供油不足或中断、油质不良、冷却水系统故障和安装间隙不当等。轴承过热将使其机械性能降低，甚至变形和损害。4、裂纹和破碎•轴承的内外圈、滚动体、隔离圈破裂是一种恶性损坏事故，其原因是轴承与轴或轴与轴承座配合不当，装修不良等。•据统计轴承损坏中60%是因为检修拆装和润滑不当造成过热而损坏。滚动轴承检查•1、用煤油将轴承洗净擦干，检查表面的光洁程度，以及有无裂纹、锈蚀、脱皮等缺陷。•2、检查滚动体的形状和彼此尺寸是否相同，以及隔离圈的松动情况。•3、检查轴承旋转是否灵活和隔离圈位置是否正确。检查方法是用手拨动轴承旋转，然后任其自行减速停止。一个良好的轴承在飞转时应转动平稳，略有轻微响声，但无振动，停转时应逐渐减速停止，停止后无倒转现象。滚动轴承检查•1，轴承的清洗拆卸下轴承检修时，首先记录轴承外观，确认润滑剂残存量，取样检查用的润滑剂之后，洗轴承。作为清洗剂，普通使用汽油、煤油。拆下来的轴承的清洗，分粗清洗和细精洗，分别在容器中，先放上金属的网垫底，使轴承不直接接触容器的脏物。精清洗时，如果使轴承带着脏物旋转，会损伤轴承滚动面，应该加以注意。在粗清洗油中，使用刷子清除去润滑脂、粘着物，大致干净后，转入精洗。精洗，是将轴承在清洗油中一边旋转，一边仔细地清洗。另外，清洗油也要经常保持清洁。滚动轴承检查–2，轴承的检修和判断为了判断拆卸下来的轴承是否可以再使用，要在轴承洗干净后检查。精心检查滚道面、滚动面、配合面的状态、保持架的磨损情况、轴承游隙的增加及有无关于尺寸精度下降的损伤，异常。非分离型小型球轴承，则用一只手将内圈支持水平，旋转外圈确认是否流畅。圆锥滚子轴承等分离形轴承，可以对滚动体、外圈的滚道面分别检查。大型轴承因不能用手旋转，注意检查滚动体、滚道面、保持架、挡边面等外观，轴承的重要性愈高愈须慎重检查。是否可再使用的判断，是考虑轴承损伤程度、机械性能、重要性、运转条件、至下次检修的期间而决定。可是，如有下述缺陷则不能再使用。必须理换新轴承。滚动轴承检查–内圈、外圈、滚动体、保持架的任何一个上有裂纹，或缺口。套圈、滚动体任何一个上有断裂。滚道面、挡边、滚动体上有显著松驰。滚道面、滚动体上有锈，有伤。滚道面、滚动体上有严重的压痕和打痕。内圈内径面或外圈外径面有明显的蠕变。因热而造成的变色明显。封入润滑脂的轴承，密封圈、或防尘盖的破损明显。滚动轴承检查•4、检查轴承的径向间隙和轴向间隙。轴承间隙是保证油膜润滑和滚动体转动畅通无阻所必须的间隙数值都有标准或规程规定。•根据轴承所处状态不同其间隙分为原始间隙、配合间隙、工作间隙。•原始间隙：轴承未装配前，自由状态下间隙。•配合间隙：轴承安装到轴上和轴承座后的间隙•工作间隙：是指轴承工作时的间隙•用于配合过盈关系，配合间隙G1永远小于原始间隙G，•其关系为：G1＝G－KY，K为配合系数，内圈紧配合时K＝0.65，外圈紧配合时K＝0.55，Y为配合的名义过盈。•由于内、外圈温差使工作间隙小于配合间隙，又由于旋转离心力的作用使滚动体和内外圈产生弹性变形，工作间隙又大于配合间隙。在一般情况下工作间隙大于配合间隙。•原始间隙可用百分表测量，配合间隙可用压铅丝或用塞尺测量滚动轴承的配合•轴承与轴肩的配合：轴承装在轴上不应有晃动和偏斜，轴肩的高度是内环厚度的1/2~2/3，余下的1/2~1/3是供拆卸轴承时工具着力的地方，若轴肩过高拆卸时卡不住内圈，过低则易压坏轴肩。•轴承与轴承室的配合径向配合：轴承外圈与轴承盖之间不应有紧力，因为运行中轴承随轴一起膨胀移动，否则会使轴承的滚动体卡住，甚至损坏。但又不能太松，太松了转动的精度低，转子易跳动，也容易损坏轴承。故通常轴承外圈与轴承盖间有0.05~0.1毫米的径向间隙。轴向配合：为保证转轴受热后的自由膨胀伸长，在轴承承力侧轴承与轴承盖之间应留有足够间隙。滚动轴承配合•轴承与轴的配合电厂常见轴承，其内圈与轴采用紧配合，即过盈配合。过盈值的大小决定轴上载荷的大小、方向特性。过盈值太小，会使转轴与内圈发生摩擦，由于轴承的硬度高于轴，往往造成轴的磨损。过盈过大会使内、外圈与滚动体间隙变小，轴承容易卡住和损坏，故过盈值的大小应根据产品说明书和国家标准的规定选用。一般情况下轴承与轴的配合紧力为0.02~0.05毫米。•其它注意问题轴承装配时，将无型号一面放在轴肩一侧，施力要均匀，垂直于内圈四周，禁止用手锤直接敲打内圈。拆卸要求•拆卸要求轴承的拆卸会大大地增加其损坏的可能性，因此只有在下列情况下才进行此项工作：1、轴承自然或事故损坏时；2、修理设备和更换零件必需拆除轴承时；3、装配不良需返工重新装配时。•轴承的拆卸容易引起内圈与转轴的过盈减少，因此拆卸时施力部位要正确，从轴上退下轴承时要施力于内圈，从轴承室取出轴承时要施力于外圈，施力时尽可能平稳均匀缓慢。拆装方法•铜棒和手锤法这是最简单的拆装方法，仅用于过盈不大的小型轴承，为了受力均匀，铜棒沿内圈圆周交替敲打，不允许用手锤直接打轴承。•套管和手锤法此法比前种方法优越，使敲击力均匀分布在整个轴承内圈上，套管硬度要比内圈低，其内径略大于内圈内径，外径略小于内圈外径，套管端头做成球面可传力均匀，防护环的作用是避免敲击时杂质进入轴承。•加热拆装法此法适用过盈较大配合或大型轴承拆装，装轴承时，把轴承置于80~90℃矿物油中加热（不要超过120℃），要注意，轴承放在油箱中加热时，不要与油箱底部直接接触，避免轴承退火