潤滑
滾動軸承需要潤滑。潤滑劑有三個好處:
a. 減少因為不理想的轉(zhuǎn)動或者滑動產(chǎn)生的磨損。
b. 通過油膜效應(yīng)增大載荷。
c. 從接觸區(qū)域傳導(dǎo)走熱量。
潤滑劑的選擇對軸承的有效運行至關(guān)重要。主要的選擇有油和油脂。
油不是被儲藏在軸承里。因此,儲油室中的油被用來不斷地補充油潤滑軸承中的油。這意味著油潤滑的軸承通??梢猿惺芨嗟奈廴?,相比脂潤滑油潤滑的運行溫度也更低。為了改善軸承周圍的油循環(huán),一些軸承會設(shè)計有甩油環(huán)。這是一個安裝在軸上并隨軸一起旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)。它從儲油室中把油收集過來,并將其轉(zhuǎn)移到安裝軸承位置的軸上,再轉(zhuǎn)移到軸承上。大多數(shù)的滾動軸承依靠滾動體和保持架來在軸承周圍輸送油。
還可以在軸承油箱內(nèi)可安裝冷卻盤管,以冷卻油,延長軸承壽命。有加油站的時候,也可以有一個帶冷卻或過濾裝置的外部油箱,來延長軸承的壽命。對于風(fēng)機來說,在回流管路中通常有一個溢流閘門。油被泵入軸承并流過閘門。這意味著如果油泵發(fā)生故障,軸承內(nèi)的油不會倒流損失。

球面滾子軸承-潤滑脂因為磨損變黑
雖然油潤滑有很多優(yōu)點,但是它也有一個主要的缺點。當(dāng)軸封失效,油從軸封處泄漏時,油很難保留在軸承內(nèi)。在某種程度上,這是由軸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的風(fēng)阻引起的。油蒸發(fā)的風(fēng)阻會增大軸承箱內(nèi)部的壓力。通過使用復(fù)雜的軸封,包括一系列的迷宮結(jié)構(gòu)和o 形圈,可以將軸封泄漏降至最低。此外,通過軸承箱上的排氣口也會有油的損失,該排氣口用于減小風(fēng)阻和油蒸發(fā)產(chǎn)生的壓力對軸封的影響。隨著現(xiàn)代環(huán)境的要求,這種油損失的影響必須被考慮。Halifax Fan 一直與一個鋼鐵制造商合作將油潤滑滾動軸承更換為脂潤滑滾動軸承,因為該制造商每周需要使用幾加侖的油,來保持軸承油位在一個可接受的水平。在一些設(shè)施中,也建議不使用油潤滑,因為石油被視為火災(zāi)隱患。
風(fēng)機軸承滾動體的主要潤滑方式是脂潤滑。如果軸承內(nèi)充滿了潤滑脂,軸承會變得太熱。然而,當(dāng)風(fēng)機運行時,軸承可能有10%的空間充滿了油脂。為了確保軸承表面完全涂滿潤滑脂,它們最初會被填充好潤滑脂,并且兩側(cè)會填充兩側(cè)空間的25%至50%的潤滑脂。當(dāng)軸承最初運行時,它會由于過多的潤滑脂而運行發(fā)熱。過多的油脂將被移出軸承,但只有當(dāng)有多余的空間潤滑脂可以去。
整體軸承單元在軸承之間有一個大的空腔可以裝潤滑脂。因此,沒有必要去清空軸承里舊的潤滑脂。對于其他軸承座,需要去除舊的油脂,通常每隔幾年一次。對于較大的電機,有一個排油口,加油的時候舊的油脂便從排油口被排出。由于額外的潤滑脂被從腔內(nèi)推入軸承,在重新潤滑脂后,軸承溫度通常會升高幾個小時。
潤滑劑過早失效常見的原因是環(huán)境影響。水的污染會導(dǎo)致油或潤滑脂的稠度發(fā)生明顯的變化。通常,油脂會因為水的污染而變得更白。靜電放電經(jīng)常被認為是軸承損壞的主要原因。然而,在較弱的電弧水平的時候,潤滑脂就會產(chǎn)生局部積碳,導(dǎo)致快速老化。在不到6 個月的時間里,油脂已經(jīng)失效。使用彈性體聯(lián)軸器可以防止電弧和因為油脂快速老化導(dǎo)致的油脂頻繁補償。
軸承溫度首先失效的部分是潤滑油,大多數(shù)潤滑脂在120℃以上變成液體。通常,軸承的運行溫度不允許超過90?C,否則會有溫度瞬變導(dǎo)致故障的風(fēng)險。對于脂潤滑,更換潤滑劑沒有冷卻效果。這意味著需要外部冷卻(要么冷卻軸承座,要么使用冷卻風(fēng)扇將熱量從軸上帶走)。與油潤滑相比,潤滑脂的粘度通常較高,這意味著脂潤滑的軸承的設(shè)計需要更多的關(guān)注冷卻。
對于油和潤滑脂,必須考慮兼容性,因為有報告顯示潤滑脂由于與另一種不相容的混合會變硬。因此,確保使用兼容的潤滑脂很重要。Halifax Fan使用復(fù)合鋰基潤滑脂,在大多數(shù)應(yīng)用中可以與礦物油或合成油一起使用,但也可以根據(jù)應(yīng)用情況使用其他材料。一些終端用戶會盡量減少現(xiàn)場使用的潤滑脂種類,或者有一個首選的供應(yīng)商。如果是這種情況,他們需要讓風(fēng)機制造商知道,以便軸承可以重新注上符合他們要求的潤滑脂。
振動
滾動軸承不是剛性的。軸承越小,承載越少,其剛度就越小。有計算軸承剛度的標(biāo)準(zhǔn)公式將這些因素考慮在內(nèi)。這些公式給出的剛度是載荷方向上的剛度。對于定位軸承,這也往往是垂直于載荷方向的剛度,但對于非定位軸承,垂直于載荷方向的剛度約為載荷方向剛度的33%。如果軸承是剛性的,風(fēng)機會由于轉(zhuǎn)子的自然頻率意外接近于運行頻率而產(chǎn)生振動問題。
常見的振動問題是由于軸承輕負荷而打滑。軸的振動像跳繩一樣旋轉(zhuǎn)。向前旋轉(zhuǎn)是由于不平衡而引起的,發(fā)生在軸旋轉(zhuǎn)的方向上。反向旋轉(zhuǎn)由打滑驅(qū)動,并向與軸旋轉(zhuǎn)相反的方向移動。通常情況下,由于反旋旋轉(zhuǎn)只是由于不平衡而受到弱激勵,所以不考慮反旋轉(zhuǎn),反向旋轉(zhuǎn)可以接近于運行速度。當(dāng)軸承過度滑動時,這就成為一個問題,并可能導(dǎo)致在運行速度下很高的振動。當(dāng)這種情況發(fā)生時,解決方案通常是更換一個可以承受輕負荷而不打滑的軸承。例如,球面滾子軸承可以改為自調(diào)心球軸承。

ATEX 風(fēng)機-機械密封,帶溫度和振動傳感器的軸承座
當(dāng)軸承因打滑而出現(xiàn)熱循環(huán)時,如果反向旋轉(zhuǎn)的固有頻率接近于運行速度,也會出現(xiàn)振動循環(huán)。這產(chǎn)生了一個旋轉(zhuǎn)振動疊加在因為不平衡而產(chǎn)生的振動上。實際上,在平衡圖上有一個偏置圓,圓心是不平衡的效果。圓的大小表明了打滑的影響程度。由于這是一個打滑的熱現(xiàn)象,循環(huán)可以持續(xù)30 分鐘到1 小時。
軸承的故障并不總是導(dǎo)致高振動。有一些大型風(fēng)機的軸承嚴(yán)重剝落,大約50%的軸承軌道損壞,但是振動水平小于5 毫米/秒。這導(dǎo)致了通過高頻振動測量來檢測軸承故障的興起。在20 世紀(jì)80 年代,使用單個值的沖擊脈沖監(jiān)測被用作檢測軸承故障的一種方法。然而,由于隨著運行良好的軸承被發(fā)現(xiàn)運行噪音越來越大,好的軸承也被判定為失效,這種測量方法就過時了。這是由于用戶沒有通過查看檢測值隨著時間變化的趨勢來檢測軸承是否惡化。最近,加速度包絡(luò)法來評估軸承狀況已越來越受歡迎。這是一種現(xiàn)代的類似于沖擊脈沖監(jiān)測的方法,它使用更復(fù)雜的方法來生成單個數(shù)字。像沖擊脈沖監(jiān)測一樣,它很難區(qū)分噪聲大,但是可以接受的軸承和開始失效的軸承是基于孤立的讀數(shù)來判定的。哈利法克斯風(fēng)機已經(jīng)遇到許多終端用戶,這種方法把良好的軸承判定為失效。對于加速度包絡(luò),就像對于低值讀數(shù)的沖擊脈沖監(jiān)測一樣,有必要隨時間趨勢值,以評估軸承是否正在失效。
總結(jié)
滾動軸承是風(fēng)機使用的主要軸承類型。各種類型的軸承都有自身的優(yōu)缺點,但只要設(shè)計和維護得當(dāng),風(fēng)機就可以平穩(wěn)地運轉(zhuǎn)。
風(fēng)機行業(yè)應(yīng)用特點為連續(xù)、高速運行、軸承易發(fā)熱、同時對軸承的噪音有極嚴(yán)格的要求。針對風(fēng)機行業(yè)的運行要求,豫西3Y軸承采用特殊設(shè)計,開發(fā)出了風(fēng)機專用軸承系列。既滿足了風(fēng)機行業(yè)對軸承的噪音要求,同時也極大地提高了軸承在風(fēng)機上的使用壽命,并可根據(jù)客戶特殊要求,生產(chǎn)耐高溫,高精度軸承。
風(fēng)機主要故障機原因(軸承溫升過高、噪音)
軸與滾動軸承安裝歪斜、前后兩軸承不同心;
軸承游隙過小,安裝后沒有游隙;
軸承箱劇烈振動;
潤滑劑質(zhì)量不良,含有雜質(zhì)、灰塵、污垢或填充量不足;
軸承箱蓋、座聯(lián)接螺栓的緊力過大或過??;
軸承加熱過程中,退磁不干凈或有油污;
軸承滾子表面和內(nèi)圈滾道表面有磕碰傷。



