機(jī)械壓力機(jī)軸承維護(hù)解析

羅光利

（湖北三環(huán)離合器有限公司，湖北黃石 435100）

0 引言

機(jī)械壓力機(jī)故障維修難點(diǎn)在于軸承的更換或修復(fù)，主要原因是維修時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用成本高，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)組織有重大影響，故減少、杜絕軸承故障，日常維護(hù)是關(guān)鍵。湖北三環(huán)離合器有限公司是一家從事汽車配件生產(chǎn)近70 年歷史的小巨人企業(yè)（國(guó)家發(fā)改委2020 年命名），僅大型壓力機(jī)（800 t 及以上）達(dá)10 臺(tái)，近十年來未出現(xiàn)一起軸承“燒瓦”或“咬死”現(xiàn)象，現(xiàn)將多年來的管理經(jīng)驗(yàn)與同行分享。

1 壓力機(jī)軸承類別

壓力機(jī)軸承有滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩類，其中閉式壓力機(jī)（160 t 及以上）除飛輪處有2～3 個(gè)滾動(dòng)軸承外，各傳動(dòng)軸（含曲軸）均為滑動(dòng)軸承；開式壓力機(jī)（125 t 及以下）除曲軸3 個(gè)滑動(dòng)軸承外，傳動(dòng)軸多為滾動(dòng)軸承。

滾動(dòng)軸承均為推力圓柱滾子軸承（單列），大型壓力機(jī)飛輪處有雙列軸承，如軸承故障可事先根據(jù)設(shè)備圖紙型號(hào)購(gòu)買（軸承廠專業(yè)生產(chǎn)）維修時(shí)更換即可?；瑒?dòng)軸承可根據(jù)設(shè)備圖紙準(zhǔn)備坯料，維修時(shí)按軸承座、軸頸、曲軸實(shí)際尺寸現(xiàn)場(chǎng)配作（單件生產(chǎn)），故周期較長(zhǎng)。

機(jī)械壓力機(jī)的滑動(dòng)軸承主要有主軸（曲軸）偏心輪上的大軸承以及各軸與床身連接的支承軸承（單點(diǎn)閉式壓力機(jī)一般有7 處軸承）。21 世紀(jì)初及以前的設(shè)備，軸承材料多選用減摩性好的鑄造錫青銅ZQSn6-6-3（GB/T 1176—1974），其中Sn、Zn 和Pb 的含量分別為5%～7%、5%～7%、2%～4%，有較高的強(qiáng)度，良好的抗滑動(dòng)磨擦性、焊接性、耐腐蝕性和優(yōu)良的切削性能?，F(xiàn)在國(guó)標(biāo)里面沒有ZQSn6-6-3 這一牌號(hào)，與之相近的是ZQSn5Pb5Zn5，其化學(xué)成分Sn、Zn 和Pb 的含量均為4.0%～6.0%、銅余量。使用滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承的溫升不得超過環(huán)境溫度35 ℃，最高溫度不得超過75 ℃。

值得注意的是，鋁基滑動(dòng)軸承最高溫度不得超過65 ℃，鋁基軸承合金是以鋁為基礎(chǔ)，加入錫等元素組成的合金。這種合金的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱性、耐蝕性、疲勞強(qiáng)度和強(qiáng)度均高；缺點(diǎn)是膨脹系數(shù)較大，避咬合性差，故壓力機(jī)上用得少。

軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦，裝軸瓦上半部稱為軸承蓋，裝軸瓦下半部稱為軸承座（圖1）。蓋和座用螺柱連接，兩者的接合面由止口或銷釘定位，并可放置不同厚度的墊片以調(diào)節(jié)軸承間隙。為便于潤(rùn)滑油進(jìn)入摩擦面之間，軸承蓋上開有注油孔，軸瓦上有分配潤(rùn)滑油的軸向油槽。通常軸承蓋和座用鑄鐵制造。

圖1 軸承座

滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)型式主要有剖分式、整體式等：剖分式軸承的軸承蓋可以啟開，便于裝入軸頸，軸瓦磨損后便于調(diào)整軸承間隙；整體式軸承構(gòu)造簡(jiǎn)單，但軸頸必須從某一端裝入，磨損后無法調(diào)整間隙。250 t 及以上壓力機(jī)均為整體式軸承（僅飛輪軸有兩處為剖分式軸承），大型壓力機(jī)連桿軸瓦拆裝一次不容易，費(fèi)時(shí)費(fèi)力高成本。

2 滑動(dòng)軸承的主要故障種類

（1）軸頸表面拉傷。由于潤(rùn)滑油把大顆粒的污垢帶入軸承間隙內(nèi)，并嵌藏在軸承軸瓦上，使軸瓦與軸頸接觸時(shí)形成硬痂，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)嚴(yán)重刮傷軸的表面。

（2）瓦背微動(dòng)磨損，軸瓦與瓦座固定螺栓剪切或松動(dòng)，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成軸瓦徑向移位。

（3）軸瓦表面拉傷，原因同軸頸表面拉傷。

（4）瓦面剝落。軸瓦鑄造質(zhì)量或超載沖擊引起軸瓦龜裂，時(shí)間一長(zhǎng)軸瓦一塊一塊地脫落。

（5）軸承燒瓦。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，潤(rùn)滑中斷，造成軸與瓦干摩擦，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)“抱死”或“咬死”，主軸無法運(yùn)行。

（6）軸承磨損。由于軸瓦或軸承襯與軸頸直接接觸，一般軸頸部分比較耐磨，因此磨損是軸瓦的主要失效形式。

3 滑動(dòng)軸承的故障維修

設(shè)備故障早期，軸瓦輕微磨損、劃傷時(shí)，可用刮刀對(duì)受損處進(jìn)行修復(fù)，并按設(shè)備圖紙配合尺寸要求調(diào)整。軸瓦磨損嚴(yán)重或破損時(shí)，只能更換軸瓦。下面以曲軸（又稱偏心輪）軸瓦維修為例加以敘述。

3.1 軸瓦加工

軸瓦必須離心鑄造。建議根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)連桿孔徑尺寸通知軸瓦鑄造廠坯料粗加工尺寸（單邊留2～3 mm 的余量，一方面減少自己配制精加工時(shí)間，一方面檢查軸瓦坯料鑄造時(shí)有無裂紋、疏松、氣孔等，減少因坯料質(zhì)量返工等待時(shí)間），自行精加工軸瓦坯料時(shí)裝夾力度適中并輔助頂緊，否則易車成“喇叭口”，按圖紙配合尺寸精車內(nèi)、外圓后要一并拉出油槽。

3.2 軸瓦裝配

安裝軸瓦前要清潔清理連桿內(nèi)孔結(jié)合面和軸瓦外圈，并均勻涂抹機(jī)油，平穩(wěn)將軸瓦平放在連桿內(nèi)孔處，用4 塊硬木均勻敲打裝配到位（條件許可的話用液壓機(jī)壓裝），最后配裝徑向銅質(zhì)止定螺栓（嚴(yán)禁涂膠，螺栓緊固后鉚牢）和軸向鋼質(zhì)騎縫螺栓。

3.3 軸瓦間隙調(diào)整

連桿軸瓦涂抹紅丹后水平吊至已清潔的偏心輪曲軸上配裝，人工推轉(zhuǎn)幾周后，水平吊下連桿軸瓦，對(duì)“磨點(diǎn)（接觸點(diǎn)）”進(jìn)行研刮，清潔后涂紅丹粉，重復(fù)上述動(dòng)作，直至“磨點(diǎn)”達(dá)標(biāo)（可用單位面積上的實(shí)際“磨點(diǎn)”數(shù)來表示?！澳c(diǎn)”越多、越細(xì)、越均勻，表示軸瓦刮研的越好。通常連桿軸瓦與偏心輪的雙邊配合間隙和為軸瓦公稱尺寸的0.8‰～1.0‰）。

45#鋼主軸軸頸磨損維修前提是此軸是否彎曲變形，如果嚴(yán)重只能重新購(gòu)買，如果變形可校正過來?？梢詫?duì)軸頸磨損處進(jìn)行維修，方法如下：

（1）磨損量小于0.2 mm，清潔磨損面后可用電鍍法；電鍍涂層能力只有0.2 mm（此時(shí)附著力較好），若超過0.2 mm，涂層易剝落。

（2）主軸磨損采用氬弧焊、氣體保護(hù)焊原理可行，但操作困難，稍有不慎將前功盡棄，并存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)（焊接引發(fā)應(yīng)力），日后斷軸概率極高，故不建議采用此方法。

（3）同材（質(zhì)）激光焊技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛，時(shí)間短、成本低，不存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，不論軸頸磨損多少，均可采用此方法進(jìn)行焊補(bǔ)。

（4）精密補(bǔ)焊機(jī)（也叫冷焊機(jī)、超激光焊機(jī)，單機(jī)購(gòu)買2 萬(wàn)元左右）同材焊接在機(jī)械加工廠、沖壓成形企業(yè)得到普遍推廣，對(duì)焊接工人技術(shù)要求不是太高，同激光焊接一樣均為堆積，發(fā)熱量略高。綜上所述，質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)最低的是激光焊接，操作可控性最好的是精密補(bǔ)焊。

需要注意的是，主軸、軸瓦裝配前要清洗軸頸、潤(rùn)滑油路、油過濾器，并更換潔凈的、符合質(zhì)量要求的潤(rùn)滑油。

4 軸承的日常維護(hù)（潤(rùn)滑與點(diǎn)檢）

在軸承表面若能形成潤(rùn)滑膜將運(yùn)動(dòng)副分開，則滑動(dòng)軸摩擦力可大大降低，由于運(yùn)動(dòng)副表面不直接接觸，因此也可避免磨損；油膜還具有一定的吸振能力。潤(rùn)滑的主要目的是減少摩擦的損耗、降低或防止磨損、冷卻（潤(rùn)滑脂屬于半固體潤(rùn)滑劑，流動(dòng)性極差，故無冷卻效果；潤(rùn)滑油有冷卻功能）。

軸承潤(rùn)滑主要有脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑兩種。采用脂潤(rùn)滑不易泄漏、易于密封、使用時(shí)間長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便且油膜強(qiáng)度高，但摩擦力比油潤(rùn)滑大。軸承中脂的裝填量不應(yīng)超過軸承空間的1/2～1/3，否則會(huì)由于潤(rùn)滑劑過多而使軸承過熱。潤(rùn)滑油是滑動(dòng)軸承中應(yīng)用最廣泛的潤(rùn)滑劑，常用的有黏度低的32#機(jī)械油、黏度高的68#抗磨液壓油等。機(jī)械壓力機(jī)滾動(dòng)軸承均為脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑間隔周期較長(zhǎng)（3～6 個(gè)月）；滑動(dòng)軸承有脂潤(rùn)滑（400 t 及以下壓力機(jī)大多采用）和油潤(rùn)滑（400 t 以上壓力機(jī)大多采用）兩種。油潤(rùn)滑因油不能儲(chǔ)存，故開機(jī)即潤(rùn)滑，一般是把潤(rùn)滑站（油箱、泵、閥等）安放在壓力機(jī)的旁邊或地坑內(nèi)，用齒輪泵通過控制閥將潤(rùn)滑油送到各潤(rùn)滑點(diǎn)?；瑒?dòng)軸承脂潤(rùn)滑有兩種方式。

（1）集中潤(rùn)滑：軸瓦（曲軸及床身）采用濃油泵（機(jī)動(dòng)油泵或手動(dòng)油泵）集中強(qiáng)制潤(rùn)滑，一般每班集中潤(rùn)滑1～2 次，選用油脂：鋰基潤(rùn)滑脂，也可用鈉基（或鈣基）潤(rùn)滑脂70%～80%與20%～30%的20#機(jī)械油調(diào)成均勻的糊狀（一般用二硫化鉬取代潤(rùn)滑脂和機(jī)械油按比例調(diào)成）。

（2）分散潤(rùn)滑：一些不易用油路連接部位，只能用黃油槍單獨(dú)潤(rùn)滑，潤(rùn)滑周期視用脂量而定。

軸承潤(rùn)滑注意事項(xiàng)：①潤(rùn)滑充分；②潤(rùn)滑劑清潔無雜質(zhì)；③嚴(yán)禁無油運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖2 JD31-800 雙聯(lián)齒輪

機(jī)械壓力機(jī)軸承的日常點(diǎn)檢是”一看二摸三檢查”：一看軸承縫隙流出的油脂有無金屬顆粒；二摸軸承蓋溫升是否正常（溫升不得超過環(huán)境溫度35 ℃，最高溫度不得超過75 ℃；潤(rùn)滑油泵正常供油時(shí)軸承溫度不會(huì)超過環(huán)境溫度20 ℃）；三檢查潤(rùn)滑油管是否脫落、油過濾網(wǎng)有無破損或堵塞。如果油過濾網(wǎng)堵塞或缺油等潤(rùn)滑系統(tǒng)異常時(shí)，潤(rùn)滑管道壓力繼電器報(bào)警，主電機(jī)斷電，機(jī)床停止工作，保護(hù)軸承；如潤(rùn)滑端油管脫落（因連桿不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，存在脫落風(fēng)險(xiǎn)，其他軸承位是靜止不動(dòng)的），設(shè)備無法報(bào)警，設(shè)備依然運(yùn)行，軸承無油潤(rùn)滑則很快就會(huì)磨損，造成重大損失。

針對(duì)后者，10 年前做過一個(gè)小改進(jìn)：在壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑注油孔旁100～150 mm 處鉆一小孔并攻絲，鉆孔時(shí)要用鋼皮尺測(cè)量，連桿蓋不能鉆穿（要留6～10 mm），安裝一根小型熱電偶，在設(shè)備正面立柱左側(cè)安裝一個(gè)配兩塊溫控表（一塊適時(shí)顯示軸承溫度，一塊為超溫報(bào)警）的小控制箱，每天只要看控制箱溫控表顯示值，不用每天點(diǎn)檢登高爬梯摸軸承溫升（圖3～圖4）。如溫控表數(shù)字顯示異常，可立即停機(jī)檢查，防患于未然，對(duì)大型壓力機(jī)尤為重要。

圖3 連桿及軸瓦

圖4 軸瓦溫度顯示裝置