中山市飞步脚轮有限公司
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脚轮轴承故障简单处理
发表时间:9:35:50
在各个企业的生产过程中，脚轮担负着主要的动力，一旦发生故障，可严重影响到整个生产过程。随着脚轮产品的不断发展，绝缘强度的提高，脚轮的电气故障也大大减少。但是根据脚轮故障的统计，因轴承损坏而造成的脚轮故障，约占了脚轮故障的70%以上。因为大、中型高压脚轮轴承故障对生产的影响较大，损失也较大，所以以下为重点分析。1、脚轮的轴承种类：
一般脚轮所使用的轴承，种类不是太多。大多是采用的《深沟球轴承》和《圆柱滚子轴承》，某些大型脚轮的定位端采用了《调心滚子轴承》，立式脚轮的承载端,一般是采用《角接触球轴承》或《推力调心滚子轴承》。部分的大、中型脚轮采用了《滑动轴承》，还有特殊的脚轮，例减速脚轮、湿式脚轮等，采用了比较特殊的轴承。
2、轴承的损坏原因：
根据多方面的资料以及对脚轮多年来的检修统计、总结，脚轮轴承如在良好的条件下运行，一般可达到连续使用5～10年，部分轴承经过维护、保养可达到15～20年。但是，怎样才能使轴承运行在一个良好的条件下，则是保证轴承使用寿命的一个最重要的问题。关于轴承的损坏，大致由以下几个原因造成：
（1）、脚轮负载过大；（2）、轴承允许转速不够；（3）、轴向力过大损坏定位端轴承；（4）、脚轮振动过大；（5）、环境温度及脚轮运行温度过高；（6）、轴承润滑不良；（7）、轴承本身质量缺陷；（8）、人员因素。
3、脚轮轴承故障分析：
根据轴承的损坏因素，分析到脚轮轴承的损坏原因，认为脚轮轴承故障的发生主要有以下几类原因：（1）、轴承的选用问题；（2）、轴承附件的结构问题；（3）、轴承与润滑的问题；（4）、轴承的检修与安装问题；（5）、脚轮缺陷或机械对轴承的影响问题；（6）、轴承运行中的维护问题。
根据以上脚轮轴承故障发生的主要原因以及在实际工作中解决轴承故障的经验认为，往往看似同样的故障现象，但是导致轴承故障发生的主要因素则是不同的，可以说既有共性也有特殊性。所以，只有根据发生轴承故障脚轮的具体分析，找出其主要的原因进行解决。
3.1、轴承的选用问题：
用于滑动轴承作为支撑的脚轮，一般是大、中型脚轮。这一类脚轮的缺点，主要是轴瓦漏油和发热的问题，有些脚轮还需配装“润滑油泵站”，增加了设备投资。但滑动轴承的优点主要是，适用于高速和功率大的脚轮。所以根据脚轮的功率、转速及滚动轴承的性能对照认为：一般脚轮功率超过1000kw以上2极的，和2000kw以上4极的脚轮，不适用滚动轴承作为支撑。如果须用滚动轴承，则需采用结构上的特殊设计，来满足脚轮和轴承的允许条件。
目前，大部分脚轮的支撑是滚动轴承，而滚动轴承的使用寿命、运行状况以及故障的发生，与轴承的选用则是主要的。
3.1.1、对于负侧为“圆柱滚子轴承”空侧为“深沟球轴承”的脚轮，运行中因温度的变化，转子的长度也在变化，而转子长度的变化即由负侧的“滚子轴承”予以调整。如果脚轮与机械的连接为“刚性联轴器”时，则容易造成脚轮的振动，并且产生较大的轴向力而造成空侧轴承的损坏。
3.1.2、对于容量较大的脚轮，在轴承的选用设计时，如果轴承的允许转速与脚轮的转速相差很少或不够，则是造成脚轮轴承损坏的一个主要原因。例如，2极脚轮采用的#6222深沟球轴承，4极脚轮采用的#n332（#nu332）圆柱滚子轴承，6极脚轮采用的#23044双列调心式滚子轴承和#3038单列满圆柱滚子轴承，甚至比以上型式还大的轴承。这就使轴承的允许转速与脚轮的实际转速基本相同甚至不够，造成了轴承的发热、损坏。
3.1.3、对于负侧为双轴承结构的脚轮，大部分运行中轴承的温度偏高。因双轴承结构的脚轮，其端盖、轴承套等部件的轴向尺寸较大。在零部件的制造时，如果形位公差过大，即可使轴承在旋转中承受额外的力而损坏。这种结构的脚轮，在小修时是无法对轴承进行检查的，而在大修时，轴承也是无法清洗、检查，只有更换，从而造成检修费用的增加。另外发现，此类脚轮往往是经过的检修次数越多，轴承发热损坏的故障就越多。经分析，其主要的原因就是，多次检修造成零部件的形位超差，组装时位置的变动等因素，使轴承额外受力而损坏。
3.1.4、有些高压脚轮的定位侧采用了“调心滚子轴承”，该轴承的优点是，可消除脚轮端盖、轴承套等部件所产生的形位差。但是，该轴承只能承受较轻的轴向负荷。脚轮在制造中，静、转子轴向尺寸的误差，脚轮运行时温度的变化使转子造成的轴向位移，加上机械对脚轮的影响等原因，都可造成脚轮转子轴向力的产生。在轴向力大于了该轴承所承担的范围，即可造成轴承的损坏。
3.2、轴承附件的结构问题：
一般小容量的低压脚轮，轴承附件的结构比较简单。由端盖、轴承盖组成，轴承的定位一般采用轴用弹性挡圈。但大、中型高压脚轮的轴承附件，则是生产厂家的不同而存在结构设计上的不同。根据不同脚轮的运行与故障分析发现，不同的轴承附件结构，是直接影响到脚轮轴承的使用寿命、运行状况以及故障的发生。
3.2.1、早期的高压脚轮轴承附件，大多采用的是轴承套和内、外油盖方式的结构，无防尘装置，无加、排油装置。此结构的优点是简单，缺点是密封差，灰尘很容易进入到轴承内部，加速轴承的磨损而损坏，脚轮在运行中也无法对轴承进行维护。
3.2.2、某些高压脚轮，在轴承外侧装有一个距轴承间隙很小的挡油盘。这样看似可保持轴承内润滑脂的充足，但也存在着很多缺点：1、不利于轴承散热和润滑脂的循环，使轴承温度过高。2、因挡油盘的存在，脚轮在检修时，轴承无法检查，只有更换，造成浪费。3、多次检修容易造成挡油盘与轴的配合松动，造成运行中产生异音或从轴上脱出，造成严重事故。
3.2.3、某些高压脚轮的轴承油室设计较小，运行中在对轴承进行维护加油时，即使加入了数量较少的润滑脂，也可能造成轴承的发热。
3.2.4、目前大部分的高压脚轮都设计、加装了加油装置，但是部分脚轮的排油装置设计不佳，当轴承的润滑脂过多时无法排出，有的脚轮则需停机处理，否则无法解决轴承的发热故障。
3.2.5、某些高压脚轮，设计的端盖、轴承套为一体式结构。此种结构省去了在脚轮检修时一项零部件的拆卸，但是此种结构的脚轮，端盖在加工时，对形位公差的要求甚为严格，尤其是双轴承结构的端盖，其轴向尺寸较大，如果形位公差超出了轴承的间隙，即可造成轴承在旋转中额外受力而损坏。
3.3、轴承与润滑的问题：
3.3.1、滚动轴承精度是比较高的，内、外圆的直径误差一般在10μm以内，其材料的硬度一般在hrc60左右。轴承的保持器一般是钢和铜的较多，钢保持器的优点是耐磨性强，在轴承的温度过高时不容易产生金属粉状。但是，铜保持器的轴承在旋转中则更加稳定，并且噪音小。因为轴承与轴是过盈配合，部分的轴承与轴承室也为过盈配合，这样即可使轴承的径向间隙减小，轴承的间隙过小，即可造成运行中的发热。
3.3.2、目前因脚轮绝缘强度的提高，其脚轮的允许运行温度也有了很大的提高，这就要求脚轮轴承所使用的润滑脂，其允许温度也应提高。如果使用了允许温度过低的润滑脂，在脚轮和轴承的温度过高时，润滑脂碳化而失去作用，造成轴承的严重损坏。
3.4、轴承的检修与安装问题：
我们为了保证脚轮的检修质量，在脚轮大修时，大部分的轴承进行更换。在轴承的更换时，如果不掌握好正确的工艺，则可能因为轴承的装配或尺寸问题而造成轴承的损坏。
3.4.1、旧轴承在拆卸时应尽量采用加热的方法，否则可能造成对轴的损伤。
3.4.2、轴承拆下后，应校核轴承档处的轴径，轴承室与轴承的配合尺寸，并符合脚轮设计时的公差。如果轴径的公差超标，轴径过大可能造成轴承间隙过小而发热，轴径过小可能造成轴承运行中从轴上脱出。轴承套与轴承的配合过盈，可造成轴承的不易安装，过松可造成运行中产生异音。
3.4.3、应测量轴承室厚度、内外轴承盖止口的长度，计算出轴承在轴承室内是否保证轴向的稳定。尤其是定位侧轴承，轴承良好的轴向定位是保证脚轮运行稳定的一个重要条件，否则可造成脚轮运行中的振动、轴向串动或异音。
3.4.4、新轴承安装前使用润滑油或轴承加热器进行加热，加热温度一般为100℃左右时安装。如安装不到位时，应使用合适的轴套或紫铜棒，均匀敲击轴承的内套使其到位，不能使滚珠和保持器吃力，否则造成新轴承的损坏。
3.5、脚轮缺陷或机械对轴承的影响问题：
3.5.1、脚轮静、转子磁极中心轴向偏差过大，转子即产生轴向力。轴向力的过大可造成脚轮定位侧轴承的寿命减少甚至损坏。
3.5.2、脚轮转子的不平衡，可造成脚轮运行中的振动。轴承在长期的振动状态下运行，即可造成寿命的降低甚至损坏。
3.5.3、脚轮所带动机械对脚轮轴承的影响也是一个重要因素。往往机械发生故障而造成了脚轮的振动、轴向串动、过负荷，机械对脚轮的任何影响，都是脚轮轴承损坏的因素。
3.6、轴承运行中的维护问题：
运行中正确的维护，是保证轴承寿命的一个重要条件。由润滑脂润滑的轴承，应根据轴承的不同而制定相应的维护措施。轴承在润滑脂的补充或部分更换时，应注意用相同牌号的润滑脂，否则可能因化学反应而使润滑脂失去作用，造成轴承的损坏。
4、轴承故障的处理：
针对以上对脚轮轴承故障的分析认为，往往轴承的故障现象相同，但是其主要矛盾是不同的。目前我国脚轮的种类繁多，除了脚轮的安装尺寸是按照国家的标准外，每个制造厂所生产的脚轮结构都不相同。多年来从脚轮的检修、改造经验总结，处理脚轮轴承的故障，首
先应找出该脚轮发生轴承故障的主要矛盾，制定方案，予以解决。
4.1、根据脚轮的功率、转速等规范，确定脚轮的轴承是否选择正确。根据脚轮与机械的连接方式，确定脚轮定位侧与轴承故障的利害关系。如果存在轴承的选用问题，应按照轴承的承载能力、允许转速，并结合该脚轮的实际尺寸，设计轴承更换的改造方案。
4.2、轴承附件的设计：有挡油盘结构的，将挡油盘去掉，保证轴承运行中的散热；轴承的定位，采用多齿锁垫加开槽螺母的结构方式，达到轴承良好的定位并起到散热效果；轴承外油盖制成大空间结构，使轴承温度进一步降低；在内、外轴承盖外侧加装密封装置，确保轴承内部的清洁；两侧轴承全部装有润滑脂加油装置，保证脚轮轴承运行中的维护；轴承的放油装置，制做成大直径放油管结构，保证多余润滑脂的顺利排出；对于轴承套与端盖为一体的结构，改为组装式，减少轴承的额外受力。
4.3、保证新轴承的质量，有条件时对新轴承进行硬度的检测。在轴承的选用时，应尽量选择铜保持器和大于标准间隙，后置代号为（m / c3）的轴承较为合适。轴承所使用的润滑脂，一般应选用锂基脂，其允许温度应在-20℃～120℃以上的范围。
4.4、旧轴承在拆卸时应使用专用的拉具，并尽量采用加热的方法，避免对轴的损坏。轴承拆下后，测量轴承档处的轴径尺寸。按照机械设计的一般标准，运行比较稳定的轴承，轴径的公差配合选“m6”，运行状况较差的轴承选“n6”。测量轴承套内孔的尺寸，一般要求是，可以轴向稍有移动的，轴承套内径的公差配合选“h7”，比较稳定的选“j7”。
4.5、对定位侧轴承损坏较多的脚轮，在解体时应先打开非定位侧一端，检查静、转子的轴向铁芯位置是否正确，如果轴向相差过大，则应加工零部件修正或采用垫片的方式予以调整。对于运行中振动过大的脚轮，在解体后应对转子进行动平衡校验，保证转子运行中的稳定，可减少轴承的故障，延长轴承的使用寿命。机械故障对脚轮的影响，除了机械部分进行检修、消除外，还应从脚轮的结构进行分析。脚轮合理的结构，可大大减少因机械的影响而造成脚轮轴承的损坏。
4.6、脚轮轴承的故障，除去结构设计、检修、轴承质量等方面的原因，运行中的正确维护也是减少轴承故障的重要措施。由润滑脂润滑的轴承，一般在2000小时左右应对轴承进行一次润滑脂的补充。对于大部分中型高压脚轮轴承的补充加油量，一般每次在50～150克左右（根据轴承的大小制定）。轴承在补充加油后，一般其温度略有升高，运行一个时间后温度即达到正常。但是，如果温度一直不断上升，则应分析轴承油室内是否润滑脂过多，此时应打开放油孔排除多余的润滑脂，如果轴承附件的设计无法达到润滑脂的排放，应临时停机处
理并制定以后的附件改造方案。如果脚轮在运行中轴承声音正常，建议尽量不要对轴承进行润滑脂的补充，避免轴承室内的润滑脂过满，造成轴承发热。另外，在脚轮的小修时，应尽可能地打开轴承盖，更换新的并清除多余的润滑脂。
总之，脚轮的种类繁多，故障也是不同的。综上所述，轴承的选用、附件的结构、轴承的质量、润滑脂的使用、检修的质量、脚轮的缺陷、维护的问题及机械的影响等，都是造成脚轮轴承发热、损坏的因素。有的脚轮轴承运行中发热严重，因为运行的需要而不能停机处理，便采用了通风机降温或淋水降温的措施，有的甚至将轴承套或轴承盖做了改造，进行通水冷却，这样看似解决了轴承的发热，但还是没有解决轴承发热的根本。还有的是，在发生了脚轮轴承的故障后，进行了轴承的更换，或者使用了高质量的润滑脂，或者机械做了一定的工作，或者增加了轴承的加油维护次数等工作后，轴承的故障减少了，为此而认为是找到了轴承故障损坏的原因。但是我们认为，脚轮轴承故障的发生，就像病人得了需要手术的病相似。使用好的药物并保证每天的治疗，往往可以控制病情的发展。但是，要彻底去掉病根，使病人完全康复，还是需要进行手术，去掉病原或者更换器官。分析脚轮轴承的故障就如同医生为病人看病一样，只有找到轴承故障发生的主要原因，才能彻底解决脚轮轴承的故障，保证脚轮的安全运行。
在十几年来高压脚轮的改造中，其中有很多业主也提到，如果脚轮制造厂按照合理的结构改造并用于到产品的制造多好。根据本人与某些脚轮制造厂的沟通，大多厂家认为：脚轮在制造中已经形成了大的规模，如果在零部件和结构上进行大的变动，其论证、审批的手续相当麻烦，还有对设计部门考核等人为的因素，所以制造厂家一般不进行大的结构上的改造。加上目前我国工业的发展的速度较快，脚轮的需求量大，为此部分厂家还有一种说法：目前这种脚轮产品，我们的订货已经是供不应求了，大的改造要严重影响到产品的生产量，所以就没有必要进行结构的改造了，这也是我国技术水平发展的一个制约。就本人来讲，是多么的希望脚轮生产厂进行大的革新改造，生产出优良的产品，提高生产系统的可靠性，使我国的高压脚轮产品再提高。
（附）高压脚轮轴承故障的处理与改造种类的统计：
以下的高压脚轮在运行中，大部分连续运行3个月左右，轴承即发生损坏故障，有的甚至几天发生一次，改造处理后，连续运行时间全部达到了一个检修周期（三年以上）。