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推力球轴承使用故障分析

浏览数:170 
文章附图
推力球轴承按受力情况分单向推力球轴承和双向推力球轴承。单向推力球轴承,可承受单向轴向负荷,双向推力球轴承,可承受双向轴向负荷。
推力球轴承不能承受径向负荷,极限转速较低。如果承受两个方向的载荷,必须选用双向推力球轴承或单向推力球轴承配对使用。由于其市场流通性较广,现货供应及时,故在目前的轧机行业,一些850以下的四辊或六辊冷轧机,其中间辊或工作辊的辅机轴承选型为推力球轴承来限制轧辊的轴向窜动。
本次分析的应用故障为单向推力球轴承:
1、结构组成及性能
1.png
组成:1个座圈
作用与所安装的箱体孔径配合是外径与箱体过渡配合,限制了轴承在选装时的径向跳动量,是正确引导轴承的旋转基本保障。
组成1个轴圈
作用与轴过盈配合(理论设计),端面依靠轴肩,与轴同时同步旋转,传递轴向载荷。
组成1个保持架组件
作用球型滚动体把滑动摩擦转换为滚动摩擦,保持架均匀等分滚动体以保持受力的均匀,以及防止球体干涉碰撞,同时球体弧度与保持架弧度间隙配合,引导保持架在座圈与轴圈之间运转,防止保持架运转时碰撞或干涉除球体外的任何零件。
2、失效形式
新轴承上机使用5-8小时,下机磨辊时,拆箱发现大量铁粉,拆卸清洗时钢球脱落。
20201023
经统计共计装机12套,8套出现所述失效现象,损坏率高达66%。
3、损坏现象及原因分析
技术人员对拆卸的轴承进行了清洗检查,发现如下:
1、轴承滚动体与保持架兜孔异常磨损,兜孔直径磨损后大于球体直径,部分球体脱落;
2、保持架兜孔与两端面同时磨损异常,保持架圆周方向也有摩擦痕迹;
3、从轴承座拆出的轴承中发现,同是座圈没有轴圈,且座圈外柱面存在轴向位移痕迹;
4、其中4套为不同品牌混用
随机对未使用的轴承进行了对比测量,测量结果如下:
1、同品牌同批次的整套轴承测量尺寸均符合标准。
2、混装后的尺寸测量,出现高度误差,对比标准其高度降低2.2mm。
3、对比球体测量发现滚动体直径相差约2mm。
竖立检查旋转,发现保持架与轴圈座圈之间间隙值h为负值,发生干涉摩擦。
2.png
至此可以明确判断轴承的混装,造成尺寸误差,零件干涉是导致此次故障的原因所在。
4、安装改善
1、杜绝混装
首先不同品牌的轴承虽然外形尺寸相同,但是其滚动体与轴圈座圈的沟道不匹配,严禁互换混装;
其次同品牌不同批次的轴承同样严禁互换,因内部结构因批次不同会出现滚动体的数量或直径等数据变更;
1.1如特殊情况需要进行应急预装必须确保以下尺寸相同,各项尺寸误差≤0.03mm。
1.2需要滚动体直径相同、保持架外径小于轴圈外径、保持架厚度相互差小于1.5mm。
1.3组装后旋转顺畅,无卡阻、无干涉。
2、轴圈配合
目前安装都为座圈,主要是因为安装时,理论设计的轴圈与轴为过盈或小间隙配合,但实际使用时要实现快装快卸,这就很难达到目的,往往是安装困难,而同时使用座圈可以实现大间隙配合,达到快装快卸目的,但不符合实际使用要求容易造成轴承座圈外径(充当轴圈的座圈)
与箱体外径磨损,严重时造成轴承抱死。根据实际使用应如下解决快速拆装问题:
2.1根据实际需求,加大轴圈内径,使轴圈与轴为间隙配合推荐e6公差,这样既可以解决快装快卸问题,也可以避免轴圈与轴之间的配合间隙过大导致的外径与箱体磨损问题。

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