0 引 言

    對于立磨來說，磨輥是立磨的心臟，而磨輥軸承則是磨輥的心臟，磨輥軸承的正常工作是立磨可靠運行的關(guān)鍵[1]。磨輥軸承是在高溫、沖擊、重載、低速的復(fù)雜環(huán)境下運行的，磨輥外部還有高粉塵等更加惡劣的工況，如何在這種工況正確使用好磨輥軸承、延長其使用壽命一直是用戶及設(shè)計者所關(guān)注的問題。因此分析軸承在使用過程中的失效形式及如何避免顯得尤為重要。

1 磨輥軸承的失效形式及原因

1.1 接觸疲勞失效

    軸承工作表面受到交變應(yīng)力的作用而導(dǎo)致失效。 主要發(fā)生在軸承工作表面，往往伴隨著疲勞裂紋，這種失效形式先從接觸表面以下最大交變切應(yīng)力處產(chǎn)生，然后擴展到表面形成不同的剝落形狀。它的形成過程及后果是：點蝕—麻點剝落—淺層剝落—深層剝落。

1.2 磨損失效

    軸承磨損失效是指表面之間的相對滑動摩擦導(dǎo)致其工作表面金屬不斷磨損而產(chǎn)生的失效。磨損失效按磨損形式通常可分為磨粒磨損和粘著磨損。磨粒磨損指軸承工作表面之間擠入外來堅硬粒子或硬質(zhì)異物或金屬表面的磨屑且接觸表面相對滑動而引起的磨損。粘著磨損指由于摩擦表面的顯微凸起或異物使摩擦面受力不均，在潤滑條件嚴(yán)重惡化時，因局部摩擦生熱，易造成摩擦面局部變形和摩擦顯微焊合現(xiàn)象，嚴(yán)重時表面金屬可能局部熔化，接觸面上作用力將局部摩擦焊接點從基體上撕裂而增大塑性變形。

    磨損失效發(fā)生時，首先在軸承的表面有持續(xù)的磨損，導(dǎo)致軸承零件逐漸損壞，進一步造成軸承尺寸精度喪失及其它相關(guān)問題。 它的形成過程及后果是：磨損—形狀變化—配合間隙增大及工作表面形貌變化—潤滑劑污染—潤滑功能完全喪失—軸承喪失旋轉(zhuǎn)精度乃至不能正常運轉(zhuǎn)。

1.3 斷裂失效

    這種失效主要由兩大因素造成：過載和缺陷。當(dāng)載荷超過強度極限時會發(fā)生過載斷裂。軸承零件的微裂紋、縮孔、氣泡、大塊外來雜物、過熱組織及局部燒傷等缺陷在沖擊過載或劇烈振動時也會在缺陷處引起斷裂。

1.4 軸承游隙變化失效

    這種失效往往是由內(nèi)、外在因素共同作用造成的，這種失效發(fā)生時，首先是配合間隙改變，進而造成軸承精度降低，以致造成“咬死”現(xiàn)象。外在因素主要指過盈量過大、安裝不到位、溫升引起膨脹量、 瞬時過載等；內(nèi)在因素主要有殘余奧氏體和殘余應(yīng)力處于不穩(wěn)定狀態(tài)等。

2 磨輥軸承壽命的影響因素

    影響磨輥軸承壽命的因素主要有以下幾個方面：軸承本身情況、軸承使用情況、磨機的運行情況、軸承的存儲等等。

2.1 軸承本身情況

    軸承的材料、熱處理工藝，以及其強度和耐磨性、表面結(jié)構(gòu)、內(nèi)部幾何構(gòu)造等都會影響到軸承的使用壽命。對于使用者和設(shè)計者來說，應(yīng)該了解軸承的工況及載荷狀態(tài)，在選用軸承時提供相關(guān)參數(shù)及工況，軸承的具體問題可由軸承廠家考慮。

2.2 軸承使用方面

    軸承使用方面是用戶能主觀控制的方面，也是影響軸承壽命的關(guān)鍵，從安裝到具體操作以及維護保養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)，都滲透著影響軸承壽命的因素。

    安裝方面：磨輥軸承的安裝質(zhì)量是影響其使用壽命的重要因素，很多磨輥軸承提前失效或損壞都與裝配不當(dāng)有關(guān)。用戶在更換磨輥軸承時必須嚴(yán)格按說明書的要求進行, 裝得過松或過緊都將造成磨輥軸承的提前損壞。

    在具體安裝過程中首先要避免錘擊。軸承安裝要進行加熱，加熱時注意加熱位置及溫度的控制，要求油在冷態(tài)時同軸承一起加熱，溫度控制在100~110℃； 安裝完軸承后，要用煤油清洗；整個磨輥裝配后必須進行打壓試驗，試驗壓力為0.05MPa，保壓30分鐘［3］。

    使用方面：主要包括密封、潤滑及監(jiān)測。

    密封對軸承的工作壽命也有很大的影響。密封的作用是防止?jié)櫥蛷妮S承向外泄漏，同時防止外界粉塵物進入軸承。在高粉塵的工作環(huán)境中，若大量微小硬質(zhì)顆粒進入立磨磨輥軸承內(nèi)部，將惡化軸承工作環(huán)境，降低潤滑效果，甚至在滾道面形成壓痕，引起點蝕甚至滾道面剝落，降低軸承的工作壽命。因此，選擇高可靠性的密封部件，對提高軸承工作壽命至關(guān)重要。磨輥軸承處的密封都采用密封風(fēng)形式，即用壓縮空氣阻止磨腔內(nèi)的粉塵進入軸承潤滑油中。密封風(fēng)要有一定的壓力，同時風(fēng)環(huán)處的間隙不能過大，對于MLS立磨來說，密封風(fēng)壓力要達到5000Pa以上，風(fēng)環(huán)間隙小于3~5mm，保證風(fēng)環(huán)處的風(fēng)速在50m/s以上，才能起到有效密封效果。

    在高溫、沖擊、重載、低速的應(yīng)用環(huán)境中，軸承的良好潤滑條件很難形成，惡劣的粉塵環(huán)境及沖擊更加惡化了潤滑狀況。實際應(yīng)用結(jié)果表明，大多數(shù)的磨輥軸承損壞都是軸承潤滑不當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。

    由于MLS立磨采用油池潤滑，不能有效帶走軸承工作時產(chǎn)生的熱量，不易去除軸承內(nèi)部存在的微小雜質(zhì)，凈化軸承工作環(huán)境。所以潤滑油的選擇就顯得尤為重要。潤滑油的選擇要注意牌號、質(zhì)量，同時要求潤滑油要帶有極壓添加劑，推薦選擇ISO VG 680 PAG型合成潤滑油，同時必須滿足100℃油品粘度大于90cSt。潤滑油油量要適宜，油樣定期檢查，看其是否含有雜質(zhì)、水及磨粒等。

    監(jiān)測保護方面：密封壓力和軸承溫度要實時監(jiān)測，控制邏輯及聯(lián)鎖不能隨便摘除，發(fā)現(xiàn)密封壓力及軸承溫度不正常時，要及時停磨，以防造成磨輥軸承的損壞。

2.3 磨機運行情況

    磨機的振動會影響軸承的使用壽命，因此在磨機運行中減小振動，特別是水平振動，可為磨輥軸承的良好運行提供可靠地保障。MLS立磨的加載方式為壓力框架集中加載，隨著磨盤的轉(zhuǎn)動，在壓力框架處會產(chǎn)生一個水平的切向附加力，因此對于大型立磨，該處都加有緩沖裝置，緩沖裝置的有效工作是減小水平振動的關(guān)鍵。

2.4 軸承的儲存

    軸承的不正確儲存也是影響其壽命的一個因素，如果軸承沒有水平放置，會影響其游隙精度；如果包裝不嚴(yán)密，遇到潮濕空氣會造成軸承工作表面銹蝕，進而產(chǎn)生微小麻坑，在運行時會產(chǎn)生應(yīng)力集中點，進而造成失效，影響壽命。

3 結(jié) 語

    作為磨輥的核心部件，避免磨輥軸承的失效、保證磨輥軸承的使用壽命，是磨機有效運行的關(guān)鍵。從磨輥軸承的選擇、安裝、使用、維護等各個環(huán)節(jié)，都隱藏著影響軸承壽命的因素，用戶一定要做好各環(huán)節(jié)的工作，才能保證磨輥軸承乃至整個生產(chǎn)線的正常運行。

                                   參考文獻

［1］李誠．MPS立式水泥磨機[J]．沈重科技，1991（4）：1～37．
［2］梁華，滾動軸承的失效分析[J]．理化檢測-物理分冊，2005,41(S):99-103.
［3］王日清，董楓．提高大型立式水泥磨磨輥裝配精度的工藝方法[J]．機械傳動， 2004（4）：63～66．