油液監(jiān)測的應(yīng)用--主排風(fēng)機(jī)滑動軸承的故障診斷

一、引言

  滑動軸承，在滑動摩擦下工作的軸承。滑動軸承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。在液體潤滑條件下，滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力，但起動摩擦阻力較大。

  滑動軸承是機(jī)器設(shè)備中常見的機(jī)械零件之一，是風(fēng)機(jī)、電機(jī)等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械中關(guān)鍵的摩擦副。從滑動軸承的磨損形式來看，主要有輕微磨損、嚴(yán)重磨損和劃傷等形式。

  通過對大量失效滑動軸承的分析，造成非正常磨損的主因有以下幾種：

  1、潤滑不良。由于設(shè)計錯誤或維護(hù)失當(dāng)造成滑動軸承在工作中供油不足，致使流體動力油膜破裂并導(dǎo)致擦傷，終咬死；或因為軸承在磨合后發(fā)生外部斷油，如吸油網(wǎng)堵塞、油泵有缺陷、油路堵塞或泄漏和減壓閥彈簧失效等引起潤滑油循環(huán)中斷，后造成失效。

  2、裝配不正確或中心線偏移。它會使軸承的一端或局部發(fā)生嚴(yán)重磨損并產(chǎn)生高溫，或由于受載不均而使磨損偏向一邊。

  3、超載。由此引起的過熱使金屬發(fā)生疲勞，造成軸承表面金屬表面破碎剝落。

  4、灰塵或外界雜質(zhì)的進(jìn)入。大而堅硬的灰塵顆粒進(jìn)入軸承間隙會將較軟的軸承表面劃傷，或者顆粒沉嵌在較軟的軸承表面上而拉傷軸頸。

  5、腐蝕。由于潤滑油中的酸性物質(zhì)引起軸承表面腐蝕，形成一種有細(xì)麻點(diǎn)的表面和大面積的軸承材料變質(zhì)。此外油中空氣泡的形成和崩潰也會導(dǎo)高的局部壓力，即所謂“氣蝕”作用，造成軸承表面局部疲勞和麻點(diǎn)。

二、故障診斷

  某廠有一臺排風(fēng)機(jī)，其主要參數(shù)為：主排風(fēng)機(jī)排氣量 21000m3 / min，風(fēng)壓 2000mmH2O，電動機(jī)功率 9300kW，滑動軸承采用鉛基巴氏合金（含錫5% ～11%）襯套，它的抗鑲嵌能力*，抗燒結(jié)能力、抗腐蝕能力及容不同軸能力都比較好。

  在使用的過程中，經(jīng)常對其進(jìn)行油樣分析，2月初，發(fā)現(xiàn)其直讀鐵譜分析數(shù)據(jù)較前幾次分析數(shù)據(jù)有明顯上升趨勢，特別是大磨粒讀數(shù)DL有大幅度增加（ 表1），

  光譜分析中鉛、錫元素含量較高。分析鐵譜譜片上除少量正常滑動磨粒外，全長位置沉積有較多的有色金屬顆粒，尺寸在 10 ～ 20µm，表面粗糙，為有粒狀表面的團(tuán)狀物，其顏色較深，夾雜有藍(lán)、紫色小斑點(diǎn)色彩，是一種有效的吸光體，在偏振光下沒有明亮閃爍的光澤，在鐵譜片上隨機(jī)排列而沿磁力線方向排列，因而可以排除其作為黑色氧化物（FeO）的可能性。這些有色金屬磨粒是來自滑動軸承上的巴氏合金，表明軸瓦有異常磨損出現(xiàn)，系潤滑不良所致，于是對此提出警告。由于當(dāng)時油液分析和振動分析是同步進(jìn)行的，而振動分析結(jié)果表明各樣點(diǎn)的振動值均在正常范圍內(nèi)，故點(diǎn)檢方未采取任何措施。一個月后再次對其進(jìn)行油液分析，采集了包括系統(tǒng)油箱在內(nèi)的共計五個樣點(diǎn)的油樣進(jìn)行全面分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各樣點(diǎn)的油樣中均含有較多的巴氏合金磨料，表面有明顯熔融現(xiàn)象，有的甚至已經(jīng)成為球狀，軸瓦的磨損有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢，得出的結(jié)論依然是警告，并建議點(diǎn)檢方停機(jī)檢修，檢查軸瓦等零部件的磨損狀況。半個月后點(diǎn)檢方對主排風(fēng)機(jī)的軸瓦進(jìn)行了拆檢，發(fā)現(xiàn)4個樣點(diǎn)的滑動軸承軸瓦均有不同程度的擦傷，巴氏合金表面都有明顯的劃痕，有的還出現(xiàn)了龜裂和剝落現(xiàn)象。經(jīng)更換軸瓦并作適當(dāng)調(diào)整后，工作正常。

  如果任其自然發(fā)展，將很可能出現(xiàn)咬死現(xiàn)象，并終導(dǎo)致電機(jī)燒毀事故。這是一例典型的通過油液監(jiān)測技術(shù)能夠比振動分析技術(shù)更早地預(yù)報故障隱患的案例，當(dāng)時主排風(fēng)機(jī)的故障還處于初期階段，尚不至于引起大的振動值的變化，對現(xiàn)場所測振動值，沒有進(jìn)行頻譜分析

三、結(jié)語

  滑動軸承在冶金機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛，運(yùn)用鐵譜分析對其進(jìn)行工況監(jiān)測在理論上是可行的，它能夠比振動分析技術(shù)更早地預(yù)報出故障的隱患，但在具體的實(shí)際應(yīng)用過程中，由于其磨損量比較小，加上巴氏合金又是非鐵磁性物質(zhì)，而鐵譜技術(shù)主要是對鐵磁性物質(zhì)反應(yīng)靈敏，故其難度較大，這次通過油液監(jiān)測技術(shù)準(zhǔn)確的預(yù)報故障，是多年經(jīng)驗積累所產(chǎn)生的效應(yīng)，具有重要的實(shí)際意義。