振動軸承過早失效的原因分析
　　經(jīng)研究分析,造成振動壓路機振動軸承過早失效的主要原因,有以下方面:
　　⑴振動軸承選型和結(jié)構(gòu)參數(shù)不當
　　選擇軸承的依據(jù)是軸承自身的功能與它所擔負的工況相匹配,振動軸承需有較高的負荷容量和較高的極限轉(zhuǎn)速。壓路機在轉(zhuǎn)向、凸凹不平的路段進行壓實作業(yè)時,軸承不僅要承受巨大的徑向力,還要承受一定的軸向力。
　　振動壓路機所用振動軸承為普通型42000內(nèi)圈單擋邊圓柱滾子軸承,該類型軸承額定動負荷大,但承載能力低,特別是軸向承載能力低,調(diào)心性能較差。滾動軸承疲勞剝落、塑性變形和磨損這三種常見的破壞形式中,前兩種失效形式分別與軸承的額定動負荷和額定靜負荷有直接關(guān)系。普通型的42000軸承不僅徑向承載能力Er低,而且與軸向承載能力Ea也低,Ea≤Er,若軸向載荷增大,將大大增加滾子端面與滾道側(cè)面之間的磨擦,使軸承溫度升高。
　?、戚S承潤滑散熱狀況不好
　　原結(jié)構(gòu)中振動軸承形成一種不足的潤滑,從圖1中可以看出,振動軸高速旋轉(zhuǎn)時靠偏心塊攪油,潤滑油沿偏心塊圓周切線飛濺至油腔幅板內(nèi)壁上,然后沿法蘭支座端面滾入軸承體內(nèi),這樣的潤滑不充分,不能將軸承工作產(chǎn)生的摩擦熱帶走,造成軸承的工作溫度升高,潤滑油粘度下降,油膜厚度減小,直至出現(xiàn)邊界潤滑或金屬接觸摩擦而產(chǎn)生軸承燒損。
　　⑶潤滑油的抗熱氧化穩(wěn)定性差
　　潤滑油的抗熱氧化穩(wěn)定性對振動軸承潤滑有著顯著的影響,原采用的潤滑油經(jīng)試驗得知,當軸承座溫升至80℃左右時,其潤滑油油膜建立困難,造成滾柱與滾道出現(xiàn)邊界潤滑甚至金屬接觸摩擦,產(chǎn)生劇熱,導致軸承座溫度急劇上升。
　　⑷油腔室清潔度差
　　原結(jié)構(gòu)中未充分考慮振動輪油腔室A的清潔處理,油腔室中的焊渣、氧化皮未徹底清潔處理,振動輪工作時劇烈的振動易使殘留的焊渣、氧化皮等振脫,脫落的雜質(zhì)易造成振動軸承滾柱與滾道之間摩損嚴重,導致軸承過早失效。
　?、烧駝虞唭啥苏駝虞S承座上軸承孔的同軸度未達要求
　　振動輪內(nèi)的激振器采用偏心塊式,工作時振動軸帶動偏心塊以1800r/min高速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生高達260KN的離心力(即激振力),巨大的離心力通過四個振動軸承來支承和傳遞。因此,對振動輪兩端軸承孔的同軸度要求相當高。若此同軸度達不到要求,將帶來這兩方面的影響,一是造成振動軸承游隙減少,使?jié)櫥湍さ暮穸葴p少,導致潤滑不良而產(chǎn)生大量的摩擦熱,二是使軸承內(nèi)圈與軸承滾柱之間的軸向力增加,引起滾柱穩(wěn)壓區(qū)域減小。根據(jù)圓柱滾子軸承的使用要求,應嚴格控制軸向力Fa和徑向力Fr的比值,若同軸度超差或要求低,則軸向力Fa增加,使得Fa/Fr比值增大,造成滾柱穩(wěn)定區(qū)域減少,導致滾柱不能正常運轉(zhuǎn)而加劇軸承的摩擦。
　?、瘦S承內(nèi)圈與軸頸配合,軸承外圈與軸承座孔配合選擇不當
　　對于承受徑向載荷的振動軸承來說,只有半圈滾動體受力,且在徑向力Fr方向上,滾道及滾動體受力最大,為5Fr/Z,其中Z為滾柱數(shù)量。對偏心塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動的壓路機來說,若軸與軸承采用常規(guī)的"內(nèi)緊外松"配合,將產(chǎn)生只有半圈滾道受載,另半邊滾道根本不受力的狀況,最大受力部位始終不變,加圖2所示.偏心塊采常用平鍵固定在振動軸上。因此,對振動軸來說,激振力(即徑向力Fr)永遠指向軸上的某一固定方向,雖然激振力方向隨軸的旋轉(zhuǎn)而在不斷變化,但它相對于軸承內(nèi)圈滾道卻是固定不變的,內(nèi)圈滾道最大受力部位一直不變。合理的徑向游隙對振動軸承的壽命影響很大,如果軸承工作的徑向游隙增大,則軸承中負荷區(qū)將減少,最大滾動體負荷將增加,從而降低軸承壽命。如果減小游隙,尤其在負游隙下軸承發(fā)熱嚴重,使用壽命下降更快,根據(jù)工作徑向游隙與負荷分布參數(shù)以及軸承額定壽命之間的關(guān)系計算可知,當工作時徑向游隙接近零時壽命最長,即原始游隙Co-配合游隙Cp-工作游隙Cg=0。

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