機械設備の軸受は脆弱な部品であり、その稼働状態が良好かどうかは設備全体の性能に直結します。セメント機械設備では、転がり軸受の早期故障による設備故障が多く発生しています。したがって、障害の根本原因を突き止め、是正措置を講じ、障害を除去することが、システム稼働率を向上させるための鍵の 1 つです。

1 転がり軸受の故障解析

1.1 転がり軸受の振動解析

転がり軸受が故障する一般的な原因は、転がり接触の単純な疲労剥離です。{TodayHot} この種の剥離で、剥離面積は約2mm2、深さは0.2mm～0.3mmで、モニターの振動を検知することで判断できます。スポーリングは、内輪、外輪、または転動体の表面に発生する可能性があります。中でも内輪は接触応力が高く破損することが多い。

転がり軸受のさまざまな診断手法の中で、振動モニタ監視法は依然として最も重要な手法です。一般的に言えば、時間領域分析法は比較的単純で、ノイズ干渉がほとんどない場合に適しており、簡単な診断に適した方法です。周波数ドメイン診断方法の中で、共振復調方法は最も成熟しており、信頼性が高く、ベアリング故障の正確な診断に適しています。時間 - 周波数分析法は共振復調法に似ており、故障信号の時間と周波数特性を正確に特徴付けることができ、より有利です。

1.2 転がり軸受の損傷形態の分析と対策

(1) 過負荷。転がり軸受の過負荷による早期疲労による故障を示す、激しい表面の剥離と摩耗 (さらに、あまりにもきついはめあいもある程度の疲労を引き起こします)。過負荷は、ベアリング ボール レースウェイの深刻な摩耗、広範なスポーリング、および場合によっては過熱を引き起こす可能性もあります。解決策は、ベアリングの負荷を減らすか、ベアリングの負荷容量を増やすことです。

(2) 過熱。ローラー、ボール、またはケージのレースウェイの色の変化は、ベアリングが過熱していることを示しています。温度が上昇すると潤滑剤の効果が低下するため、油砂漠が形成または完全に消失するのは容易ではありません。温度が高すぎると転動面や鋼球の材質が焼鈍され、硬度が低下します。これは主に、負荷が高く高速な状態での不適切な熱放散または不十分な冷却によって引き起こされます。解決策は、熱を完全に放散し、追加の冷却を追加することです。

(3) 低負荷の振動侵食。各鋼球の軸方向位置に楕円形の摩耗痕が現れました。これは、軸受が作動していない状態で潤滑油膜が生成されていないときに、過度の外部振動または低負荷のびびりが原因で発生した故障を示しています。解決策は、ベアリングを振動から切り離すか、ベアリングのグリースに耐摩耗添加剤を追加するなどです。

(4) インストールの問題。主に次の点に注意してください。

まず、取り付け力に注意してください。レースウェイの間隔のあるくぼみは、荷重が材料の弾性限界を超えたことを示しています。これは、静的な過負荷または激しい衝撃 (取り付け時にベアリングをハンマーで叩くなど) によって引き起こされます。正しい取り付け方法は、押し付けるリングだけに力を加えることです（内輪をシャフトに取り付けるときは、外輪を押し込まないでください）。

次に、アンギュラ玉軸受の取付方向に注意してください。アンギュラ コンタクト ベアリングは、楕円形の接触面を持ち、一方向のみのアキシアル スラストに耐えます。逆方向に組付けた場合、鋼球が転動面の端面にあるため、負荷面に溝状の摩耗帯が発生します。そのため、取り付けの際は取り付け方向に注意してください。

第三に、アライメントに注意してください。鋼球の摩耗痕は歪んでおり、軌道面の方向と平行ではありません。これは、取り付け時にベアリングが中心に配置されていないことを示しています。たわみが 16000 を超えると、ベアリングの温度が上昇しやすくなり、深刻な摩耗が発生します。軸が曲がっている、軸や箱にバリがある、ロックナットの押付け面がねじ軸に対して垂直でない、などの原因が考えられますので、取付けの際はラジアル振れの確認に注意してください。

第四に、正しい調整に注意を払う必要があります。軸受の内輪と外輪の組立接触面の円周摩耗または変色は、軸受と適合部品との間のゆるいはめ合いが原因です。摩耗により発生した酸化物は純粋な褐色の研磨剤であり、軸受のさらなる摩耗、発熱、騒音、ラジアル振れなどの一連の問題を引き起こしますので、組み立ての際には、はめあいに注意する必要があります。

もう 1 つの例は、レースウェイの底部に深刻な球状の摩耗痕跡があることです。これは、きついはめあいによりベアリングのクリアランスが小さくなり、トルクの増加と上昇による摩耗と疲労により、ベアリングがすぐに故障することを示しています。ベアリング温度で。このとき、ラジアルすきまが正常に戻り、しめしろが減っていれば、この問題は解決できます。

(5) 通常の疲労破壊。不規則な材料のスポーリングは、あらゆる走行面 (レースウェイや鋼球など) で発生し、徐々に拡大して振幅が増加します。これは通常の疲労破壊です。通常のベアリングの寿命が使用要件を満たさない場合は、より高いグレードのベアリングを再選択するか、ファーストクラスのベアリングの仕様を上げて、ベアリングの耐荷重能力を高めるしかありません。

(6) 潤滑不良。すべての転がり軸受は、設計された性能を維持するために、高品質の潤滑剤を使用して途切れることなく潤滑する必要があります。ベアリングは、転動体とレースに形成される油膜に依存して、金属同士の直接接触を防ぎます。潤滑が良好であれば、摩擦を減らして摩耗しないようにすることができます。

ベアリングが作動しているとき、グリースまたは潤滑油の粘度は、正常な潤滑を確保するための鍵です。同時に、潤滑グリースを清潔に保ち、固体または液体の不純物を含まないようにすることも重要です。オイルの粘度が低すぎて十分に潤滑できないため、シート リングがすぐに摩耗します。最初はシートリングの金属と転動体の金属面が直接接触して擦れ合い、表面がとても滑らか？すると乾燥摩擦が発生？シートリングの表面は、転動体の表面で粉砕された粒子によって粉砕されます。表面は、最初はくすんだ変色した仕上げとして観察でき、最終的には疲労による穴や剥がれが見られます。救済策は、軸受の必要に応じて潤滑油またはグリースを再選択して交換することです。

潤滑油やグリースに汚染粒子が混入すると、これらの汚染粒子が油膜の平均厚さよりも小さくても、硬い粒子が摩耗を引き起こし、さらには油膜を突き破り、軸受表面に局部応力が発生し、軸受表面に大きな応力が発生します。ベアリングの寿命を縮めます。潤滑油やグリース中の水分濃度がわずか0.01%でも、軸受本来の寿命の半分を縮めます。水が油やグリースに溶ける場合、水の濃度が高くなると軸受の寿命が短くなります。救済策は、汚れたオイルまたはグリースを交換することです。より良いフィルターを通常に設置し、シーリングを追加し、保管および設置中の清掃操作に注意を払う必要があります。

(7) 腐食。軌道面、鋼球、保持器、および内輪と外輪のリング表面の赤または茶色の汚れは、腐食性の液体またはガスへの暴露による軸受の腐食障害を示しています。振動の増加、摩耗の増加、ラジアル クリアランスの増加、予圧の減少、そして極端な場合には疲労破壊を引き起こします。解決策は、ベアリングから流体を排出するか、ベアリングの全体的および外部シールを強化することです。

2 ファンベアリング故障の原因と対処法

不完全な統計によると、セメント工場のファンの異常振動の故障率は 58.6% にもなります。振動により、ファンのバランスが崩れます。中でもベアリングアダプタースリーブの調整を誤ると、ベアリングの異常な温度上昇や振動の原因となります。

たとえば、セメント工場では、設備のメンテナンス中にファン ブレードを交換しました。ベーンの両側は、アダプター スリーブによってベアリング シートのベアリングに固定されています。再テスト後、フリーエンドベアリングの高温と振動値が高い不具合が発生しました。

ベアリングシートの上部カバーを分解し、ファンを手動で低速で回転させます。回転軸のある位置のベアリングローラも無負荷領域で転動していることが分かります。このことから、軸受の走行すきまの変動が大きく、取付けすきまが不足している可能性があると判断できます。測定によると、ベアリングの内部クリアランスはわずか0.04mmで、回転軸の偏心は0.18mmに達します。

左右のベアリングのスパンが大きいため、回転軸のたわみやベアリングの取り付け角度の誤差が避けられません。そのため、大型のファンには自動的に中心を調整できる球面ころ軸受が使用されています。ただし、ベアリングの内部クリアランスが不十分な場合、ベアリングの内部転動部分が移動スペースによって制限され、自動センタリング機能が影響を受け、代わりに振動値が増加します。はめあいのきつさが増すと、軸受の内部すきまが減少し、潤滑油膜が形成できなくなります。温度上昇により軸受の走行すきまがゼロになったとき、軸受の動作によって発生した熱がまだ放熱量よりも大きい場合、軸受の温度は急速に低下します。この時、すぐに機械を止めないとベアリングが焼損してしまいます。この場合の軸受の異常高温は、軸受の内輪と軸とのはめあいがきついことが原因です。

加工の際はアダプタースリーブを外し、軸と内輪のはめあいを再調整し、ベアリング交換後のすき間を0.10mmとってください。再取り付け後、ファンを再起動すると、ベアリングの振動値と動作温度が正常に戻ります。

軸受の内部すきまが小さすぎること、または部品の設計および製造精度が低いことが、軸受の動作温度が高い主な理由です。ハウジングベアリング。ただし、取り付け手順、特に適切なクリアランスの調整を怠ると、問題が発生しやすくなります。ベアリングの内部すきまが小さすぎるため、動作温度が急速に上昇します。ベアリングの内輪のテーパー穴とアダプタースリーブの合わせが緩すぎると、合わせ面の緩みにより、ベアリングが短時間で故障して焼損する可能性があります。

3 結論

要するに、軸受の故障には、設計、保守、潤滑管理、操作、および使用において注意を払う必要があります。このようにして、機械設備の保守費用を削減し、機械設備の稼働率と耐用年数を延ばすことができます。