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本帖最后由 东海fyh126 于 2013-7-22 15:22 编辑
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二手压路机振动轴承温升问题分析1、存在的问题
6 Y( x( s5 L: t. e, m8 z; A$ @ 在试车中,振动轴系统中存在较多故障,轴承的温度达到100~200℃左右;相当数量的轴承内孔与轴颈烧蚀。初始分析认为轴承存在质量问题,轴承外圈与端盖的轴向间隙过小,但同一产品却有相当部分使用正常,拆卸并测量轴向间隙符合设计要求。经分析轴承的材质、热处理硬度,确认采用的SKF轴承没有问题,再将轴承内圈端面与轴台阶端间隙(图1中A)适当放大也未得到改善。
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# V2 r& V5 C, c 2、原因分析7 ]2 L& S7 V; @+ M9 c2 L5 B; I
使用同样轴承及润滑油有些产品不存在问题,可以说明设计基本合理,就该系统存在的问题分析如下。
( _, U. q" |, r* \$ x8 d; Q1 G2 c, m (1)根据振动轴的结构尺寸,通过计算可知该轴为刚性轴,轴的微小变形而产生的振动对振动轴系统的影响极其微小。4 j) L! C7 K7 I6 _
(2)根据轴承内圈与轴颈烧蚀现象,可以确认轴承内孔与轴颈存在一定的过盈量,两者在轴向力的作用下存在相对位移,轴承滚道在轴向力作用下很可能导致烧蚀,具体原因分析如下。
# S& ? A# q/ t( d' W. z ①轴承内圈与轴颈过盈量的分析。2 Y- V' y- ]: n/ }5 n( d
轴承内孔的实测尺寸公差为:φ100°-0.022~φ100°-0.005;轴颈的设计尺寸公差为:φ100h6(°-0.022)。
# y' \+ \* M- |( T- F 从数据可知,其配合过盈量极小,但实际上轴颈加工可能存在较大误差。其一,磨削加工时,操作者习惯按上差加工,从而导致公差带较多分布在轴的上差附近;其二,轴端加工的中心孔较大(φ16.3),使该中心孔实际精度误差较大,从而造成轴颈磨削时存在较大的圆度及圆柱度误差;其三,测量误差的存在使得轴颈实际尺寸很可能超越轴颈的上差;其四,左右2块偏心块与轴焊接时的变形,导致两轴颈同轴度误差的增加;其五,轴颈与轴承内圈配合处的润滑条件极差,通过分析,该配合处存在一定的过盈量,约0.01~0.015mm(在一定概率情况下)。 _" S( E0 Q# M- o, _( P% l
②装配方式对轴承轴向和径向游隙的影响。
% H7 b; b6 y; r) T5 ]& Y 该轴的装配方式为:9 H4 Z1 Q% h. p) y
a、右端轴承先装入件1(内轴承座),再一并装入振动轮件2中;: A% @& T3 p) o5 C& b! d
b、将偏心块轴装入右端轴承孔中;$ X& A4 O" `9 t, B! \& ]
c、将装好轴承的外轴承座3装入振动轮幅板4上,装前先测量和计算“A”处间隙,在件3和件4间调整并选用垫片而获得适当间隙“A”。, J% v/ b( }# U% `( L3 d* x- x
从以上装配过程中可以获知,由于轴承内孔与轴颈的配合存在一定的过盈量,将使两轴承内圈在安装过程中相对各自轴承外圈产生位移(左轴承内圈向左,右轴承内圈向右),结果导致两轴承的轴向游隙为零,实际的径向游隙为零(存在轴承单列受力接触状况)。) s5 ~8 f) {; C" Q& \9 {. p
③温升对该系统的影响。
1 g3 s' x) i! I, { 装配时的环境温度为10~35℃,使用中轴承受到激振力、摩擦力、偏心块搅拌润滑油及环境温度升高等因素影响,正常使用时系统的温度大约为90~100℃之间。; z5 L5 X1 t" Q; Q1 \' m
由于振动轴存在因温升而产生的线膨胀,加剧了轴承内、外圈之间的相互位移,导致轴承中滚子与内外圈滚道的弹性变形,滚道中的油膜受到不同程度的破坏。轻者温度可升高到120℃左右,重者滚道严重烧蚀;同时,轴承内孔与轴颈配合处受到轴线膨胀与过盈量共同作用下的位移,导致该配合处烧蚀现象。
i% n* w& u& T7 n t 3、解决办法: s$ D1 S# D. J: i
(1)通过以上分析,在工艺上采取将轴颈φ100h6的公差改为φ100-0.02-0.04,使其始终保持间隙配合。, \; ]! j# n4 b% q. P/ @
(2)轴承内孔与轴颈存在滑动配合,在安装方式不变的情况下,轴承轴向游隙就不易为零,轴受热膨胀而产生的轴向力将很容易使两轴承内圈自如移动调整(轴颈配合处的润滑也由于间隙的存在得以改善),同时大大改善了轴承径向间隙与轴承存在单列受力的情况。
/ t- a* \8 O% u6 Z; {/ L) L2 [+ O' Y (3)由于振动轮工况十分复杂,将图1中A间隙在计算的基础上适当增加,以确保轴承内圈的调整更加自如。通过改进,该系统运行十分稳定、可靠,故障率降至近乎零碎,加工、安装工艺性也大大提高;由于轴颈尺寸的调整,尽管使用工况较为恶劣、复杂,在使用中轴承内圈也可以自如、有效地调整(滑移)至适当的位置,滚道的负载状况较为均匀,大大提高了轴承的使用寿命。" U4 h2 ]6 e4 T3 u1 l
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