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本帖最后由 東海fyh126 于 2013-7-22 15:22 編輯
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7 s. v0 W* ?$ H# Z二手壓路機振動軸承溫升問題分析1、存在的問題
1 P8 o( Y/ C9 R 在試車中,振動軸系統中存在較多故障,軸承的溫度達到100~200℃左右;相當數量的軸承內孔與軸頸燒蝕。初始分析認為軸承存在質量問題,軸承外圈與端蓋的軸向間隙過小,但同一產品卻有相當部分使用正常,拆卸并測量軸向間隙符合設計要求。經分析軸承的材質、熱處理硬度,確認采用的SKF軸承沒有問題,再將軸承內圈端面與軸臺階端間隙(圖1中A)適當放大也未得到改善。$ {/ z. T' [" s8 q+ H# f
U1 t! \/ l- i& |) J9 m 2、原因分析
" k' K: B' p: ~9 l' K) q# c# `7 R 使用同樣軸承及潤滑油有些產品不存在問題,可以說明設計基本合理,就該系統存在的問題分析如下。
$ r1 k0 e; H3 E' D+ l' p (1)根據振動軸的結構尺寸,通過計算可知該軸為剛性軸,軸的微小變形而產生的振動對振動軸系統的影響極其微小。) z* ~8 O1 U- h* _) C4 k( J2 B) m
(2)根據軸承內圈與軸頸燒蝕現象,可以確認軸承內孔與軸頸存在一定的過盈量,兩者在軸向力的作用下存在相對位移,軸承滾道在軸向力作用下很可能導致燒蝕,具體原因分析如下。$ \+ X, p: x( R$ k6 `" r
①軸承內圈與軸頸過盈量的分析。
. ~7 J, x1 m3 Z 軸承內孔的實測尺寸公差為:φ100°-0.022~φ100°-0.005;軸頸的設計尺寸公差為:φ100h6(°-0.022)。# }$ Z7 c- l( o
從數據可知,其配合過盈量極小,但實際上軸頸加工可能存在較大誤差。其一,磨削加工時,操作者習慣按上差加工,從而導致公差帶較多分布在軸的上差附近;其二,軸端加工的中心孔較大(φ16.3),使該中心孔實際精度誤差較大,從而造成軸頸磨削時存在較大的圓度及圓柱度誤差;其三,測量誤差的存在使得軸頸實際尺寸很可能超越軸頸的上差;其四,左右2塊偏心塊與軸焊接時的變形,導致兩軸頸同軸度誤差的增加;其五,軸頸與軸承內圈配合處的潤滑條件極差,通過分析,該配合處存在一定的過盈量,約0.01~0.015mm(在一定概率情況下)。
* H% v" F1 f( ~5 @ ②裝配方式對軸承軸向和徑向游隙的影響。- g# T5 k, S- l5 f6 g4 P
該軸的裝配方式為:* x: ?: @) ^. N3 o, V `2 l
a、右端軸承先裝入件1(內軸承座),再一并裝入振動輪件2中;
- |) z7 y4 H# g b、將偏心塊軸裝入右端軸承孔中;
1 e6 y5 r6 k& I) e c、將裝好軸承的外軸承座3裝入振動輪幅板4上,裝前先測量和計算“A”處間隙,在件3和件4間調整并選用墊片而獲得適當間隙“A”。
" ~6 W9 T# R: | 從以上裝配過程中可以獲知,由于軸承內孔與軸頸的配合存在一定的過盈量,將使兩軸承內圈在安裝過程中相對各自軸承外圈產生位移(左軸承內圈向左,右軸承內圈向右),結果導致兩軸承的軸向游隙為零,實際的徑向游隙為零(存在軸承單列受力接觸狀況)。4 W* v- t" ^1 i; k) Y, `( V
③溫升對該系統的影響。
; D+ Y' e7 X+ v0 k8 @2 Z8 h 裝配時的環境溫度為10~35℃,使用中軸承受到激振力、摩擦力、偏心塊攪拌潤滑油及環境溫度升高等因素影響,正常使用時系統的溫度大約為90~100℃之間。; W2 @6 q& Z2 Y" s! J% p
由于振動軸存在因溫升而產生的線膨脹,加劇了軸承內、外圈之間的相互位移,導致軸承中滾子與內外圈滾道的彈性變形,滾道中的油膜受到不同程度的破壞。輕者溫度可升高到120℃左右,重者滾道嚴重燒蝕;同時,軸承內孔與軸頸配合處受到軸線膨脹與過盈量共同作用下的位移,導致該配合處燒蝕現象。
) Z4 X) Z! r$ S, p' ?3 j' y; G 3、解決辦法0 Y+ Y, c) h8 E/ P |
(1)通過以上分析,在工藝上采取將軸頸φ100h6的公差改為φ100-0.02-0.04,使其始終保持間隙配合。
3 l F6 Q* i$ o) k. r( a (2)軸承內孔與軸頸存在滑動配合,在安裝方式不變的情況下,軸承軸向游隙就不易為零,軸受熱膨脹而產生的軸向力將很容易使兩軸承內圈自如移動調整(軸頸配合處的潤滑也由于間隙的存在得以改善),同時大大改善了軸承徑向間隙與軸承存在單列受力的情況。
2 x% @& R7 v; E7 F (3)由于振動輪工況十分復雜,將圖1中A間隙在計算的基礎上適當增加,以確保軸承內圈的調整更加自如。通過改進,該系統運行十分穩定、可靠,故障率降至近乎零碎,加工、安裝工藝性也大大提高;由于軸頸尺寸的調整,盡管使用工況較為惡劣、復雜,在使用中軸承內圈也可以自如、有效地調整(滑移)至適當的位置,滾道的負載狀況較為均勻,大大提高了軸承的使用壽命。: R( s0 x$ u ?0 T; u4 _, @
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