薛 剛

（山東魯碧建材有限公司，山東 萊蕪 271103）

主排風(fēng)機滑動軸承的磨損診斷與分析

薛 剛

（山東魯碧建材有限公司，山東 萊蕪 271103）

主排風(fēng)機滑動軸承產(chǎn)生磨損的原因主要有負載過大、異物進入滑動軸承、滑動軸承位置不當(dāng)、軸承潤滑不足以及酸性物質(zhì)或氣蝕的腐蝕作用。本文探討了一例應(yīng)用鐵譜分析技術(shù)預(yù)測主排風(fēng)機滑動軸承磨損的案例，分析了鐵譜分析技術(shù)的實際應(yīng)用情況。

主排風(fēng)機；滑動軸承；磨損；診斷技術(shù)

在電機、風(fēng)機等機械設(shè)備中，滑動軸承是非常重要的機械零件。滑動軸承主要通過運用流體動力油膜產(chǎn)生的壓力來承擔(dān)負載，其運行性質(zhì)決定其可能會出現(xiàn)磨損，而如果滑動軸承產(chǎn)生磨損，則其工作效率也會降低，情況嚴重時，滑動軸承無法正常工作，從而影響整組機械的正常運行。本文主要對主排風(fēng)機滑動軸承的磨損進行研究，為滑動軸承的實際應(yīng)用提供參考資料。

一、主排風(fēng)機滑動軸承產(chǎn)生磨損的原因

滑動軸承的磨損通常有劃傷、輕微磨損或嚴重磨損，根據(jù)滑動軸承的實際磨損情況，其產(chǎn)生磨損的原因主要有以下幾個方面。

第一，負載過大?；瑒虞S承的主要作用是承受負載，但是如果其承受的負載過大，則滑動軸承運行過程中會產(chǎn)生較高的熱量，持續(xù)高溫會使金屬的附著力降低，從而使得滑動軸承表面物質(zhì)脫落而產(chǎn)生磨損。

第二，異物進入滑動軸承?；瑒虞S承運行的過程中，如果質(zhì)地堅硬的異物進入滑動軸承間隙中，硬質(zhì)異物會與軸承表面產(chǎn)生摩擦，從而使軸承產(chǎn)生磨損。

第三，滑動軸承的位置不當(dāng)。機械管理工作人員在裝配滑動軸承時，沒有將滑動軸承裝在中心線上，軸承偏斜，而滑動軸承在運行的過程中，其中一端會出現(xiàn)較為嚴重的摩擦，摩擦產(chǎn)生的熱量使軸承表面的金屬疲勞，從而使軸承受損。

第四，軸承潤滑不足。機械管理人員在維護滑動軸承時，沒有嚴格按照相關(guān)規(guī)定對滑動軸承進行潤滑處理，或工作失誤而潤滑不當(dāng)，使得滑動軸承在工作過程中油量供應(yīng)不足，使得流體動力油膜破裂而產(chǎn)生磨損、咬死等情況。除此之外，油路泄漏、油路不暢、油泵障礙、油網(wǎng)堵塞、減壓閥彈簧故障等原因均可能導(dǎo)致滑動軸承在運行過油量供應(yīng)不足，這種斷油故障也會引起滑動軸承磨損、故障。

第五，酸性物質(zhì)或氣蝕的腐蝕作用?；瑒虞S承需要在潤滑油的作用下運行，但是潤滑油中的酸性物質(zhì)對金屬有腐蝕作用，使得滑動軸承的表面物質(zhì)逐漸被腐蝕，從而出現(xiàn)局部或大部軸承表面物質(zhì)變質(zhì)的情況。氣蝕即指外油中空氣泡的形成和崩潰會使得局部壓力大幅提高，增大了滑動軸承該局部位置的壓力，使得滑動軸承負載過重，從而產(chǎn)生磨損。

在實際應(yīng)用過程中，機械工程師通常會謹慎選擇軸承的材料，保證滑動軸承在工作過程中與軸頸同軸，從而防止滑動軸承產(chǎn)生較為嚴重的損傷。一般情況下，機械工程師選擇滑動軸承襯套材料時，會選擇使用鉛基巴氏合金，巴氏合金具有較強的抗腐蝕能力、抗燒結(jié)能力、抗鑲嵌能力，且其容不同軸的能力同樣較好，是滑動軸承的理想材料。通常情況下，滑動軸承開始出現(xiàn)磨損時，巴氏合金層通常最先受損。實驗人員應(yīng)用鐵譜分析法分析油樣成分時，巴氏合金所占的比例顯著較大。

二、主排風(fēng)機故障案例

本文所研究的主排風(fēng)機滑動軸承襯套應(yīng)用的是鉛基巴氏合金，電動機的功率為9300kW，風(fēng)壓2000mmH2O，排氣量21000m3/min，其實際結(jié)構(gòu)如圖1所示。機械維護人員對該主排風(fēng)機軸承進行維護時，分析其油樣組成，而該油樣的直讀鐵譜分析數(shù)據(jù)與前次檢差數(shù)據(jù)存在顯著的差異，數(shù)據(jù)值明顯增大。其中大磨粒讀數(shù)DL值顯著升高，且存在較多的錫元素、鉛元素。分析鐵譜譜片上存在較少滑動磨粒的同時，較多的有色金屬顆粒沉積在分析鐵譜譜片的全長位置，約10～20μm，這些顆粒按照磁力線的方向隨機排列于分析鐵譜譜片上，呈現(xiàn)為表面呈粒狀而不光滑的團狀物質(zhì)，該物質(zhì)有較深的顏色，可吸收多數(shù)光，利用偏振光照射該物質(zhì)時，物質(zhì)表面無閃爍光，可推斷該物質(zhì)并不是黑色的氧化鐵。這些磨損顆粒物質(zhì)主要是滑動軸承襯套巴氏合金，據(jù)此可推斷軸瓦存在磨損情況，且是潤滑不到位引起的磨損，機械維護人員提出相關(guān)警告。機械維護人員進行主排風(fēng)機軸承油樣檢驗時，同時進行振動情況分析，且振動情況分析結(jié)果并沒有顯示出異常情況，所有的振動參數(shù)均正常，使得該磨損情況沒有得到及時處理。

一個月后，機械維護人員再次對主排風(fēng)機油軸承油樣進行檢查，實驗檢測結(jié)果與上次檢測結(jié)果所反映的情況相同，油樣中的巴氏合金含量較高，且出現(xiàn)熔融的情況，部分巴氏合金磨料表面已經(jīng)形成球狀形態(tài)，可見滑動軸承的磨損情況仍處于發(fā)展當(dāng)中，建議進行停機檢修，并對軸瓦等部件的受損情況進行謹慎分析。之后機械維護人員拆開了主排風(fēng)機的軸瓦，圖1所示4個樣點均受到磨損，且磨損的程度不一，滑動軸承襯套存在劃傷，局部表面金屬脫落?；瑒虞S承換用新軸瓦后，其工作恢復(fù)正常。本次研究的案例主要應(yīng)用了油樣分析法預(yù)測機械故障，且油樣分析法在早期機械故障預(yù)測方面的應(yīng)用價值比振動分析高，主要原因是主排風(fēng)機并沒有非常明顯的故障，其各項裝置和零件均處于正常的工作狀態(tài)，不會出現(xiàn)明顯的振動異常，因此，早期故障預(yù)測應(yīng)采用油樣分析法，以減少磨損嚴重、咬死等不良事件的發(fā)生。如果在本次檢測中沒有應(yīng)用鐵譜分析技術(shù)，而只是依靠振動分析進行故障排查工作，則滑動軸承最終會由于磨損嚴重而咬死，軸承失效而引起整個機組停運。

圖1 主排風(fēng)機滑動軸承

三、關(guān)于鐵譜分析技術(shù)的探討

在機械設(shè)備中，滑動軸承的應(yīng)用頻率較高，但是其容易出現(xiàn)磨損的情況。在實際應(yīng)用過程中，可使用鐵譜分析法對油樣組成成分進行監(jiān)測和分析，從而及時發(fā)現(xiàn)異常情況，便于機械維護人員及時排除故障。盡管振動分析同樣可有效檢測機械運行故障的情況，但是磨損故障的排查難度較大，且滑動軸承出現(xiàn)磨損初期，其工作狀態(tài)仍處于正常狀態(tài)，且磨損不會影響其他零件的正常運行，從而機械整體振動參數(shù)均可能處于正常參數(shù)范圍內(nèi)，從而無法有效地預(yù)測障礙。與振動分析方法不同，鐵譜分析方法可有效檢測出大量的磨粒，從而為盡早排除故障提供科學(xué)依據(jù)。但是在實際應(yīng)用過程中，由于鐵譜主要對鐵磁性物質(zhì)的靈敏度較高，但是對非磁鐵性物質(zhì)的反應(yīng)較遲鈍，如果非磁鐵性質(zhì)物質(zhì)的量并不多，則鐵譜分析可能失效。由此可見，鐵譜分析預(yù)測滑動軸承磨損故障的應(yīng)用難度較高。對此，企業(yè)應(yīng)積極地加強對故障預(yù)測技術(shù)的研究，仔細研究主排風(fēng)滑動軸承磨損的原因，積累經(jīng)驗，并提出有效的處理措施來預(yù)防故障的發(fā)生，從而降低滑動軸承失效的事件，減少由于故障而產(chǎn)生的經(jīng)濟損失，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

結(jié)束語

滑動軸承是主排風(fēng)機重要的組成部分，其運行狀態(tài)直接影響著整臺機械的運行效率。從理論方面來講，采用鐵譜分析可有效預(yù)測滑動軸承的磨損情況，為機械維護人員提供檢修依據(jù)，從而維護機械的正常運行。但是，鐵譜分析的實際應(yīng)用難度較高，企業(yè)應(yīng)加強對鐵譜分析技術(shù)的研究，多積累機械故障預(yù)測和處理經(jīng)驗，提高機械工作效率，從而為企業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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