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轴承知识

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完全颠覆传统修复工艺,辊压机磨辊轴承位磨损修复方式详解

2020-03-19
福世蓝
  【摘 要】针对辊压机磨辊轴承位磨损的原因,如何在辊压机运行中判断是否磨辊轴承位磨损,出现磨损常用的修复方法,以及福世蓝在线修复工艺的原理等问题进行剖析。福世蓝在线修复工艺匹配辊压机磨辊轴承位磨损,该技术的应用完全颠覆传统修复工艺。
  【关键词】辊压机磨辊轴承位磨损;在线修复;磨损原因
  一、设备简介
  辊压机是一种物料的粉磨设备、适用于粉磨水泥熟料、粒状高炉矿渣、石膏、石英砂、铁矿石等水泥原料。其结构示意图-1如示:
  辊压机的工作原理如图所示,两个磨辊进行相对运动,固定辊静止不动,动辊可以在液压缸的作用下水平运动。水泥原料由辊压机上部料斗连续地喂入双辊之间进行挤压作业。
  因辊压机长期处在低速、重载、振动、粉尘等工况下运转作业,所以轴承的损坏、磨辊轴承位轴承位的磨损较为普遍,辊压机出现故障导致非计划停机,对企业安全、连续生产有直接影响,同时也会对企业经营活动造成经济损失。
  二、辊压机轴承位为何会出现磨损,原因有哪些?
  辊压机轴承位出现磨损的原理:原本轴承与轴承位之间的静配合状态因某些原因失效,导致轴承与轴承位之间变为动摩擦(俗称轴承跑内圆现象),导致轴承位产生金属磨损问题。结合我司多年的辊压机维修维护经验,总结了以下几点导致轴承与轴承位之间的静配合状态失效的原因:
  1、压盘螺栓松动,造成预紧力不足
  辊压机属于大型设备,设计时考虑到轴承的安装与拆卸等综合因素,辊压机磨辊轴承位与轴承的配合方式多以锥度面配合(合肥院设计为1:12锥,成都利君设计为1:30锥)为主。辊压机在运行时,磨辊部件连续震动,轴承锥度配合面以及小压盘紧固螺栓会因为金属疲劳产生松动,甚至会发生螺栓震断的情况,如果不定期紧固螺栓或者更换螺栓,那么就会造成轴承与轴承位之间发生轴向移动,造成预紧力消失,最终导致轴承与轴承位之间的静配合状态失效,造成轴承位金属磨损问题产生,因此企业应定期检修紧固压盘螺栓。
  2、辊压机密封失效,造成轴承载荷增大
  辊压机后轴肩部的密封形式,是由金属密封环与橡胶密封圈直接接触,设备运转时密封部件之间发生相对运动。物料及粉尘等异物进入后轴肩密封环与密封圈之间,将会增大两者之间的摩擦系数,导致金属密封环都出现磨损,金属密封环直接失效后,物料及粉尘等异物会进入轴承内部。
  物料及粉尘等异物进入轴承内部后,会导致轴承内部的滚珠、保持架、辊道等部件之间的摩擦系数增大,轴承运行不畅,导致轴承运行阻力大、轴承发热、滚珠损伤等问题发生。当轴承内部部件之间运转的摩擦力大于轴承内圈作用与磨辊轴承位的预紧力时,轴承会损坏,同时会导致轴承与轴承位之间的静配合状态失效,造成轴承位金属磨损问题产生。
  3、设备冷却管路堵塞,造成设备高温预警
  辊压机设备制造商在设计时考虑到为设备降温的问题,一般通过在轴承位、轴承座设计冷却水循环管路来实现,设备长期运转时冷却水管路内部不可避免会因为换热凝结水垢,从而导致冷却水循环流量受限,水垢增厚堵塞管路,换热效率降低,润滑油脂温度升高,轴承温度升高,轴承游隙缩小,最终轴承会出现抱死现象造成设备停机。
  4、轴承疲劳运行,造成轴承游隙偏大
  辊压机轴承的轴承游隙会随着轴承服役时间的增长而变大,当轴承游隙增大到一定程度,轴承本身的金属疲劳磨损将会加剧上升,最终导致轴承损坏而停机,同时轴承游隙过大,设备运行时的震动也会加剧,因此企业应定期检测游隙、更换轴承。
  除以上原因分析外,辊压机轴承与轴承位之间的静配合状态失效,导致磨辊轴承位出现磨损的原因也有其他因素存在,例如辊压机设备设计、安装问题,部件加工精度、超负荷运行、轴承质量问题等。
  三、辊压机运行中,如何直观判断磨辊轴承位发生磨损?
  1、小压盘螺栓松动或断裂
  压盘螺松动或断裂说明磨辊轴承位与轴承内圈之间的预紧力已经消失,辊压机轴承与轴承位之间的静配合状态失效,初期可定期检查紧固螺栓,若短期内频繁发生压盘螺松动或断裂问题,可以判断磨损较为严重。
  2、轴承温度持续升高
  轴承温度持续升高可以分析原因为
  (1)为轴承内圈与磨辊轴承位出现了动摩擦导致温度升高
  (2)轴承游隙过小,轴承抱死
  (3)水冷却系统出现故障。轴承温度持续升高的情况,需根据实际情况去排除判断。
  四、辊压机磨辊轴承位判断出现磨损后如何修复?
  1、临时应急修复
  按照标准扭力紧固螺栓,通过油孔用深度尺测量轴承预紧距离,测得的数据减去压盘厚度即为剩余预紧距离,若剩余预紧距离等于零,需将小压盘边缘车削为台阶以增加预紧距离,此方法只适合磨辊轴承位初步发生少量磨损阶段,用于应急恢复生产,不解决根本问题。
  2、补焊机加工修复
  金属补焊工艺方法较多,广泛应用于各种设备的金属再造修复中,根据设备问题选择不同的焊接工艺后,再进行相应的车、铣、刨、磨。该修复方法强度高,机械性能好,但对母材的损伤较大,以及焊接过程中产生的有害气体不仅对环境造成污染,而且对工人的健康影响较大,更重要的是设备因拆卸、运输等产生的费用直接影响着企业的连续生产和运行成本。
  五、辊压机磨辊轴承位磨损如何在线修复,为何选择福世蓝在线修复工艺?
  1、同轴度
  轴磨损问题的修复,最基本的要求是保证同轴度,若同轴度偏差过大,将影响轴承寿命,所以轴磨损问题修复时首先要保证其修复后的同轴度。
  福世蓝在线修复工艺,是利用磨辊轴承位的前后轴肩作为定位基准,参考设备设计图纸或实际测量其定位基准数据,利用线切割工艺加工定位样板尺,修复过程中以样板尺为标准量具保证设备修复后的同轴度。
  (1)样板尺卡到定位基准上通过塞尺测量实际磨损量;
  (2)根据磨损量在磨损轴表面点焊支撑点,用磨光机将支撑点打磨到样板尺所卡的高度;
  (3)空试轴承,测量同轴度,由于是低速重载设备且在线修复,精度方面控制在0.2mm范围之内,不影响辊压机的正常运行的。

 
  2、配合面积
  金属与金属之间的配合对粗糙度要求很高,如果将粗糙度从微观方面来看,就是说的两者之间越光滑配合的有效接触面就越大,接触面越大其受力越均匀,设备运行越稳定。福世蓝在线修复工艺在利用样板尺找好基本同轴度后,需将福世蓝高分子复合材料调和均匀后涂抹在修复部位,利用轴承内圈作为模具,装配到轴承位,即可将福世蓝高分子材料挤压成型。按照福世蓝在线修复工艺修复后,轴承位与轴承内圈的有效配合面能达到100%,且材料固化后抗压强度可达到1600kg/cm²。
  3、预紧量、预紧力及轴承游隙
  辊压机磨辊轴承位在原始设计时都留有预紧量,装配之所以留有预紧量是为保证轴承安装时所需的预紧力,以及为后期检修紧固螺栓留有一定的预紧距离。
  端盖螺栓紧固过程中需按照对称方式进行。新轴承,预紧力的大小通过测量轴承游隙剩余量确定;旧轴承可以参照螺栓紧固标准力矩,旧轴承游隙已发生较大变化,不做参考依据。
  六、结束语
  福世蓝高分子复合材料具有超强的粘着力,优异的抗压强度、耐磨性和抗腐蚀性等综合性能,应用于现场金属磨损问题修复时,可以减少设备拆装、减少离线时间,无补焊热应力影响,修复厚度不受限制,同时产品所具有的耐磨性及金属材料不具备的退让性,可确保修复部位达到百分百的面接触配合,降低设备的冲击震动,并大大延长设备部件的使用寿命,为企业提供优异的设备维修维护手段、节省大量的停机时间,创造巨大的经济价值。
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