推力球軸承按受力情況分單向推力球軸承和雙向推力球軸承。單向推力球軸承,可承受單向軸向負荷,雙向推力球軸承,可承受雙向軸向負荷。
推力球軸承不能承受徑向負荷,極限轉速較低。如果承受兩個方向的載荷,必須選用雙向推力球軸承或單向推力球軸承配對使用。由於其市場流通性較廣,現貨供應及時,故在目前的軋機行業,一些850以下的四輥或六輥冷軋機,其中間輥或工作輥的輔機軸承選型為推力球軸承來限制軋輥的軸向竄動。
本次分析的應用故障為單向推力球軸承:
1、結構組成及性能
組成:1個座圈
作用:與所安裝的箱體孔徑配合是外徑與箱體過渡配合,限制了軸承在選裝時的徑向跳動量,是正確引導軸承的旋轉基本保障。
組成:1個軸圈
作用:與軸過盈配合(理論設計),端面依靠軸肩,與軸同時同步旋轉,傳遞軸向載荷。
組成:1個保持架組件
作用:球型滾動體把滑動摩擦轉換為滾動摩擦,保持架均勻等分滾動體以保持受力的均勻,以及防止球體幹涉碰撞,同時球體弧度與保持架弧度間隙配合,引導保持架在座圈與軸圈之間運轉,防止保持架運轉時碰撞或幹涉除球體外的任何零件。
2、失效形式
新軸承上機使用5-8小時,下機磨輥時,拆箱發現大量鐵粉,拆卸清洗時鋼球脫落。
經統計共計裝機12套,8套出現所述失效現象,損壞率高達66%。
3、損壞現象及原因分析
技術人員對拆卸的軸承進行了清洗檢查,發現如下:
1、軸承滾動體與保持架兜孔異常磨損,兜孔直徑磨損後大於球體直徑,部分球體脫落;
2、保持架兜孔與兩端面同時磨損異常,保持架圓周方向也有摩擦痕跡;
3、從軸承座拆出的軸承中發現,同是座圈沒有軸圈,且座圈外柱面存在軸向位移痕跡;
4、其中4套為不同品牌混用
隨機對未使用的軸承進行了對比測量,測量結果如下:
1、同品牌同批次的整套軸承測量尺寸均符合標準。
2、混裝後的尺寸測量,出現高度誤差,對比標準其高度降低2.2mm。
3、對比球體測量發現滾動體直徑相差約2mm。
豎立檢查旋轉,發現保持架與軸圈座圈之間間隙值h為負值,發生幹涉摩擦。
至此可以明確判斷軸承的混裝,造成尺寸誤差,零件幹涉是導致此次故障的原因所在。
4、安裝改善
1、杜絕混裝
首先不同品牌的軸承雖然外形尺寸相同,但是其滾動體與軸圈座圈的溝道不匹配,嚴禁互換混裝;
其次同品牌不同批次的軸承同樣嚴禁互換,因內部結構因批次不同會出現滾動體的數量或直徑等數據變更;
1.1如特殊情況需要進行應急預裝必須確保以下尺寸相同,各項尺寸誤差≤0.03mm。
1.2需要滾動體直徑相同、保持架外徑小於軸圈外徑、保持架厚度相互差小於1.5mm。
1.3組裝後旋轉順暢,無卡阻、無幹涉。
2、軸圈配合
目前安裝都為座圈,主要是因為安裝時,理論設計的軸圈與軸為過盈或小間隙配合,但實際使用時要實現快裝快卸,這就很難達到目的,往往是安裝困難,而同時使用座圈可以實現大間隙配合,達到快裝快卸目的,但不符合實際使用要求容易造成軸承座圈外徑(充當軸圈的座圈)
與箱體外徑磨損,嚴重時造成軸承抱死。根據實際使用應如下解決快速拆裝問題:
2.1根據實際需求,加大軸圈內徑,使軸圈與軸為間隙配合推薦e6公差,這樣既可以解決快裝快卸問題,也可以避免軸圈與軸之間的配合間隙過大導致的外徑與箱體磨損問題。
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