电机轴承问题终结者！！！——请提问

圣力

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    你说来说去其实还是那句话，“农民”滑动轴承不需要刮研，这也许是态度问题，也许更是 ...
柯宇云 发表于 2010-7-14 12:09

                               
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这还是态度问题，你认为要求高的就得刮一下，你认为要求不高的，不刮也就算了。
独轮车的你要是刮一下，兴许推得人就能少吃点饭。间接的不就低碳了吗？

zengxiaodong

大型电机滑动轴承的刮研

摘要：介绍大型电机滑动轴承刮研的技术要求和方法。

关键词：刮研滑动轴承


    随着市场经济的发展和国家能源政策的实施，矿山、水泥、钢铁和电力等行业的设备都朝着大型化方向发展，大型电机的需求也越来越多。大型电机轴承选用的大多是剖分式向心滑动轴承，其材料主要为巴氏合金。装配时，一般都采用刮研的方法来达到其精度要求，保证其使用性能。因此，刮研的质量对电机的正常运转至关重要，并直接影响着电机的使用寿命。刮研质量不好，电机在试车时很容易在极短的时间内造成轴瓦由局部粘损发展到大部分粘损，直至抱轴烧瓦不能使用。所以在刮研轴瓦时都由技术经验丰富的钳工操作。下面介绍剖分式滑动轴承（轴瓦）的刮研方法。
1轴瓦与轴承座和轴承盖的配合
（1）下轴瓦的瓦背与轴承座的接触面积应大于70％，而且分布均匀，其接触范围角应大于150°，其余允许有间隙部分的间隙不大于0.05mm。
（2）上轴瓦的瓦背与轴承盖的接触面积应大于60%，且分布均匀，其接触范围角应大于120°，允许有间隙部位的间隙应不大于0.05mm。
2轴瓦刮研的技术要求
2.1接触角与接触斑点要求
     轴瓦的接触角在60°~120°范围内，轻载选小值，重载选大值；一般要求在60°（或120°）圆弧内，每平方厘米面积上均布的接触点数，下轴瓦应有两个以上，上轴瓦应有一个以上。
2.2油槽与瓦口油槽带
（1）剖分式滑动轴承，油槽一般都开在受力较小的上瓦上。截面为半圆弧形，沿上瓦内周180°分布，由机械加工而成。由于上瓦有间隙量存在，润滑油很容易进入上瓦面与轴之间，其主要作用是能将润滑油畅通地注入轴瓦内侧（径向）的瓦口油槽带。
（2）瓦口油槽带分布在上、下轴瓦结合部位处（两侧）。油槽带成圆弧楔形，瓦口结合面处向外侧深度一般在1mm～3mm，油槽带宽度一般为 8mm～40mm，油槽带单边距轴瓦端面的尺寸一般为8mm～25mm。油槽带的长度为轴瓦轴向长度的85％左右，是一个能存较大量的润滑油的带状油槽，便于轴瓦与轴的润滑与冷却。
2.3润滑油楔
   润滑油楔位于接触角之内油槽带与轴瓦的连接处，由手工刮研而成（俗称刮瓦口）。其主要作用有两个：一是存油冷却轴瓦与轴；二是利用其圆弧楔角，在轴旋转的带动下，将润滑油连接不断地吸向承载部分，形成油膜，使轴瓦与轴得到充分的润滑。润滑油楔部分是由两段不规则圆弧组成的一个圆弧楔角，它将油槽带和轴瓦工作接触面光滑地连接起来。刮研润滑油楔，要在轴瓦精刮基本结束时进行，不宜提前刮研。
2.4轴瓦的顶间隙与侧间隙
（1）轴瓦的顶间隙，在无特殊要求时，根据经验可取轴直径的1‰～2‰，应根据转速、载荷和润滑油粘度在这个范围内选取。
（2）轴瓦的侧间隙，在无特殊要求时，每侧间隙为顶间隙的1/2；对于顶间隙较小者，每侧间隙等于顶间隙。轴瓦的侧间隙是根据需要由人工刮研出来的，侧隙部位由瓦口的结合面处延伸到规定的工作接触角度区，轴向地与油槽带、润滑楔角相接，此部位是不应与轴有接触的，刮削时应注意这点。侧隙与瓦口平面处的尖角应倒角，视轴瓦大小，一般为1×45°～3×45°。


3剖分式轴瓦的刮研过程

3.1瓦背的刮研
应以瓦座与瓦盖为基准，用着色法，涂以红铅粉检查上、下轴瓦接触情况，用细锉锉削瓦背进行修研，直至达到要求为止。

3.2粗刮轴瓦
（1）把上、下轴瓦的机械加工刀痕轻刮一遍，要求瓦面应全部刮到，刮研均匀，将加工痕迹刮掉。
（2）在轴颈上涂一层薄薄的显示剂（红铅粉或其它），与上、下轴瓦研点粗刮几遍，待接触面积与研点分布均匀后，可转入细刮。粗刮时应注意，不可将瓦口部分刮亏了，要求180°范围全面接触。
   
3.3细刮轴瓦
细刮轴瓦时，上、下轴瓦应加垫（瓦口结合面），装配后刮研两端轴瓦，在瓦上涂红铅粉，用轴研点。开始压紧装配时，压紧力应均匀，轴不要压得过紧，能转动即可，随刮、随撤垫，随压紧。此时，也应注意不要将瓦口刮亏了，经多次刮研后，轴瓦接触面斑点较密的分布均匀即可。

3.4精刮轴瓦
精刮的目的是要将接触斑点及接触面积刮研到规定的技术要求。这时不用显示剂，略加一点汽轮机油，研点方法与细刮相同，点子由大到小，由深到浅，由疏到密，大的点子在刮研过程中，可用刮刀破开变成密集的小点子，经过多次刮研，逐渐刮至符合要求为止。在精刮将要结束时，将润滑油楔（开瓦口）侧间隙刮研出来，使其达到轴瓦的使用性能，这一点非常重要。

zengxiaodong

下面提供水泥厂轴瓦研刮工艺要求。


轴瓦与轴颈的接触质量，是通过瓦的刮研来达到要求的。关于刮瓦，在8.5节中再作介绍。

8.4.4 球磨机主轴瓦的装配
球磨机主轴瓦是一种典型的部份圆瓦，通常包角为120°。由于它体积大、重量大、承载量大、结构较复杂、组成零件较多，其装配要求精细，操作过程繁杂，劳动强度大，因此比一般轴瓦装配难度大。球磨机主轴瓦装配的每一步骤都需要认真仔细，不能疏忽大意，否则会影响装配进度和质量，甚至留下事故隐患。球磨机主轴瓦在安装前，应详细阅读图纸和安装说明书，弄清轴承结构组成、各零件作用以及各项技术要求。除做好零件清洗、检查工作外，还应准备好用于磨机筒体、主轴承的起重吊装设施并搭好现场工作台，以方便装配中的拆装、刮瓦、合瓦等操作需要。在检查轴瓦时，更应注意严格检查瓦体内衬巴氏合金是否存在质量缺陷，尤其是瓦面90°承载区内，若有裂纹、孔洞或脱壳缺陷，必须采取补焊修复措施或更换符合质量要求的新瓦体。对于瓦体和轴承座，还必须仔细查看冷却水腔壁上有无裂缝，腔体内是否存留有铸造型砂，用过的瓦体和轴承座腔体内是否有淤积的泥砂。通对于新安装的轴承，冷却水通道需进行不低于0.4MPa，持续两小时的水压试验，并要求不得有渗漏现象。对于轴承座内的油池，必须除尽型砂、沉积物并应彻底清洗干净。此时应特别注意清除轴承座水冷却腔中穿过的油池连通道内的堵塞物，以保证无油圈带油一侧油池的润滑油能畅通地流入供油圈带油的另一侧油池中。对于固定油圈、油勺、刮油刷、刮油板等零件，应检查是否齐全和符合要求。对于密封橡胶件、毛毡，应检查是否符合规格及质量要求。


新轴承座的安装必须找正找平，达到安装要求。轴承座在就位前必须用水平仪对轴承底座测量水平度和用液体连通器测量两底座表面的高差(如图8-7所示)，差值允许范围为0.5mm，且只允许出料端低于进料端。在中空轴放入轴承后，进出料两中空轴最上的母线高差允许值为1mm，同样只允许出料端低于进料端。轴瓦的装配操作是一多次刮瓦、清洗、合瓦的重复过程，其目的是必须达到中空轴与轴瓦内表面的配合质量要求。通常磨机轴瓦接触角为70°～90°，接触角内接触斑点每25×25mm2面积上不少于2点，轴瓦两侧隙之合为0.2～2mm，两边瓦口的导油槽必须具有要求的深度和宽度(如图8-4中所示)，瓦背球面与轴承座的球面必须达到质量要求，瓦体在轴承座中转动必须灵活，两配合面四周留有0.7～1.5mm的间隙，接触球面90°范围内接触斑点每25×25mm2面上不少于1点。装配时，还应在瓦背与轴承座球面间涂上一层润滑脂。

除此而外，还应按要求完成润滑系统各零件、设施，冷却系统和密封装置的安装、检查。润滑系统安装应注意固定式油圈必须固定牢固，使其运转中不松动变位，若连接螺纹规格太小，螺孔深度不够时，还需要重新加工处理。油勺尾部与固定油圈之间的配合质量要好，在设备运转中油勺不得跳动离位，不得与中空轴碰擦，油勺的眼孔应光滑不能堵塞，油勺倾斜度和位置应正确，能始终保证润滑油均匀地淋满整个轴颈长度。刮油板的安装必须注意反顺方向，不能弄错刮油板一般用铜板制作，不得用钢板代替。瓦体冷却水腔口面外的密封盖胶板必须平整，贴合紧密，以防止润滑油进水。密封毛毡圈应紧密与中空轴相贴合，不得有缝隙，才能使运转后吸满油的毡圈起到防止灰尘进入和润滑油外流的作用。另外，还应检查瓦体限位块是否安装并固定牢，限位块与瓦体的间隙
适当，一般为2～mm。若无限位块，磨机运转时轴瓦会被中空轴带出限位间隙太小瓦体不能自由转动，限位间隙过大会使瓦体离位大，磨机起停时会增大对轴瓦的碰撞，甚至造成巴氏合金的损坏。球磨机主轴瓦主要零部件都较笨重，在起吊、安放过程中宜慢、轻、准，自始至终都应注意人员及设备安全。

8.5 轴瓦的刮研
为了保证轴颈与轴瓦，轴瓦背面与轴承座孔面的接触达到技术要求，在轴瓦安装中都要通过刮瓦—合瓦—刮瓦—合瓦的多次反复才能达到目的。刮瓦及合瓦是轴瓦安装中一个极重要的环节。刮瓦，是用刮刀在已加工的轴瓦表面上刮削去很薄一层金属，使其获得较高精度和光洁度的一种手工精密加工过程。研合，工厂中习惯称为合瓦，指的是在轴颈表面，轴瓦的背面涂以显示剂经转动接触，通过显示的斑痕检验轴瓦表面的接触情况、轴承座孔面的接触情况，以便有针对性地再刮削，而最终达到接触质量要求的一种操作过程。刮瓦与合瓦是密切关联的，相辅相成的，要获得好的轴瓦接触质量，二者缺一不可。刮瓦合瓦操作必须掌握相关的基础知识，更重要的是必须通过多次实践学习探索，才能熟练掌握这一技术。

zengxiaodong

这还是态度问题，你认为要求高的就得刮一下，你认为要求不高的，不刮也就算了。
独轮车的你要是刮一下， ...
圣力 发表于 2010-7-14 12:32

                               
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   我完全不赞同圣力先生的意见，事实上圣力先生肯定没有上山砍过柴，更没有推过独轮车，如果有好事者去刮独轮车的轴承，其后果不是少吃饭，而恰恰是多吃饭！

原因在哪里呢？你可千万别以为推独轮车都是走平路，因为中国的地势很不好，多山多丘陵的缘故，砍好柴以后回家，几乎都是下坡路，甚至下陡坡下长坡，如果独轮车轴承运转太灵活，岂非更加费劲？要拼命向后拉着，否则连车带柴就掉到山坡下面去了，拉可跟推完全不一样，一会儿腿肚子就直打颤，再过一会儿脚趾头就鲜血淋漓......事实上，我想这也许是中国人不能发明“雷诺方程”的根本原因之所在吧！

ygh9931620

请教：本人设计的一台立式电机YLKK500-6 10kV　上轴承用的是背靠背轴承（７２２８ＢＣＢＭ），下轴承用的是ＮＵ２２８，在做出厂试验的时候发现上轴承有异响（就是声音不像其他电机的声音），请指点下有些什么原因会导致背靠背轴承（７２２８ＢＣＢＭ）有异响！

柯宇云

我觉得背靠背轴承属于高精度轴承，发出异响的可能性较小，最大的可能性发生在下部的圆柱滚子轴承，装配损伤的概率很大。另外即使听起来是上部轴承异响，但是根源却可能在下部轴承，请改进装配方法试试。

CFGLQG

请大家讨论一下关于V1、V2、V5电机安装轴承的问题吧？

柯宇云

有一个大型电机，选用了两个轴承，分别是22320CA和22216CA，负荷能力都很大，润滑脂用的是长城极压高温润滑脂7019－1，没用几年就有好多轴承出现问题，请大家帮忙分析一下原因。

zengxiaodong

你这个问题我也许知道轴承发生损坏的原因，还是请大家发表发表看法！

柯宇云

回复 312# zengxiaodong


    你就别卖关子了，直接说出分析结果来，否则没有人会认为你知道答案的！

另外，是否又是润滑问题？润滑难道是所有轴承损坏的唯一的原因吗？

张老五

看上去是辊子和辊道上金属材料有剥落
至于剥落的原因，图不是特别清楚，不过不象是轴电流。说不定就是轴承本身的质量问题

zengxiaodong

回复 314# 张老五


    把轴承损坏的原因归结到轴承本身的质量问题，99.99％是错误的，即使对于国产轴承也是如此！

换句话来说，解决轴承问题实际上几乎就是在同轴承的非正常的选用、安装、运行、维护作斗争，在SKF综合型录中开篇就说到，现实中很少有轴承是因为接触疲劳而损坏的，就是表达同样的意思。




上面的截图取自于日本学者冈本纯三所著《球轴承设计计算》的P49页，是关于轴承寿命的内容，说的也几乎是同样的意思。

柯宇云说我是卖关子，其实这是一种误解，因为要详细说清楚该轴承损坏的原因，需要较长的篇幅，还要包含一些图解示意，很显然这样的工作量比敲键盘打字要复杂得多。

简单来说，2个轴承都是球面滚子（也叫调心滚子）轴承，这种轴承一般来说是双列的，记得前面的帖子中，我和楼主激烈争论过配组角接触轴承的问题，我提到2个轴承配组时要求精度要很高才行，其中的道理就在于力学中的超静定，现实中我确实见过有的电机在轴伸端并排使用2个普通深沟球轴承的情况，这是一种完全错误的设计，根本不会达到延长轴承寿命的任何效果！

配组轴承的精度要求可以推广到任何双列轴承中，例如双列深沟球、双列角接触、双列圆柱滚子、双列圆锥滚子、球面滚子等等，这些轴承原则上来说都是价格昂贵的，因为精度要求高的缘故，或者说2列滚动体之间误差不能独立而是互相约束的，从这个角度而言，选用双列轴承是不经济的。

从提供的图片来说，损坏的轴承是呈现单列损坏的，另一列完好无损！由此可以断定，轴承受到了过大的单向的轴向力，从而导致了轴承的损坏————可能是正常的疲劳损坏！轴向力是从哪里来的呢？一是外加负载，二是内部附加轴向力。

因为提问者并未提到外加负载的情况，我们就按照内部附加轴向力来进行分析，一样可以导致轴承的迅速损坏！关于附加轴向力的问题，需要图示才能进行说明，在此恕不提供。可以告诉一个结论，例如角接触轴承，仅承受径向负载是不能正常工作的，4点接触球轴承仅承受径向负载也是不能正常工作的，这样的单个轴承必须承受轴向负载才能承受径向负载，或者说承受径向负载后必然产生对应的附加轴向力，附加轴向力的大小与接触角有关，接触角越大，附加轴向力也越大！

对于调心滚子轴承而言，接触角较小，其附加轴向力是由内部自身平衡的。

张老五

又是一大堆理论。当年赵奢谈理论不是赵括的对手，不过赵奢打过若干胜仗，赵括只打了一仗，输了，代价是自己的性命，还加上了四十多万赵国士兵的生命，另外就是赵国永远退出了争霸天下的行列。
扯远了。SKF的型录我没有仔细研究过，一则是因为东西太厚，没精力仔细看，我又不是学轴承的。二则，是里面的东西太过专业，公式图片一大把，看着晕。
至于：“把轴承损坏的原因归结到轴承本身的质量问题，99.99％是错误的，即使对于国产轴承也是如此！”
大体上新轴承上机没多久就出故障的，近年来并不少见，我倒也跟轴承厂家搞过几回，有成功的，也有不成功的，没统计过，似乎比0.01%的比例还是要高不少。至于烧得乱七八糟无从分辨的，就更多了。
说到“现实中很少有轴承是因为接触疲劳而损坏的”这样的结论，我总会想到某些垄断企业，比如银行，比如电信，他们永远会有电脑故障，而电脑故障的结果，永远是对消费者不利的那一种。
其实我的想法也很简单，我没有那么多的理论可以讲，我只知道一个轴承的寿命是若干小时，如果实际的寿命远远低于这个时间，我又找不出安装使用选型上的明显的问题来，我还能在轴承上看到一些不正常的现象，我就认为是轴承的质量问题。当然，轴承厂可以不认同我的结论，但请不要用一大堆我不懂的理论来忽悠我。你可以去测量去检测，并且拿出国家标准行业标准或者国际标准，来证明我的安装使用有问题。当然，是公认的，可以作为标准的东西，而不是什么某厂家说的，轴承温度可以用到120度以上，或者汽车可以开到200公里以上之类的东东。
我有时也在想，是不是SKF的型录作者是一个日本人？因为我发现，找日本人的毛病总是分外艰难。如果我有一台日本电机，运行三个月就烧了，日本人会仔细地调查你的选型、使用和维护，同时打听那天的温度湿度工人的情绪有没有台风中饭吃的是大排还是红烧肉等等，如果能找到那么一点点疑问，比如轴承加油的时间比规定的晚了五分钟，对不起，不能排除这是造成电机（轴承）故障的可能性，所以，不能证明这是厂家的电机（轴承）的质量有问题。

柯宇云

我还是不得不认同“赵括”的分析，至少有一点“赵括”的分析是正确的：那就是轴承损坏是其中的一列，而另一列完好无损，由此把轴承的损坏归结于过大的轴向力，这点我表示认同。

但是，我们的电机其使用工况理论上是没有轴向力的，即使由于安装误差等会导致一定的轴向力，那也是很小可以忽略的，对于这一点我觉得百思不得其解，轴向力是哪里来的呢？附加轴向力是怎么产生的？附加轴向力能够大到使轴承损坏吗？

zengxiaodong

大家来评评理，在本论坛上把别人比喻成赵括，这是一种什么道德品格？作为版主，这样的素质如何能够在广大坛友中树立良好的威望？本论坛是技术交流的场所，与技术无关的又长又臭的胡扯我认为甚为不妥！

赵括是只懂理论不会实战，但是并不能推论得出：不懂理论的人就一定善于实战！还有一种人连赵括也不如，那就是既不懂理论又不能实战的人。

在这个帖子中，好歹我也是给人解决了一些轴承问题，包括209楼piandh 提出的立式水泵轴承问题，他按照我的建议进行设计效果良好，为此还得到了提问者的感谢！就是最近的柯宇云提出的轴承损坏问题，我也回答了个八九不离十，得到了其一定程度的认可，反之，张老五呢？解决一个实际问题让大家看看，否则你就是再会长篇大论地吹，又有何用？

不要怪照片不清楚，说实话就是把损坏的轴承实物拿到你面前，相信你也看不出什么名堂更得不出什么明确结论。

“其实我的想法也很简单，我没有那么多的理论可以讲，我只知道一个轴承的寿命是若干小时，如果实际的寿命远远低于这个时间，我又找不出安装使用选型上的明显的问题来，我还能在轴承上看到一些不正常的现象，我就认为是轴承的质量问题。”

你找不出安装使用选型上的明显问题，这实在是太正常不过了，因为这是由你极为有限的水平决定的！显然这并不等于别人也找不出安装使用选型上的问题，这就是术业有专攻，或者说水平有差异！

zengxiaodong

回复 317# 柯宇云

继续讨论你的轴承损坏问题。

确定了轴向力的不平衡问题以后，可以想象得到，双列磙子轴承很不幸地变成了单列磙子轴承，由此轴承的径向承载能力也就大幅度下降了，会下降多少呢？根据前面我提到的2的0.7次方的关系，可以简单计算得到结果为原轴承的61.55％，因为滚子轴承的寿命与承载能力成10／3次方的关系，因此轴承寿命降低到正常值的19.84％！这就近乎完美地解释了轴承迅速损坏的原因。

你提到的问题轴承有一大一小两个型号，如果轴向力由大轴承来承受，可能问题不大，但是如果同样的轴向力由小轴承来承受，可能问题就很大！也不知道你的电机损坏的主要是大轴承还是小轴承？我先在此下一个结论，肯定大多数是小轴承损坏！

另外一个问题，就是接触角的问题，前面提到调心滚子轴承的接触角较小，因此径向载荷下引起的附加轴向力较小，但是反过来的问题是，较小的轴向力就可以导致较大的滚子应力，或者说较小的轴向力就可能导致一列滚子卸载从而变成“单列轴承”！因此较小的接触角其实是一柄双刃剑，会直接导致轴承的轴向承载能力低下。

柯宇云

回复 316# 张老五


    张老五如果真的碰到了很多轴承问题，现在数码相机都很方便，搞个有难度的问题带上照片发到论坛上来，这是一件很容易的事情，让zengxiaodong分析出个一二三四，岂不妙栽。

最好搞一个你们历经坎坷最终得到解决的问题，这样还知道答案，而分析者并不知道答案，很容易就非常主动地处于有利地位，随便就可以战而胜之！

张老五

回复 318# zengxiaodong


    真是再对也没有了，所以老百姓打医疗官司总是输，为啥啊？人家专业水平高，高到了把黑的说成了白的，咱也不知道的地步。
咱老百姓当然不懂这么多，咱只知道有人发烧了住院，结果再也没出来，原因据说是骨折。有人去割阑尾，结果发心脏病死掉了。是的，俺不知道这中间有什么因果关系，但医院知道，因为人家专业啊，术业有专攻啊，水平有差异啊。

张老五

回复 321# 柯宇云


    接受你的建议
就请高手分析一下吧