冶金机械轴承和齿轮失效问题研究

胡正军 查显文

摘 要 在冶金工作中，为了保障冶金工作的正常进行，最关键的是保证轴承和齿轮的正常运转。然而随着设备运行时间的增长，轴承和齿轮失效的概率就越大。因此为了保证设备的正常运行，需要对轴承和齿轮进行定期的检查和维修。当轴承和齿轮出现问题时，要及时解决。除此之外，还要关注轴承和齿轮失效的原因。只有这些才能对其进行更好的保护。本文主要探讨冶金机械轴承和齿轮容易失效的设备、失效的原因及表现，以及防止失效的方法。

关键词 冶金机械；轴承失效；齿轮失效

1 冶金机械轴承容易失效的设备

轴承是机械的核心零件，当轴承失效时，机械设备也不能正常的运行。在分析轴承失效的原因时，需要了解容易发生轴承失效的设备。一般情况下，传送机类型的设备容易出现轴承失效的现象。其中有螺旋输送机、倾角皮带输送机、皮带输送机等。此外斗式提升机、球磨机、旋转窑等设备也容易出现轴承失效的故障[2]。

2 冶金机械轴承失效的表现及其原因

2.1 轴承松动

轴承松动是冶金机械轴承失效的常见原因。轴承松动会导致轴承内径与轴、轴承外径与轴承座之间出现打滑松动或者抱死的现象。而引起失效的主要原因是机械制造过程中轴承与配合件间隙过小或者过大，或者是在机械加工时，加工的机械不符合要求。

2.2 裂纹缺陷

裂纹缺陷主要是由于冶金机械超负荷工作导致的。在工作过程中主机的冲击载荷过大，轴和轴承的配合量过大，安装的精度不够，没有按照正确的安装方式进行安装。这些原因导致了轴承在工作的工程中因为超负荷而工作失效。其中裂纹缺陷的主要表现形式是轴承内外圈有裂纹。

2.3 軸承发热变形

轴承发热变形主要是由于在工作过程中，因轴承处于的工作条件恶劣，而造成润滑失效，或者是润滑油的质量不合格等因素引起的。另外轴承装配过紧，游隙过小，负荷过大，辊子偏斜等原因也会导致轴承发生发热变形的情况。因此需要在安装和使用过程中，严格按照安装的要求进行，并且在使用的过程中要做好保护措施。其中轴承发热变形的主要表现是轴承发热变色，进而变形不能旋转。如果在设备运行的过程中，发生轴承的发热变形会导致设备整体的无法运转。

2.4 生锈和腐蚀

生锈和腐蚀是机械设备在运行过程中经常出现的问题。尤其是冶金机械。冶金机械工作的环境恶劣，经常是在强碱或强酸的环境下运行。因此在运行过程中，设备中的零件因生锈或腐蚀而造成设备无法正常的运行。同时生锈和腐蚀也会减少轴承的使用的年限。而造成轴承生锈或腐蚀的主要原因是轴承的密封不好，润滑不良。因此为了降低轴承的生锈和腐蚀的程度，需要在安装过程中对轴承做好防护工作[1]。

3 冶金机械齿轮失效的设备

容易出现齿轮失效的设备，首先是含有齿轮，在运行过程中是旋转的设备。一般情况下，有球磨机、旋转窑以及各种减速装置等。

4 冶金设备齿轮失效的表现及其原因

4.1 正常磨损

随着设备的不断运行，设备中的零件会无法避免的出现磨损现象，这称为正常磨损。正常磨损是不会影响设备的使用，但是其磨损量不能超过设备的维修标准。因此需要工作人员定期地对齿轮进行检查，并进行维修和更换。

4.2 破环性磨损

破坏性磨损和正常磨损是不同的。破坏性磨损是由于齿轮长时间的处于超负荷的工作状态而产生的磨损现象。并且破坏性磨损会导致齿轮的寿命减少，同时也会影响设备的正常运转。因此需要对设备进行定期的检查，做好保护工作。其中破坏性磨损主要表现为齿轮表面的硬损伤，齿轮的轮廓形状发生改变以及严重的变形。

4.3 干涉磨损

干涉磨损主要由于设备安装的不规范造成的。在安装过程中，齿轮的安装位置不当，使得齿轮在运行的过程中不能合理的和其他零件相互配合，因此在运行过程中对齿轮造成磨损。为了防止干涉磨损问题的出现，需要工作人员在进行安装的过程中要严格按照设计、图纸进行安装，不要私自对安装零件的程序进行简化。

4.4 胶合

胶合是指在齿轮旋转时，温度升高，在重载作用下齿轮接触面的油膜被挤破，造成两齿轮的金属面直接接触并粘结在一起。胶合的产生会引起齿轮接触面部分产生沟痕。在一定程度上影响了机械设备的正常运行，其中产生这种问题的主要原因是润滑油的使用不当。

5 防止冶金机械中轴承和齿轮失效的方法

5.1 防止轴承失效的方法

轴承是当代机械设备中的重要零件。它主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。而随着轴承的使用，在设备运行的过程中容易出现失效的现象，从而对企业带来不可忽视的损失。因此为了保证设备的正常运行，需要寻找避免轴承失效的方法。首先在冶金机械制作时，要严格按照设计的要求制造，不能私自的对设计进行改造，同时也不能降低制作的标准。其次是在机械使用时，要正确使用轴承，不能加大轴承的负担。除此之外，还要对冶金机械设备进行严格的管理，建立严格的检查体系。并且要对设备进行保养。只有这样才能有效防止轴承失效[3]。

5.2 防止齿轮失效的方法

冶金机械由于工作载荷大，工作环境差，设备润滑条件差，甚至有些设备在强碱或强酸的环境下运行，因此对设备的零件造成了严重的损坏。这也使得在设备运行时，经常出现零件失效的现象。其中齿轮的失效对于设备整体运行的影响最大。因此一些专家研究如何解决冶金机械齿轮失效的问题，并提出了防止失效的方法。首先在设计方面，研究人员在进行设计时，要充分考虑冶金机械的使用环境，选择合适的材质。在制造方面，工作人员要严格按照设计的要求进行制造，不能降低加工的精度。在安装方面，工作人员要严格按照设计的图纸进行安装，不能私自的进行改造。除此之外，在设备维护方面，要制定严格的检查制度，定期对齿轮进行检查，而且还要对设备进行保养。

6 结束语

由于冶金机械在运行时，工作环境差，这会对设备造成严重的损害。而轴承和齿轮是设备的核心零件。如果轴承和齿轮在工作中出现失效的现象，造成设备不能正常的运行。因此为了使设备能够正常的运行，需要防止轴承和齿轮失效。

参考文献

[1] 徐剑.基于短时奇异谱分析的滚动轴承故障诊断方法研究[D].杭州：浙江大学，2017.

[2] 朱正兴.冶金机械轴承和齿轮失效探讨[J].科技创新与应用，2016， （14）：168.

[3] 陈杨.基于循环平稳的滑动轴承故障诊断方法研究[D].重庆：重庆大学，2015.