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轴承系统设计(2016 年 1 月)
轴承系统设计

滚动体轴承是否有可能获得无限长的寿命? 


有可能,但必须有卓越的系统设计方能实现。 型录中的轴承编号仅够窥豹一斑。 在实际应用中,需要获得关于轴承以及轴承运行条件的关键知识,才能最大限度地延长轴承的使用寿命。 SKF 为您提供培训,帮助您识别关键应用设计参数,从而选择正确的轴承类型、尺寸和润滑,确保滚动体轴承获得最长的使用寿命。 


然而,一旦到了现场,情况可能发生变化。 依据锁定设计之前所有可用的关于运行条件的知识,滚动体轴承被内置于系统中。 


但是,如果机器的现场用途发生变化,您需要再次拿出系统设计工具进行设计,以确保轴承可以应对任何可能发生的变化。 例如: 现场的常见做法是在垂直状态——而非水平状态——下使用电机,这样也许可以另辟蹊径地解决空间问题。 也许只需换一种轴承样式便可应对来自垂直轴的新的推力载荷,同时保持相同的包络尺寸。 但是,也应该考虑到最低载荷等其他问题。 SKF 为您提供相关培训和工具,以解决此类问题和其他问题,从而最大限度地延长轴承的使用寿命。

翻转轴承座(2016 年 2 月)
2016年2月 – 本月提示

问题描述:

轴承座破裂或轴承的使用寿命低于预期,因此需要进行根本原因分析,确定轴承失效的原因。 分析发现所用轴承和轴承座的尺寸和型号均是适当的,轴承失效似乎与所使用的产品无关。 因此,需要对轴承的组装和安装程序进行调查分析。 经调查发现在所有过早失效的轴承应用中,底座下方都安装有垫片,用以确保底座与轴中心线的高度适当。 这是否与轴承失效有关系呢?

解决方案: 

将轴承座翻过来,检查轴承座底部上的机加工支架表面。 如果进行机加工的表面为整个轴承座底部,则需要在整个表面上加装垫片,而不能只是在螺栓底脚下安装垫片。
标准垫片简单易用,设计有预切螺栓槽以及一个突出的手柄,便于操作人员在插装垫片时抓握(如下图所示)。
标准垫片适用于绝大多数球轴承座。垫片在轴承下部提供缓冲,避免铸铁内出现应力集中现象,并且仅与轴承座的两个底脚产生接触。 然而,由于滚子轴承轴承座承受的载荷更大,因此通常需要对轴承座的整个底部表面都进行机加工处理。 滚子轴承的载荷承载能力更高,需要对其轴承座底座进行完全支撑。 因此,整个底座都进行了机加工处理,需要安装全尺寸垫片或地面隔板对其进行支撑。
如果如右图所示,底座仅由螺栓底脚下面的预切槽垫片进行支撑,则轴承和轴承座的六点钟位置会产生过大应力。 久而久之,轴承座与该应力相互作用,导致轴承座沿底座产生裂纹,裂纹通常垂直于两个螺栓的中心线。 糟糕的是,这种现象会立即对轴承造成影响。 轴承的径向内部游隙可能会消失,导致轴承温度过高。 此外,轴承上可能产生两个载荷区,一个在底部,一个在顶部。其中,底部载荷区是正常载荷区,而顶部载荷区在正常情况不应该承受载荷。 这三种现象均会破坏润滑剂的性能,进而缩短轴承的使用寿命,即使你使用了适当的润滑剂。
需要特别注意检查轴承座表面。 轴承座表面的平面度容差最好不要超过0.001'',可接受的最大容差为每英尺0.002''。 只有在将整个轴承座以适当力矩固定到安装表面之后,才能对轴承座下部的空隙进行检查确认。 使用一个 0.002" 垫片或测隙片检查缝隙大小,然后根据需要安装垫片和调整安装力矩大小。
不得在平整的检查板上检验轴承座的平面度。 在车间进行机加工时,轴承座由夹具牢牢固定,在将其从夹具中移出时,内部应力可能导致轴承座微微扭曲。 安装在适当的平面上后,轴承座的机加工尺寸将会恢复。 如果使用垫片来修正这种潜在的扭曲,可能导致最终的轴承孔形状和轴承内径尺寸不准确,无法给轴承提供完全的支撑。

总结:

那些看似很简单而且经常被我们忽视的小事物(例如一个垫片),很可能会导致轴承座和轴承过早失效,造成生产损失,增加停机时间和不必要的维护成本。 因此,在安装轴承座和垫片时,需要时刻谨记: 翻转底座,然后仔细检查机加工表面,以此来选择适当的垫片。 在进行安装之前,检查轴承座表面是否起伏不平,验证其平面度。 根据需要进行机加工处理,以确保轴台与轴承座之间的完美匹配。

轴承润滑: 立式机器润滑脂(2016 年 3 月)
轴承润滑: 立式机器润滑脂
描述
泵、电机、混合机等垂直安装设备中的油脂润滑轴承频繁失效,那些原本设计水平安装但实际上垂直安装的设备更是如此。 设备的停机时间增加,引起了管理层的关注。 在大修时进行检查发现,轴承存在明显的轴承滚道发亮、表面疲劳和点蚀等问题。 出现了什么问题?

解决方案:
可能存在润滑问题。 润滑脂在重力的作用下穿过轴承向下流动、漏出。 对于立式应用,首选是使用稠度较高的润滑脂(例如NLGI 3),以确保润滑脂能够很好地保持在轴承内。 鉴于轴承本身可能存在向上的泵吸作用,也可以使用稠度较低的润滑脂,但前提是所用润滑脂必须具有较好的机械稳定性。
立式应用的建议补充润滑间隔是类似水平应用的一半。 在对润滑脂状态进行检查之后,可以根据需要延长或缩短补充润滑间隔。 更好的做法: 不断进行补充润滑,使润滑脂量在整个补充润滑间隔内都达到所需水平。 在轴承上方进行补充润滑(例如通过润滑脂注油嘴)。 此外,必须使用密封件或润滑脂保持盖,防止润滑脂泄漏。 此外,运行温度和振动也会对补充润滑间隔产生很大影响。

总结:
对于安装到垂直轴上的油脂润滑轴承,需要特别重视润滑脂的选择、补充润滑程序以及可能需要的密封操作。 关于如何选择适当的润滑脂和补充润滑间隔,请参考“知识中心”上的 LubeSelect 咨询服务程序。
袖珍手册超级节省空间(2016 年 4 月)
2016 年 4 月_1 TOM

电机

您可以从 SKF 知识中心或您当地的 SKF 授权经销商处获取 SKF 电机轴承手册。 获取手册时,请提供 SKF 出版物编号 140-430。该手册中提供了十二条非常重要的提示,以帮您避免一些常见的问题(从手册的第 2 页开始):


提示6: “注意轴承的过渡配合。 使用压力机对外径为 4 in. 的轴承施加压力。正常情况下,应该只有过渡配合的轴承圈(通常是轴承安装之后的旋转轴承圈)承受压力。”
我们之所以提出这些建议的原因有很多。 轴承内圈与轴的过渡配合会如同橡皮筋一样,将轴承内圈拉长,尽管拉长的距离很小。
安装轴承时,使用适当的机械工具(例如装配工具)使安装力均匀分布到轴承侧面上。 对于外径小于4 in.(100 mm)的小尺寸轴承来说,这种方法是可行的。 但是对于尺寸更大的轴承来说,其所需的安装力更大,以至于有可能会损坏轴(粘滞磨损)或导致轴承圈破裂,这是因为轴和轴承圈通常都是由淬透钢制成的。 此外,如果在安装过程中,有碎屑破裂,还有可能造成人身伤害。 不要冒险!
对于外径大于4 in. (100 mm)的轴承,利用温度调整进行安装。 对轴承进行加热或对轴进行冷却,使轴承圈或轴两者之间的温差达到150°F(~80°C)。 当通过过渡配合将轴承安装到轴承座上时,需要使两者之间存在相同的温差。 具体的做法是,将包裹好的轴承放置到冷冻箱内,在轴承座内放置一盏照明灯。 使用一块防火毯盖住轴承座,减小热量损失。 大约三十分钟之后,就可以达到安装所需的温差。 或者,部分轴承座也可以使用容量适当的感应加热器进行加热。

在安装大尺寸轴承时,使用感应加热器对轴承进行加热是最安全、最快的方法。 确保加热器带有温度控制装置,以控制热量和热膨胀,防止出现过热。 除此之外,所用加热器必须具有自动退磁周期。

对中和软脚(2016 年 5 月)
2016 年 5 月_1 TOM

问题描述:
机器地脚执行着许多重要功能。 在正常运行载荷下,以及在发生轴锁止或轴承卡滞等突发故障时,它们可以限制机器。 此外,地脚可用于根据机组中的其他机器部件对机器进行定位。 地脚也是机器结构或振动动力学的重要组成部分。
如果更改制造商推荐的地脚螺栓固定位置,可能对上述任何重要功能产生影响。 例如,如果使用的螺栓等级不当,可能改变地脚接头强度,并且当机器出现意外时无法正常运行。 不当的螺栓扭矩技术,受损的垫圈、不平整的螺栓表面,都可以在对中时阻碍精密机械的运动,并产生不断移动的目标。 由于压紧力不正确而导致的螺栓刚度变化可改变机械/底座的刚度,并且可能让之前正常运行的机器出现共振。
请注意图中的地脚表面,粗糙的铸造和反复的螺栓拧紧使得地脚表面不平整。 在尝试贴合地脚垫半径时,软垫圈被切割,现在被严重包覆,无法准确地保持机器水平。


解决方案:
作为任何机器对中或安装的一部分,务必检验螺栓和垫圈,确保采用正确的类型和长度,并确保其处于可使用的状态。 将任何软垫圈换成硬化垫圈。 如果地脚的间隙孔被扩大、损坏或未清理,则底板的使用和/或地脚表面的加工将确保最佳的夹紧工况。
最后,也是最重要的一点,在拧紧机器地脚时,务必使用带适当套筒和套头的扭矩扳手。 遵照拧紧工序,如果所有软脚均已提前移除,对中之后,机器将按预期运行,且当机器投入运行时,其保持在正确位置。

轴承维护和技术(2016 年 6 月)
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我是否使用了错误的轴承工具?

在安装或拆卸球轴承或滚子轴承时,您如何确定是否使用了错误的工具?
简单检查: 通常,如果您必须使用锤子、凿子、冲头、螺丝刀或焊枪来安装或拆卸轴承,那您就错了,而且您可能会受伤。


以下是详细信息:
锤子和/或凿子:
对轴承直接施力可导致淬硬钢碎片和破裂。 太多人因为冒这个风险而受伤,有些还是重伤。
锤子和冲头:
仅适用于安装偏心锁定环类轴承。 使用这种工具组合,锁定螺母会被损坏和凿出。
螺丝刀:
通常用于拆卸轴承密封件或护罩。 这一方法无法改善轴承润滑! 如果轴承无法运行,请联系 SKF 以获得帮助。
焊枪:
安装时,您要冒轴承严重过热以及钢硬度下降的风险,这些会导致轴承提前失效。 拆卸时,焊枪可能使轴承圈破裂(如上)或使工作轴发生永久性弯曲。

防止滚子轴承在启动时受损(2016 年 7 月)
锥形滚子和球面滚子推力轴承
安装期间,必须考虑到锥形和球面滚子推力轴承的内法兰。

装配期间,确保滚子坐落得当:

两种轴承的滚子都有一个接触角,该接触角可以让滚子在装配期间不与导向法兰接触(图中红色区域)。 装配期间,为确保滚子坐落得当,须旋转轴或外圈(常见于车轮应用)。 这种旋转将确保滚子的大端与轴承内法兰接触得当,这是测量轴端游隙的前提。 (备注: 右图的绿色箭头表示滚子的坐落方向。)


操作不当的后果:

如果忽略旋转,由于滚子坐落不当,测得的轴端游隙值会偏小。 启动期间,过量的轴端游隙会导致滚子
严重倾斜,从而发生打滑,无法正常滚动。 这种打滑可能导致极高的产热量、润滑失效、保持架损坏,这些现象可导致轴承卡滞,从而使轴承早早失效。 卡滞可能发生在刚刚启动之时! 


指导:

装配过程中,遵照制造商的轴端游隙建议。 如果没有提供指导,请联系 SKF 应用工程服务部以获得帮助,或者在右侧的“联系我们”中填写您的请求。

振动分析: 共振(2016 年 8 月)
传统发电
描述
一台 18 MW 的 2 极燃气涡轮发电机激振器端出现一倍频的高振动。 轴向振幅最高,此问题已存在 3 年。

预分析会议是 6 步分析流程的第一个步骤,会议期间,发现发电机轴承在过去三年间多次更换,收效甚微,甚至毫无效果。 根据原始设备制造商和多名振动专家的建议,对设备对中进行了三次不同的检查和调整,收效甚微,甚至毫无效果。 三年间,这几次不成功的矫正尝试让公司花费将近 500,000 美元。
启动时的机器分析发现,从开始时的 3550 RPM 上升到 3600 RPM 的正常运行速度期间,振幅大幅上升。 这些振动水平无需现场应用便可发现,排除了因发电机/电气原因导致这一问题的可能。
停机期间,在很小的速度变化范围内观察到了 900 相移。 两种症状:
1. 很小的速度变化便产生很大的振幅变化
2. 停机期间的 900 相移非常明显地表明存在共鸣情况。

解决方案:
已对发电机激振器端进行振动调查,以确定共振位置。 由于集电环盖的干扰,无法确定共振位置。 设备已关闭并将盖移除,通过适当的安全措施重启发电机。 现在,转速为 3400 RPM 时出现共振情况。 运转速度为 3600 RPM 时,振幅返回至三年前的突增之前所观察到的较低值。
机械结构的质量和刚度组合决定了其自然频率。 提高质量可以降低自然频率,提高刚度可以提高自然频率。 将这些盖移除,可以同时降低质量和刚度。 由于共振频率得到降低,盖子的刚度损失所带来的影响明显比质量下降所带来的影响更大。
此时,维护人员回想起三年前其在例行清洁期间将 1/2" 橡胶垫圈移除并换成标准垫圈材料。 原始设备制造商最初安装橡胶垫圈视为了降低激振器总成的刚度。 将橡胶垫换成标准垫圈材料之后,激振器总成的自然频率上升,接近于正常运行速度下的频率。
所形成的共振将发电机振动放大至较高的水平。 将自制垫圈换成 1/2" 橡胶垫圈让自然频率重新回到正确的水平。 之后,设备正常运行。 通过实现发电机转子的平衡,完成进一步改进。

总结:
共振通常是最缺乏认知的振动特性,但根据预计,至少 20% 的机器在一定程度上受到共振的影响。 由于共振具有放大作用,它会在振动频谱中造成令人困惑的表征,如果使用普通的振动技术,会频繁、反复地出现分析错误。 可以利用实用技术,相对轻松地发现共振现象。
这一案例也强调了正确、充分地确定问题历史的重要性。 有时候,细小的变化似乎可以对机器运行造成巨大的影响。 如果采用系统化的方式,这些问题可以轻松得到解决。 在参加 CM 103 机械检查和评估课程之后,“非振动专家”技术人员解决了这一问题。
@ptitude 分析家快捷方式(2016 年 11 月)

描述
使用 SKF @ptitude 分析家软件时,有多种方式可为您提供软件导航。 例如,如果您希望查看振动点属性,传统的方法是右键单击“编辑”按钮,下拉至属性。 您还可以右键单击您使用的振动点,进入该位置的属性。 或者您可以在趋势或频谱上点击所显示数据左上部分的小方框,并进入该点的属性(图 1)。


通过 SKF @ptitude 分析师热键,您可以利用快捷方式更快地进行软件导航。 这些热键使用计算机键盘,允许用户快速执行经常使用的软件操作,节省宝贵时间(图 2)。


这些快捷键可以让分析师更高效地进行分析。 热键可用于调节显示的频谱和时间波形,并对您想打印的数据快速添加注释。


轴承损坏分析 - 解决难题(2016 年 12 月)

您是否试过缺一块的拼图游戏?
这对纵观全图是一种挑战。 解决轴承故障也是这种情况 当单个轴承发生故障时,通常不止一个问题。 试图确认故障原因时,请确保了解轴上其他轴承的情况。 


逐步指南:

  • 将轴承从轴上取下之前,在其侧面(例如,驱动端 - 联轴器侧)标记各个轴承的方向和位置。 对于水平安装的机器,在外圈上标记 12:00 位置,以帮助确定实际的载荷区位置。 记录哪根轴承用于固定轴(“固定”或“支撑”)以及哪根轴承用于轴膨胀(“自由”或“浮动”)。
  • 拍下轴上和底座内的轴承座照片。 
  • 从每根轴承取出润滑样本,并包装起来用于之后的检测。 
  • 现在您可以清洁并拆下轴承,以便检测包含当前轴承型号在内的所有零件。 
  • 在轴承完全拆下后,画出负载区域,确认损坏类型,并在得出有关损坏机制和故障根本原因的结论前审视所有零件。 您之前所做的记号、拍摄的照片和取出的样本将减少困惑,因为您将轴承“拼图”拼了起来。

进一步的培训:
SKF 的 WE204 三天课程主题是轴承损坏分析,课程包含这些内容并就真实的故障样本给出充分的第一手实践经验。 为知识而来,带着自信毕业,赋予自己正确识别轴承损坏的能力。
让频闪光工作起来! (2017 年 1 月)
CMAC6165 频闪光图片

问题描述:
现在有了收集相位数据的所有激光和数字装置,老旧的频闪光会让振动收集变得逊色。 然而,在解决机械问题时频闪光仍然大有用途,所以别把它扔掉。

在联轴的水平机械上,可以用频闪光检查轴、联轴元件、键槽等,而且无需让机器停机。 根据联轴类型,事实上某些不对中情况可以在联轴部件的挠曲中被发现。 照明局限下无法看到的振动也可以自我揭示。 检查管线、导管、附件、甚至脚。
频闪光是皮带驱动机械的基本工具。 通过仔细调试闪烁次数,可以容易地观察到皮带和曳引轮状态以及驱动的对中。 任何肉眼可见的移动都意味着至少有 0.010”(10 mils)的滑动
例如跳动。

注: 请确保在运行的机械上用频闪光观察时,遵守工厂所有的安全规则。 如果规定允许,请在皮带保护罩上涂满消光黑以最小化反光。 透明塑料窗口也对附带的驱动装置有效。

使用配置为当连接至 SKF Microlog 时触发机械振动的频闪光,这是为完整机械相位分析收集相位和振幅数据高效和有效的方法。 频闪光可以在机器无法停机连接反光带时收集相位数据。

此外,频闪光还易于揭示松动和拍频的症状,如果用数字相位方法,这种情况会导致数据混乱。


解决方案:
很多老技术的工具多年来都被用于有效地确认机械问题。 了解如何将它们与新技术结合,以实现更综合和有效的振动分析方案。


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