前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的大型低速重載回轉設備故障診斷，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：運輸部馬跡山港回轉大軸承是典型的大型低速重載回轉設備，屬堆、取原料關鍵設備，為了確保該軸承的可靠運行是非常重要的。由于常規的振動傳感器很難拾取如此低頻的信號致使振動分析無法進行，因此我們利用潤滑脂的光譜和鐵譜分析方法對其進行狀態監測。在此研究過程中，開發出新的潤滑脂專用溶劑。研究結果表明，利用潤滑脂的光譜和鐵譜分析技術來評價該類型低速重載軸承磨損狀態是可行的。
關鍵詞：滾動軸承；狀態監測；潤滑脂；鐵譜技術
1引言
低速重載軸承一般承受較大的負荷，在其運行過程中經常會出現局部點蝕、剝落以及滾子破碎等嚴重故障。這類軸承一般都安裝在一些大型關鍵設備上，一旦發生故障將會引起較大的經濟損失。馬跡山回轉大軸承具有低速、重載、尺寸大等特點，它是關鍵設備。倘若發生故障，將會影響生產，并帶來巨大的經濟損失。由于對該類型軸承直接進行拆檢的費用非常驚人，且所用時間也相當長，因此生產現場迫切需要有合適的非破壞性分析手段來對其進行監測。倘若評估結果認為該軸承能夠繼續服役，則可以將拆檢更換工作延期進行，也就是說，生產廠希望能夠盡可能地延長該軸承的使用壽命。
2試驗部分
2.1分析對象情況
馬跡山堆取料回轉大軸承直徑達4.5m，自重約8t，是關鍵設備。該軸承為國外大軸承制造廠生產，其設計使用壽命為10年左右，每個軸承的造價上百萬元。它以鋰基潤滑脂進行潤滑，滾動體采用高鉻合金鋼材質。該設備于2000年投入使用，由于該軸承的實際使用時間大大超過其設計使用壽命，由于常規的振動傳感器很難拾取如此低頻的信號致使振動分析無法進行，因此我們利用潤滑脂的光譜和鐵譜分析方法對其進行狀態監測。為最大程度地保證該設備的可靠運行，我們開發出潤滑脂專用溶劑，建立了潤滑脂的光譜分析和鐵譜分析新方法，并成功地用于該軸承的狀態監測中。
2.2取樣情況
由于滾動軸承內的潤滑脂粘度大，流動性差，其在軸承內不是循環流動，而且軸承各零件的磨損情況不同，所形成的磨?；旧贤Ａ粼谒l生的位置，因此磨粒在潤滑脂中處于不均勻分布狀態，給采集有代表性的樣品帶來相當大的困難。為了對大型低速重載軸承進行狀態監測，獲得有代表性的潤滑脂樣是當務之急。我們通過大量實踐，同時本著簡單、易行、便于操作的原則，特建立起回轉大軸承潤滑脂的取樣操作方法。取樣點為沿軸承圓周方向均勻分布的①、②、③和④四個不同部位（見圖1）。通過添加新脂將軸承內部舊油脂擠出的方法實施取樣。
2.3分析方法
對潤滑脂進行光譜分析和鐵譜分析的前提是必須將潤滑脂完全溶解成均勻分散的液體狀溶液，然后再利用油料光譜儀和鐵譜儀對其進行測定。利用光譜儀測定鐵元素含量，然后對油樣進行鐵譜儀制作鐵譜片，在顯微鏡下觀察磨粒的形貌、尺寸、材質等來判斷軸承的磨損狀況。磨粒圖片是利用鐵譜顯微鏡和數碼相機對分析式和旋轉式鐵譜片上的金屬磨粒進行拍攝的，均采用白色反射光源和綠色透射光源。所用儀器型號：SPECTROILM型光譜儀、RPD旋轉式鐵譜儀、BX60鐵譜顯微鏡。
3結果與討論
3.1光譜分析
由于該軸承所有的摩擦副都是鋼材質的，因此潤滑脂中鐵元素濃度就可以用來衡量該軸承的磨損狀態了。四個樣點所取得的油脂都單獨進行測試，然后計算出它們的平均濃度，這樣就可以進行趨勢分析了。測試數據見表1，其鐵元素平均值的變化趨勢圖如圖2所示。由表1、圖2可知，從2017年8月至2017年12月，潤滑脂中鐵元素濃度呈上升趨勢，至2018年2月時達到最高值（平均值為24427PPM），潤滑脂中鐵元素濃度加速急劇上升，且鐵元素含量很高。說明軸承已出現嚴重的異常磨損現象。2018年5月分析數據有一定下降，主要是為了避免軸承加速劣化采取一系列的強制措施，如縮短加脂周期，并增大加脂量等。
3.2鐵譜分析
與前幾次分析相比，2018年2月的軸承潤滑脂中鋼磨粒的數量很多，有大幅增長趨勢軸承有加速劣化的趨勢，且其中有較多超大尺寸的片狀和疲勞剝離磨粒（見圖3～圖6）出現，說明該軸承內部存在嚴重的疲勞剝落現象。因此推斷出大量大尺寸異常磨粒的存在加劇了軸承的異常磨損。建議縮短加脂周期或加大加脂量，以便將軸承內部大尺寸磨粒置換出來，防止磨料磨損加劇軸承的異常磨損。
3.3診斷結論與建議
綜上所述，得出如下結論：該軸承目前存在嚴重的異常磨損，其故障類型主要為軸承滾道的疲勞磨損，且該軸承的磨損率很高，有加速發展趨勢?？紤]到該回轉軸承的使用年限已經大大超過原設計壽命，且其異常磨損有加速發展的趨勢，因此建議：（1）與現場技術人員、專家共同討論軸承事宜并最終確定更換軸承方案。準備備件，安排軸承的檢修和更換工作。（2）在軸承尚未更換的這一段時間內，加強軸承的潤滑管理工作，縮短加脂周期，并增大加脂量，在保證軸承的潤滑效果的同時也可以將軸承內部的金屬磨粒帶出來，盡量減少磨料對軸承的進一步損傷。（3）在軸承更換之前，縮短潤滑脂磨損分析的監測周期，以便跟蹤軸承異常磨損加速劣化的發展趨勢。
3.4結果驗證
在綜合了現場生產實際情況、備件交貨期、設備年修等多方面因素的前提下，生產廠決定于2018年6月利用設備年修的機會對該軸承實施更換。在這期間我們采取了將取樣周期縮短進行跟蹤監測。跟蹤測試結果表明，雖然現場采取了縮短加脂周期同時增大加脂量等措施，改善潤滑條件只能在一定程度范圍內延緩軸承異常磨損的發展速率。通過對軸承拆檢發現軸承存在很嚴重的疲勞剝落磨損（見圖7～圖12）即將磨損失效引起設備故障。在更換軸承后，再次對新設備進行了測試，發現潤滑脂中的鐵元素濃度降到了1000PPm以下，鐵譜分析顯示其中顆粒以小尺寸的正常滑動磨損顆粒為主，表明該設備已經恢復到正常水平。
4結束語
我們建立了一種通過間接方法監控滾動軸承潤滑狀態的新方法，能對摩擦副在運行過程中的潤滑狀態的變化進行有效的監控。通過潤滑脂的光譜和鐵譜分析對馬跡山回轉大軸承的磨損狀態進行監測，使其使用壽命大大延長，達到了18年。由此表明，利用光譜和鐵譜分析技術對低速重載的脂潤滑滾動軸承進行狀態監測在技術上是可行的，尤其對延期服役的軸承來說更加有效。
參考文獻
[1]蕭漢梁.鐵譜技術及其在機械監測診斷中的應用.北京:人民交通出版社,1993.
[2]寶鋼設備檢測公司診斷部.設備診斷技術.上海:寶鋼繼續工程教育學院教材,1998.
[3]武漢交通科技大學學報.增刊Ⅰ.1994.
[4]嚴新平.從2000國際會議談油液監測技術的發展[J].中國設備管理,2000(8):44-46.
[5]張翠鳳.潤滑油液監測與診斷技術[J].設備管理與維修,2002(7).
作者:胡申輝 陸煒煜 單位:寶武裝備智能科技有限公司
