提升机滑动轴承的磨损失效分析

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　　摘 要：科技的不断进步，促进了滚动轴承新型矿井提升机的出现与逐步应用，然而由于滑动轴承具备更加稳定的使用时长以及较高的传动精确度，在矿井施工中依然广泛使用。但是滑动轴承提升机的配置方面具备较大难度，维护的条件要求相对较高，其中提升机滑动轴承的磨损失效更是煤矿开采工作应重点解决的问题之一。为此文章对升机滑动轴承磨损失效进行相关分析，并提出相应地调整措施，以期为提升滑动轴承型提升机的使用效益提供有效参考。
　　关键词：提升机；滑动轴承；磨损失效
　　对于在煤矿提升机而言，滑动轴承是众多零部件中最为关键的部件，为确保煤矿提升机能够安全运行，降低故障概率，必须对其中的滑动轴承的磨损、润滑等方面进行深入地分析，有效地降低检修成本，进而确保煤矿开采工作的顺利推进。
　　1 煤矿提升机滑动轴承失效的相关概述
　　滑动型煤矿提升机运作时，其滑动轴承的润滑状态属于流体型润滑范围，在这一状态下的滑动轴承失效通常包括以下原因：
　　①轴承承压过大，或是运行时间过长温度较高导致油膜承载力下降，增大可轴颈与轴承衬的接触摩擦，给轴承系统造成严重的磨损伤害而失效；②在轴承的生产、加工过程中，有金属切削残留固体物落入轴承中，导致轴承在运行过程中磨损而运行疲劳；③轴承超时间负荷运行导致轴承严重磨损而失效；④运行过程中，轴承与轴之间间隙不断变小，咬合度过于紧密，两者活动空间不足而失效；⑤轴承出厂质量问题，在制造过程中即出现了严重磨损。
　　通常来说，轴承在运行过程中与轴颈进行了直接接触的部分，其材料主要是在考虑如何减少磨损而特定设置的。为了提升轴承使用质量，同时节约贵重金属的用量，轴承与轴颈直接接触部分表面都会附上一层具备良好润滑功能材料作为里衬。鉴于滑动轴承的失效表现极其原因，要求了里衬必须具备以下极为良好的性能：
　　①在应对摩擦力方面，具备较好的融合度与抗摩擦效果；②面对高强度、长时间的轴承运作，里襯必须具备优秀的抗疲劳能力；③能够自动将外来固体颗粒隐藏或迁出，降低尤其带来的轴颈磨损嵌入程度；④能够有效降低摩擦力，进而实现在磨合过程当降低轴颈工作误差；⑤具备良好的抗腐蚀性能力和抗摩擦受损能力；⑥工艺性能突出，经济特征良好，成本可控。
　　另外目前在制造轴承的使用材料方面，多是采用锡基巴氏合金以及铅基巴氏合金这两种，这两种材料在减摩降压方面有着突出的优势，较为适应轴承的高速运转。
　　2 提升机滑动轴承的摩擦磨损机制
　　2.1 摩擦磨损形成的情况
　　滑动轴承的摩擦磨损与其形成的形式息息相关，有相关调查数据显示，使用巴氏合金材料制造的轴承比较容易出现擦伤问题，但是却不会出现磨粒现象。然而就现代技术手段对相关实验进行研究得出结论：巴氏合金材料滑动轴承在发生摩擦时会产生大量磨粒。提升机在实际运作过程中，需要进行频繁的启动，因此滑动轴承发生摩擦磨损与形成动压油膜的情况下通常都会历经静止、轴颈启动与轴颈稳定运行这三个状态。详见图1。根据笔者对相关文献研究以及结合自己多年工作经验来看，在这三个状态中轴颈启动阶段发生的磨损状况最为明显，并有颗粒产生。
　　2.2 提升机滑动轴承的磨损产物
　　巴氏合金材质的轴承摩擦后形成的聚合物即是轴承磨损产物，随着时间的增加，聚合物有小到大进行生长。在磨粒的粒度较小时，可通过提取提升机正在使用滑油作为样品，利用原子发射光谱仪进行检测实验，即可得出磨损的金属含量，从中发现Sn、Pb、Cu的含量通常较高。
　　鉴于对提升机滑动轴承的润滑磨损状态的了解，不难看出轴承衬磨损速率较高，极易出现运行故障，因此确保滑动轴承的正常运行，关键在于润滑处理。降低摩擦力，提升散热效果，这是润滑油发挥的主要作用，润滑油在辅助各个机器、部件进行润滑运转的同时也会产生大量的磨粒。在润滑油的作用下，数量庞大、硬度较大的合金钢磨粒对于轴承的摩擦伤害大大降低。但是，处于混合润滑状态的滑动轴承会产生一些粒度较小且外形匀称的金属磨粒，并在高温、高压与摩擦力的共同作用下被嵌入进骨动轴承当中，久而久之金属磨粒的密度越来越大，轴颈和轴承的摩擦阻力大大增加，在运行状态下出现塑性变形形成更加强烈的摩擦点，导致此处的间隙逐渐变小直至咬死，甚至出现轴承断裂现象。而当外力大于节点出的结合力时，结点发生剪切断裂。若是剪切断裂在粘结点上端，是为零磨损状态；若是低强度处出现剪切断裂，则会发生材料转移的问题。在以后持续发生的摩擦作用下，粘附在轴颈表面的物质逐渐脱落，形成磨粒。
　　2.3 做好提升机滚动轴承润滑工作
　　通过研究来看，由于煤矿提升机结构和技术参数等通常都是固定的，因此针对其预防磨损失效上重点需集中到润滑上。目前不少煤矿提升机滚动轴润滑上主要是借助于和减速器共用的集中供油系统来进行，在这种情况下为了预防磨损失效情况我们应按照煤矿提升机滚动轴承运转时速度与所承受负荷去决定使用何种粘度值的润滑油。比如当滚动轴承运转速度快而承受负荷小时，由于动压油楔地出现且油层会出现较大相对位移，我们所选用润滑油粘度值应当偏小。同时，假如煤矿提升机在工作中时常出现往复、变速以及震动等情况的话，为了预防滚动轴承磨损失效我们应当选择粘度值较大的润滑油。另外，针对一些煤矿提升机滚动轴承受到的负荷一直较为平稳的话，其润滑油应当选择粘度值较小的类型。
　　3 滑动轴承的间隙确定以及对其地调整
　　径向间隙与轴向间隙是滑动轴承两种主要间隙类型，其中前者又可划分为顶间间隙与侧间隙。径向间隙的存在是让轴颈和轴承之间准确运转的重要保障，而轴向间隙则是为了确保轴颈温度升高的同时长短能够自由地进行伸缩。
　　3.1 间隙地确定
　　滑动轴承径向间隙地确定，通常来说是以设计装配的性质为标准，一般而言，顶间隙是侧间隙的一倍。而对与滑动轴承的轴向间隙地确定，必须结合其具体的结构形式，应确保其大于轴颈运行过程中饭的最长伸缩，通常要在要根据结构的不同从而确定其结构形式，一般情况下，要在2毫米以下，但是也要保证其效于2mm。
　　3.2 滑动轴承间隙的量定和调整
　　必须先把轴颈安排于极端位置之后才能进行确定滑动轴承间隙，通过使用百分表、塞尺等进行相关的测量操作，再将这两个极端位置的数据进行叠加计算，就可以得出轴向间隙大小。塞尺是测量滑动轴承侧间隙时使用的主要测量工具，测量过程应使其常人长度为为30度的圆弧为宜。而对于顶间隙的测量，塞尺绘制压铅丝的方法均可，而通常后者更具准确性，应注意的是，选择较为柔软的铅丝，其半径保持在顶间隙数值的2-3倍为宜，长度控制在15mm-20mm为宜。
　　3.3 间隙地调整
　　若是滑动轴承的顶间间隙大于极限数值，就要对瓦口调整力度进行减弱调整，确保力度适宜。同时，对与轴颈与轴承下端位置也要进行认真的检查、调整，通常要确保接触角要在120°以内。
　　4 结束语
　　矿井提升机对煤矿开采活动极为重要，而滑动轴承型提升机在目前仍然占据极为核心的位置，应用也较为广泛。因此对于滑动轴承的维护、维修也是极为重要。充分地对提升机滑动轴承磨损失效进行分析，才能在维护过程中有效地确保提升机的正常运行，同时有效降低维护、维修的成本，提升经济效益。
　　参考文献：
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　　[3]黄玉果，郭新柱，王全为.矿井提升机滑动轴承承载性能分析及参数优化[J].煤矿机械，2012，08（15）.
　　作者简介：
　　冯培军（1972- ），男，本科，毕业于太原理工大学工业电气自动化专业，电气工程师，研究方向：煤矿供电、大型搞定设备电气控制。
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