基于故障树的滑动轴承故障分析及维护方法

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1、滑动轴承的故障及维护方法分析摘要：滑动轴承由于其本身所具有的的独特优点使其广泛应用在工作转速特高、特大冲击与振动或必须剖分安装以及须在水及腐蚀性介质中工作等重要场合，由于滑动轴承多应用于环境恶劣的场合以及使用滑动轴承的机器的重要性，决定了滑动轴承的故障诊断及维护方法的分析是十分重要的工作。本文采用基于故障树分析的方法详细分析了滑动轴承的常见故障及其相应的维护方法。关键词：滑动轴承故障树故障诊断维护方法0引言由于滑动轴承本身具有的一些独特优点，使得滑动轴承在某些不能、不便或使用滚动轴承没有优势的场合，如在工作转速特高、特大冲击与振动、径向空间尺寸受到限制或必须剖

2、分安装（如曲轴的轴承）、以及需在水或腐蚀性介质中工作等场合，仍占有重要的地位。因此，滑动轴承在轧钢机、汽轮机、内燃机、铁路机车及车辆、金属切削机床、航空发动机附件、雷达、卫星通信地面站、天文望远镜以及各种仪表中应用颇为广泛。【1】濮良贵，纪名刚.机械设计【M】.八版.北京：高等教育出版社，2006.首先，滑动轴承的工作环境相对于一般机械来讲是比较恶劣的，这就导致滑动轴承较易发生故障；其次，滑动轴承的工作场合相对来说是比较重要的（出现故障导致停机造成的损失相对较大），上述两个方面决定了滑动轴承的故障诊断与维护方法的分析是想当重要的工作。1滑动轴承工作原理滑动轴承

3、（slidingbearing），即在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承按其工作原理分类，可分为静压轴承与动压轴承两类。静压轴承是依靠润滑油在转子轴颈周围形成的静压力差与外载荷相平衡的原理进行工作的，轴无论旋转与否，轴颈始终浮在压力油中，工作时保证轴颈与轴承之间处于纯液体摩擦状态，这类轴承具有旋转精度高、摩擦阻力小、承载能力强并有良好的速度适应性和抗振性等特点。在动压轴承中，轴颈外圆与轴承之间有一定间隙（一般为轴颈直径的千分之几），间隙内充满润滑油。轴颈未旋转时，它就沉在轴承孔的底部，当转轴开始旋转时，轴颈依靠摩擦力的作用，在旋转相反方向上沿轴承内表面往上爬行。转

4、速继续升高至一定程度，轴颈把具有粘性的润滑油带入轴颈与轴承的楔形间隙（油楔）中。在间隙内积聚的油层就是油膜，油膜压力把转子轴颈抬起，当油膜压力与外载荷相平衡时，轴颈就在轴承内不发生接触的情况下稳定地旋转，旋转时的轴心位置由于收敛形油楔的作用，略向一侧偏移，这就是动压轴承的工作原理。【2】沈庆根，郑水英.设备故障诊断【M】.北京：化学工业出版社，2006.这类轴承的优点是滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力、与滚动轴承相比同等体积的载荷能力要大很多、振动和噪音小、对金属异物造成的影响较小，不易产生早起损

5、坏。2滑动轴承的装配原理为了更形象的了解滑动轴承的工作原理，同时为了方便对滑动轴承的故障诊断和维护进行分析，这里将简单介绍滑动轴承的装配原理。下图（图1）是对开式径向滑动轴承的装配图（主视图）。1-轴承座；2-下轴瓦；3-轴承盖；4-上轴瓦；5-轴瓦固定套；6-油杯图1—对开式径向滑动轴承轴承盖和轴承座的剖分面常做成阶梯形，以便对中和防止横向错动。剖分式轴瓦由上、下两半组成，通常是下轴瓦承受载荷，上轴瓦不承受载荷。在轴瓦内壁不承受载荷的表面上开设油槽，润滑油通过油孔和油槽流进轴承间隙。这种轴承装拆方便，并且轴瓦磨损后可以用减少剖分面处的垫片厚度来调整轴承间隙（

6、调整后应修刮轴瓦内孔）。【3】李国华，张永忠.机械故障诊断【M】.北京：化学工业出版社，2004.为了更形象的表示滑动轴承的结构，绘制三维简图如下：图2-对开式径向滑动轴承（三维简图）为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在其内径面上浇铸一层或两层减摩材料，通常称为轴承衬，所以轴瓦又有双金属轴瓦和三金属轴瓦。轴瓦或轴承衬是滑动轴承的重要零件，轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。由于轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触，一般轴颈部分比较耐磨。3滑动轴承故障分析及相应的维护措施绘制滑动轴承的故障树如下图所示：滑动轴承失效ⅠⅡⅢⅢⅣⅤⅥⅦⅧ或12或12345或123或12或12或123

7、4或图-3滑动轴承失效的故障树Ⅰ-巴氏合金松脱：1-浇注前基体金属清洗不够；2-材料镀锡，浇注温度不够。Ⅱ-轴承异常磨损、刮伤、拉毛：1-轴承装配缺陷；2-轴承加工误差；3-转子发生大振动；4-轴承设计误差；5-供油系统出现问题。Ⅲ-轴承疲劳：1-轴承过载，使承载区的油膜破裂，局部地区产生应力集中或局部接触形成的裂纹，裂纹扩展后即产生疲劳破坏；2-轴瓦松动，轴承间隙过大、过小以及机器振动，在轴承上产生交变载荷；3-轴承工作时的摩擦和咬粘，在轴瓦表面某些区域产生高温，局部高温在材料中形成热应力和热裂纹，热裂纹扩展产生疲劳剥落。【4】沈庆根，郑水英.设备故障诊断【

8、M】.北京：化学工业出版社，2006.