錘式破碎機(jī)軸承發(fā)熱解析及處理措施

軸承設(shè)計(jì)選型不當(dāng)

1.1 軸承選用不當(dāng)

錘式破碎機(jī)屬于重載荷設(shè)備，啟動(dòng)時(shí)是重載啟動(dòng)，運(yùn)行時(shí)載荷較重且有沖擊負(fù)荷，所以，滾動(dòng)軸承選用時(shí)要注意兩個(gè)方面的問題：

(1)軸承的負(fù)載選擇。如果選用的軸承額定負(fù)荷低，運(yùn)行中軸承磨損嚴(yán)重，會(huì)引起軸承發(fā)熱及壽命縮短。

(2)軸承游隙的選擇。過小的游隙不利于油膜的形成和熱膨脹量，尤其在使用環(huán)境溫度較高時(shí)，過小的原始徑向游隙將會(huì)使軸承在運(yùn)行中因溫度升高膨脹而間隙變小甚至為零，容易引起軸承發(fā)熱。

滾動(dòng)軸承的游隙分為徑向游隙和軸向游隙。徑向游隙又分為原始游隙、安裝游隙和工作游隙。游隙的選擇要考慮軸承與軸、軸承座的配合、工作溫度、載荷引起的原始游隙的變化。合理的軸承游隙的選擇，應(yīng)在原始游隙的基礎(chǔ)上，考慮因配合、內(nèi)外圈溫度差以及載荷等因素所引起的游隙變化，以使工作游隙接近于佳狀態(tài)。

大部分的錘式破碎機(jī)采用帶緊定套軸承，內(nèi)圈帶錐孔，可以在安裝或使用過程中調(diào)整游隙，且?guī)Ьo定套的圓錐孔調(diào)心滾子軸承的徑向游隙比同樣組別的圓柱孔調(diào)心滾子軸承的徑向游隙要稍大一些。但是，對(duì)于錘式破碎機(jī)來說，滾動(dòng)軸承在重載荷和沖擊負(fù)荷的作用下，套圈容易產(chǎn)生變形，致使配合面受力不均勻，引起配合松動(dòng)。因此，負(fù)荷越大，過盈量應(yīng)選得大些。而由于過盈量的增大，裝配時(shí)過盈量引起的徑向游隙減小量也要相應(yīng)大些。另外，工作時(shí)由于溫升又使得游隙進(jìn)一步減小。所以，對(duì)于錘式破碎機(jī)等重載荷設(shè)備，宜選用比基本組的游隙要大一些的C3組的游隙組。

1.2 軸承與軸或孔的設(shè)計(jì)配合不當(dāng)

滾動(dòng)軸承與軸或孔的配合不當(dāng)，當(dāng)軸承工作時(shí)，由于摩擦發(fā)熱和其他熱源的影響，套圈的溫度會(huì)高于相配合零件的溫度，內(nèi)圈的熱膨脹量會(huì)引發(fā)它與軸頸配合的松動(dòng)，而外圈的熱膨脹量會(huì)引起它與外殼孔配合的變緊，這都會(huì)引起軸承發(fā)熱。例如，某PC1010錘式破碎機(jī)用3628雙列向心球面滾子軸承，軸承溫度頻繁升高，致使軸頸發(fā)生粘著磨損。其原因是軸承與軸的配合不當(dāng)，原設(shè)計(jì)主軸軸頸公差ϕ140k6 偏低，工作后溫度升高，軸承內(nèi)圈與軸頸由過盈配合變?yōu)殚g隙配合，產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。

ϕ140軸的公差k6屬于輕載荷情況時(shí)選用，即使在正常載荷情況下，也應(yīng)選用m6公差。而對(duì)于錘式破碎機(jī)這種重載荷設(shè)備，對(duì)于直徑為ϕ140的軸，宜選用ϕ140p6或過盈量稍大一些的ϕ140r6。

當(dāng)然，以上的軸承是普通的圓柱孔調(diào)心滾子軸承，對(duì)于錘式破碎機(jī)采用較多的帶緊定套的滾動(dòng)軸承，軸的公差為h9，軸承座孔公差采用H7，軸與軸承的過盈配合是依靠擰緊緊定套來實(shí)現(xiàn)的。2 設(shè)備零部件的加工精度達(dá)不到要求在錘式破碎機(jī)軸承發(fā)熱原因中，設(shè)備零部件的加工精度達(dá)不到要求，尤其是軸承座的加工精度達(dá)不到要求，也是一個(gè)重要因素。軸承座孔的加工要孔的公差、粗糙度及圓柱度要求。孔公差過小則配合時(shí)使軸承游隙過小，過大則配合松動(dòng)，這兩種情況都會(huì)引起軸承發(fā)熱。例如，某2022 型單段錘式破碎機(jī)試車時(shí)僅運(yùn)行 1.5~2h，SKF23232CC/C3W33 軸承就迅速升溫到90℃以上，同時(shí)軸承座和機(jī)架振動(dòng)。振動(dòng)大是飛輪不平衡引起，而軸承溫度高則是由于軸承座孔加工精度有問題，一是造成兩軸承座水平誤差過大，二是軸承外圈與軸承座孔變成了過盈配合。軸無法軸向移動(dòng)，造成單側(cè)滾子單邊受力，負(fù)荷增大，引起摩擦阻力增大而發(fā)熱。

　  安裝質(zhì)量不良

安裝質(zhì)量不良主要表現(xiàn)在軸承座不水平、聯(lián)軸器不對(duì)中及軸承沒有留足熱膨脹量等方面。

(1)安裝不當(dāng)造成聯(lián)軸器不對(duì)中、軸承座不水平。聯(lián)軸器或分體式軸承座的對(duì)中沒有調(diào)整好，對(duì)中精度差，初始狀態(tài)軸承就處于扭曲狀態(tài)。例如，某 PCF2018 型單段錘式破碎機(jī)在一次檢修后開機(jī)，飛輪側(cè)軸承溫度達(dá) 100℃以上。原因是安裝不當(dāng)，破碎機(jī)轉(zhuǎn)子軸與電動(dòng)機(jī)軸的同軸度為0.755mm，電動(dòng)機(jī)與破碎軸端面傾斜度為θ=0.000 725 1，均過大。

聯(lián)軸器的找正應(yīng)按照機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范(GB50231-2009)的要求，根據(jù)聯(lián)軸器的直徑大小，徑向位移和傾斜度的大允許值，并按此值來校正。

(2)安裝時(shí)自由端軸承沒有留足熱膨脹量，致使此端軸承在工作時(shí)不能自由伸展，從而引起軸承承受較大的軸向力發(fā)熱甚至燒壞。錘式破碎機(jī)的兩個(gè)滾動(dòng)軸承一般采用一端固定、一端自由的安裝方法，這樣，當(dāng)工作時(shí)溫度升高后，軸熱膨脹后可自由游動(dòng)不受阻卡。為此，安裝時(shí)要注意此熱伸長(zhǎng)量的計(jì)算和預(yù)留，要使軸承端面與軸承座端蓋的軸向間隙大于軸的熱伸長(zhǎng)量。如果此預(yù)留的間隙值不足，軸受熱膨脹后軸承的端面就會(huì)與軸承座端蓋頂死，從而引起軸承發(fā)熱甚至燒壞。

潤(rùn)滑不良

潤(rùn)滑不良包括選用的潤(rùn)滑劑不當(dāng)、油脂的填充量或油位不當(dāng)、油(脂)變質(zhì)或缺油(脂)。

(1)潤(rùn)滑劑的選用及潤(rùn)滑方式不合理要根據(jù)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)溫度、速度指數(shù)、載荷特征、潤(rùn)滑方式等因素選用滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑劑選用不當(dāng)，黏度過低或過高，難以形成油膜，會(huì)使軸承運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量無法帶走，引起軸承發(fā)熱。

(2)加油(脂)的量不當(dāng)加油(脂)過少或過多，會(huì)因缺油或油過多攪動(dòng)大，引起發(fā)熱。

(3)未能按時(shí)換油、潤(rùn)滑油變質(zhì)及潤(rùn)滑油中含有鐵屑等雜質(zhì)，導(dǎo)致潤(rùn)滑狀況惡化。

(4)因軸承座漏油等原因造成軸承缺油發(fā)熱并失效。由于錘式破碎機(jī)屬于重載荷設(shè)備，對(duì)于潤(rùn)滑劑的選用，存在著一些誤區(qū)，有一味追求高粘度的傾向。例如，某 TLPC20.22A 型單段錘式破碎機(jī)，轉(zhuǎn)子軸承為SKF24168CABCK30/W33 +AOH24168H，規(guī) 格 為 ϕ320mm × ϕ580mm × 243mm，軸 承 采 用 油 浴 潤(rùn)滑。該軸承溫度過高的原因之一就是潤(rùn)滑不良。油的粘度選用過大，原用N120潤(rùn)滑油，換用N220中負(fù)荷壓齒輪油，溫度升高，又換用更高黏度的N320，溫度升得更高。黏度大，不僅會(huì)增大潤(rùn)滑油中分子之間的內(nèi)部摩擦，而且也會(huì)增大與金屬之間的摩擦，從而生熱過多。并且油量過多，油量在油標(biāo)上的高度為 170mm，攪動(dòng)生熱。后改用黏度低的 N68壓齒輪油。

水泥行業(yè)錘式破碎機(jī)潤(rùn)滑劑的選用，對(duì)于采用稀油集中潤(rùn)滑或浸油潤(rùn)滑的，潤(rùn)滑油宜選用L-HM68抗磨液壓油(GB11118.1-2011);對(duì)于油杯加油潤(rùn)滑的，可采用2號(hào)壓鋰基脂(GB/T7323-2008)。對(duì)于篦冷機(jī)配用的錘式破碎機(jī)，當(dāng)采用潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑時(shí)，潤(rùn)滑脂可選用1號(hào)壓鋰基脂(GB/T7323-2008);對(duì)于油杯加油潤(rùn)滑，可采用 2 號(hào)壓鋰基脂(GB/T7323-2008)。

至于填充量或油位的選擇，對(duì)于浸油潤(rùn)滑，油位宜在油標(biāo)上下紅線的中間位置，且滾動(dòng)軸承的油面高度不允許過下面滾子的;對(duì)于稀油集中供油，要注意供油壓力;對(duì)于潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的，填脂量宜為軸承座內(nèi)腔容積的1/3~1/2。

振動(dòng)因素

錘式破碎機(jī)的振動(dòng)對(duì)軸承的磨損及溫升也有影響。振動(dòng)源有轉(zhuǎn)子的不平衡、安裝不對(duì)正、軸承座聯(lián)接螺栓松動(dòng)及電動(dòng)機(jī)傳過來的振動(dòng)等。是轉(zhuǎn)子的不平衡因素比較突出，由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量大，圓周速度高，失去平衡后會(huì)產(chǎn)生較大的離心力，使破碎機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，從而會(huì)加速軸承的磨損，引起軸承的發(fā)熱。

錘式破碎機(jī)家規(guī)定錘式破碎機(jī)軸承座的振動(dòng)振幅≤0.2mm，振動(dòng)標(biāo)時(shí)要進(jìn)行處理。

軸承的磨損及配合失效

軸承的磨損是軸承使用中主要的故障，持續(xù)的磨損會(huì)使軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架等發(fā)生尺寸變化，甚至產(chǎn)生麻點(diǎn)或剝落等，軸承配合間隙增大，運(yùn)轉(zhuǎn)元件的表面粗糙度增加，會(huì)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)精度，因而也會(huì)機(jī)器的運(yùn)行精度，從而引起軸承的溫度升高、振動(dòng)增加、噪聲增大，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱、振動(dòng)加劇、軸承燒毀甚至引起軸的彎曲。

另外，軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，會(huì)出現(xiàn)配合松動(dòng)等失效，也會(huì)引起軸承發(fā)熱。例如，某ϕ1 000mm×2 100mm篦冷機(jī)錘式破碎機(jī)253528 帶緊定套軸承溫度偏高，采用二硫化鉬填充潤(rùn)滑。在運(yùn)轉(zhuǎn)初期，軸承溫度偏高。原因是軸承上的止退墊卡爪損壞，螺母松動(dòng)，從而造成軸承內(nèi)圈與軸頸的配合松動(dòng)，相互滑動(dòng)而發(fā)熱。