朱愛華，朱成九

(華東交通大學(xué)a.機電工程學(xué)院; b.土建工程學(xué)院,南昌 330013)

某一懸臂離心風(fēng)機，轉(zhuǎn)速1 450 r/min，靠近電動機端所用的軸承為22324CC/W33，油浴潤滑，在運行8個月就出現(xiàn)燒損事故，被迫停機更換，現(xiàn)對其失效原因進行分析。

1 軸承和聯(lián)軸器外觀檢查

風(fēng)機機組結(jié)構(gòu)如圖1所示，軸承安裝結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 風(fēng)機機組結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 風(fēng)機軸承安裝結(jié)構(gòu)示意圖

對失效的軸承進行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)保持架已嚴重?zé)龘p變形，并有被滾子磨擠的凹痕，如圖3所示。單列滾子和外滾道表面有嚴重磨損和滾壓的凹痕，如圖4所示。外圈端面可見清晰的周向壓痕，如圖5所示。內(nèi)圈端面未見異常，內(nèi)滾道有明顯可見的分布于整個滾道面的嚴重的磨損痕跡；內(nèi)徑面可見輕度蠕動剝落痕跡。

圖3 保持架燒損

圖4 滾子和外滾道表面的凹痕

圖5 外圈端面的周向壓痕

軸承外徑面沿周向有蠕動剝落痕跡，如圖6所示。外滾道上可見剝落的金屬附著堆積在整個圓周上，如圖7所示。對聯(lián)軸器進行檢查發(fā)現(xiàn)，其端面有明顯可見多條周向異物擠壓痕跡。

圖6 外徑表面蠕動剝落痕跡

圖7 外滾道表面剝落失效

2 故障原因分析

軸承在裝機運行的初期是正常的，這說明安裝過程并未對軸承造成嚴重損傷；在運行8個月后出現(xiàn)異常燒損，說明故障是在運行過程中產(chǎn)生并迅速加劇的。該故障軸承使用油浴潤滑，滿足運行工況，且外圈上黑色碳化油跡也說明潤滑油量是充足的。

由于聯(lián)軸器的端面在徑向存在多條周向的擠壓痕跡，這表明電動機軸在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)熱膨脹致使聯(lián)軸器兩端面接觸或停機時異物進入聯(lián)軸器的兩端面之間(圖8)，使聯(lián)軸器端面受到一軸向載荷，從而引起電動機端調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈產(chǎn)生軸向偏移，使得該調(diào)心滾子軸承的軸向游隙減小為零。由于故障軸承靠近風(fēng)機一側(cè)的滾子與內(nèi)、外圈之間沒有軸向游隙，因此，軸承在1 450 r/min 的高速運轉(zhuǎn)下形成偏載，偏載不但造成各列滾子間的載荷分配不均，還會引起單列滾子歪斜及打滑，造成局部應(yīng)力集中，使?jié)L子及相應(yīng)內(nèi)、外滾道部分區(qū)域疲勞,同時，滾子將與保持架、內(nèi)圈、外圈產(chǎn)生干涉，出現(xiàn)劇烈摩擦[1-2]。這可從圖4看出，因偏載造成單列滾子和外滾道表面出現(xiàn)磨損和滾壓的凹痕。從圖7可看出，外滾道表面沿周向出現(xiàn)嚴重剝落，說明軸承在運行中該列滾動副之間產(chǎn)生嚴重擠壓摩擦，導(dǎo)致溫度升高，然后滾子出現(xiàn)粘連磨損造成疲勞剝落[3]，剝落后的金屬堆積在外滾道整個圓周表面上，進而導(dǎo)致軸承燒毀，這與現(xiàn)場的損壞軸承是相吻合的。

圖8 異物進入聯(lián)軸器端面間

3 結(jié)束語

根據(jù)上述分析可知，由于電動機軸在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)熱膨脹使聯(lián)軸器兩端面接觸或停機時異物進入聯(lián)軸器的兩端面之間，使得電動機端調(diào)心滾子軸承無軸向游隙，出現(xiàn)偏載，最終導(dǎo)致過早失效。因此，建議加強設(shè)備檢查，確保聯(lián)軸器間端面有合適的間隙，并對軸承箱內(nèi)潤滑油定期檢查更換，確保油位及質(zhì)量。