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轴承系统设计(2016 年 1 月)

滾動體軸承是否有可能獲得無限長的壽命? 


有可能,但必須有卓越的系統設計方能實現。 型錄中的軸承編號僅夠窺豹一斑。 在實際應用中,需要獲得關于軸承以及軸承運行條件的關鍵知識,才能最大限度地延長軸承的使用壽命。 SKF 為您提供培訓,幫助您識別關鍵應用設計參數,從而選擇正確的軸承類型、尺寸和潤滑,確保滾動體軸承獲得最長的使用壽命。 


然而,一旦到了現場,情況可能發生變化。 依據鎖定設計之前所有可用的關于運行條件的知識,滾動體軸承被內置于系統中。 


但是,如果機器的現場用途發生變化,您需要再次拿出系統設計工具進行設計,以確保軸承可以應對任何可能發生的變化。 例如: 現場的常見做法是在垂直狀態——而非水平狀態——下使用電機,這樣也許可以另辟蹊徑地解決空間問題。 也許只需換一種軸承樣式便可應對來自垂直軸的新的推力載荷,同時保持相同的包絡尺寸。 但是,也應該考慮到最低載荷等其他問題。 SKF 為您提供相關培訓和工具,以解決此類問題和其他問題,從而最大限度地延長軸承的使用壽命。

翻转轴承座(2016 年 2 月)
2016年2月 – 本月提示

問題描述:

軸承座破裂或軸承的使用壽命低于預期,因此需要進行根本原因分析,確定軸承失效的原因。 分析發現所用軸承和軸承座的尺寸和型號均是適當的,軸承失效似乎與所使用的產品無關。 因此,需要對軸承的組裝和安裝程序進行調查分析。 經調查發現在所有過早失效的軸承應用中,底座下方都安裝有墊片,用以確保底座與軸中心線的高度適當。 這是否與軸承失效有關系呢?

解決方案: 

將軸承座翻過來,檢查軸承座底部上的機加工支架表面。 如果進行機加工的表面為整個軸承座底部,則需要在整個表面上加裝墊片,而不能只是在螺栓底腳下安裝墊片。
標準墊片簡單易用,設計有預切螺栓槽以及一個突出的手柄,便于操作人員在插裝墊片時抓握(如下圖所示)。
標準墊片適用于絕大多數球軸承座。墊片在軸承下部提供緩沖,避免鑄鐵內出現應力集中現象,并且僅與軸承座的兩個底腳產生接觸。 然而,由于滾子軸承軸承座承受的載荷更大,因此通常需要對軸承座的整個底部表面都進行機加工處理。 滾子軸承的載荷承載能力更高,需要對其軸承座底座進行完全支撐。 因此,整個底座都進行了機加工處理,需要安裝全尺寸墊片或地面隔板對其進行支撐。
如果如右圖所示,底座僅由螺栓底腳下面的預切槽墊片進行支撐,則軸承和軸承座的六點鐘位置會產生過大應力。 久而久之,軸承座與該應力相互作用,導致軸承座沿底座產生裂紋,裂紋通常垂直于兩個螺栓的中心線。 糟糕的是,這種現象會立即對軸承造成影響。 軸承的徑向內部游隙可能會消失,導致軸承溫度過高。 此外,軸承上可能產生兩個載荷區,一個在底部,一個在頂部。其中,底部載荷區是正常載荷區,而頂部載荷區在正常情況不應該承受載荷。 這三種現象均會破壞潤滑劑的性能,進而縮短軸承的使用壽命,即使你使用了適當的潤滑劑。
需要特別注意檢查軸承座表面。 軸承座表面的平面度容差最好不要超過0.001'',可接受的最大容差為每英尺0.002''。 只有在將整個軸承座以適當力矩固定到安裝表面之后,才能對軸承座下部的空隙進行檢查確認。 使用一個 0.002" 墊片或測隙片檢查縫隙大小,然后根據需要安裝墊片和調整安裝力矩大小。
不得在平整的檢查板上檢驗軸承座的平面度。 在車間進行機加工時,軸承座由夾具牢牢固定,在將其從夾具中移出時,內部應力可能導致軸承座微微扭曲。 安裝在適當的平面上后,軸承座的機加工尺寸將會恢復。 如果使用墊片來修正這種潛在的扭曲,可能導致最終的軸承孔形狀和軸承內徑尺寸不準確,無法給軸承提供完全的支撐。

總結:

那些看似很簡單而且經常被我們忽視的小事物(例如一個墊片),很可能會導致軸承座和軸承過早失效,造成生產損失,增加停機時間和不必要的維護成本。 因此,在安裝軸承座和墊片時,需要時刻謹記: 翻轉底座,然后仔細檢查機加工表面,以此來選擇適當的墊片。 在進行安裝之前,檢查軸承座表面是否起伏不平,驗證其平面度。 根據需要進行機加工處理,以確保軸臺與軸承座之間的完美匹配。

轴承润滑: 立式机器润滑脂(2016 年 3 月)
轴承润滑: 立式机器润滑脂
說明:
泵、電機、混合機等垂直安裝設備中的油脂潤滑軸承頻繁失效,那些原本設計水平安裝但實際上垂直安裝的設備更是如此。 設備的停機時間增加,引起了管理層的關注。 在大修時進行檢查發現,軸承存在明顯的軸承滾道發亮、表面疲勞和點蝕等問題。 出現了什么問題?

解決方案:
可能存在潤滑問題。 潤滑脂在重力的作用下穿過軸承向下流動、漏出。 對于立式應用,首選是使用稠度較高的潤滑脂(例如NLGI 3),以確保潤滑脂能夠很好地保持在軸承內。 鑒于軸承本身可能存在向上的泵吸作用,也可以使用稠度較低的潤滑脂,但前提是所用潤滑脂必須具有較好的機械穩定性。
立式應用的建議補充潤滑間隔是類似水平應用的一半。 在對潤滑脂狀態進行檢查之后,可以根據需要延長或縮短補充潤滑間隔。 更好的做法: 不斷進行補充潤滑,使潤滑脂量在整個補充潤滑間隔內都達到所需水平。 在軸承上方進行補充潤滑(例如通過潤滑脂注油嘴)。 此外,必須使用密封件或潤滑脂保持蓋,防止潤滑脂泄漏。 此外,運行溫度和振動也會對補充潤滑間隔產生很大影響。

總結:
對于安裝到垂直軸上的油脂潤滑軸承,需要特別重視潤滑脂的選擇、補充潤滑程序以及可能需要的密封操作。 關于如何選擇適當的潤滑脂和補充潤滑間隔,請參考“知識中心”上的 LubeSelect 咨詢服務程序。
袖珍手册超级节省空间(2016 年 4 月)
2016 年 4 月_1 TOM

電機

您可以從 SKF 知識中心或您當地的 SKF 授權經銷商處獲取 SKF 電機軸承手冊。 獲取手冊時,請提供 SKF 出版物編號 140-430。該手冊中提供了十二條非常重要的提示,以幫您避免一些常見的問題(從手冊的第 2 頁開始):


提示6: “注意軸承的過渡配合。 使用壓力機對外徑為 4 in. 的軸承施加壓力。正常情況下,應該只有過渡配合的軸承圈(通常是軸承安裝之后的旋轉軸承圈)承受壓力。”
我們之所以提出這些建議的原因有很多。 軸承內圈與軸的過渡配合會如同橡皮筋一樣,將軸承內圈拉長,盡管拉長的距離很小。
安裝軸承時,使用適當的機械工具(例如裝配工具)使安裝力均勻分布到軸承側面上。 對于外徑小于4 in.(100 mm)的小尺寸軸承來說,這種方法是可行的。 但是對于尺寸更大的軸承來說,其所需的安裝力更大,以至于有可能會損壞軸(粘滯磨損)或導致軸承圈破裂,這是因為軸和軸承圈通常都是由淬透鋼制成的。 此外,如果在安裝過程中,有碎屑破裂,還有可能造成人身傷害。 不要冒險!
對于外徑大于4 in. (100 mm)的軸承,利用溫度調整進行安裝。 對軸承進行加熱或對軸進行冷卻,使軸承圈或軸兩者之間的溫差達到150°F(~80°C)。 當通過過渡配合將軸承安裝到軸承座上時,需要使兩者之間存在相同的溫差。 具體的做法是,將包裹好的軸承放置到冷凍箱內,在軸承座內放置一盞照明燈。 使用一塊防火毯蓋住軸承座,減小熱量損失。 大約三十分鐘之后,就可以達到安裝所需的溫差。 或者,部分軸承座也可以使用容量適當的感應加熱器進行加熱。

在安裝大尺寸軸承時,使用感應加熱器對軸承進行加熱是最安全、最快的方法。 確保加熱器帶有溫度控制裝置,以控制熱量和熱膨脹,防止出現過熱。 除此之外,所用加熱器必須具有自動退磁周期。

对中和软脚(2016 年 5 月)
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問題描述:
機器地腳執行著許多重要功能。 在正常運行載荷下,以及在發生軸鎖止或軸承卡滯等突發故障時,它們可以限制機器。 此外,地腳可用于根據機組中的其他機器部件對機器進行定位。 地腳也是機器結構或振動動力學的重要組成部分。
如果更改制造商推薦的地腳螺栓固定位置,可能對上述任何重要功能產生影響。 例如,如果使用的螺栓等級不當,可能改變地腳接頭強度,并且當機器出現意外時無法正常運行。 不當的螺栓扭矩技術,受損的墊圈、不平整的螺栓表面,都可以在對中時阻礙精密機械的運動,并產生不斷移動的目標。 由于壓緊力不正確而導致的螺栓剛度變化可改變機械/底座的剛度,并且可能讓之前正常運行的機器出現共振。
請注意圖中的地腳表面,粗糙的鑄造和反復的螺栓擰緊使得地腳表面不平整。 在嘗試貼合地腳墊半徑時,軟墊圈被切割,現在被嚴重包覆,無法準確地保持機器水平。


解決方案:
作為任何機器對中或安裝的一部分,務必檢驗螺栓和墊圈,確保采用正確的類型和長度,并確保其處于可使用的狀態。 將任何軟墊圈換成硬化墊圈。 如果地腳的間隙孔被擴大、損壞或未清理,則底板的使用和/或地腳表面的加工將確保最佳的夾緊工況。
最后,也是最重要的一點,在擰緊機器地腳時,務必使用帶適當套筒和套頭的扭矩扳手。 遵照擰緊工序,如果所有軟腳均已提前移除,對中之后,機器將按預期運行,且當機器投入運行時,其保持在正確位置。

轴承维护和技术(2016 年 6 月)

我是否使用了錯誤的軸承工具?

在安裝或拆卸球軸承或滾子軸承時,您如何確定是否使用了錯誤的工具?
簡單檢查: 通常,如果您必須使用錘子、鑿子、沖頭、螺絲刀或焊槍來安裝或拆卸軸承,那您就錯了,而且您可能會受傷。


以下是詳細信息:
錘子和/或鑿子:
對軸承直接施力可導致淬硬鋼碎片和破裂。 太多人因為冒這個風險而受傷,有些還是重傷。
錘子和沖頭:
僅適用于安裝偏心鎖定環類軸承。 使用這種工具組合,鎖定螺母會被損壞和鑿出。
螺絲刀:
通常用于拆卸軸承密封件或護罩。 這一方法無法改善軸承潤滑! 如果軸承無法運行,請聯系 SKF 以獲得幫助。
焊槍:
安裝時,您要冒軸承嚴重過熱以及鋼硬度下降的風險,這些會導致軸承提前失效。 拆卸時,焊槍可能使軸承圈破裂(如上)或使工作軸發生永久性彎曲。

防止滚子轴承在启动时受损(2016 年 7 月)
安裝期間,必須考慮到錐形和球面滾子推力軸承的內法蘭。

裝配期間,確保滾子坐落得當:

兩種軸承的滾子都有一個接觸角,該接觸角可以讓滾子在裝配期間不與導向法蘭接觸(圖中紅色區域)。 裝配期間,為確保滾子坐落得當,須旋轉軸或外圈(常見于車輪應用)。 這種旋轉將確保滾子的大端與軸承內法蘭接觸得當,這是測量軸端游隙的前提。 (備注: 右圖的綠色箭頭表示滾子的坐落方向。)


操作不當的后果:

如果忽略旋轉,由于滾子坐落不當,測得的軸端游隙值會偏小。 啟動期間,過量的軸端游隙會導致滾子
嚴重傾斜,從而發生打滑,無法正常滾動。 這種打滑可能導致極高的產熱量、潤滑失效、保持架損壞,這些現象可導致軸承卡滯,從而使軸承早早失效。 卡滯可能發生在剛剛啟動之時! 


指導:

裝配過程中,遵照制造商的軸端游隙建議。 如果沒有提供指導,請聯系 SKF 應用工程服務部以獲得幫助,或者在右側的“聯系我們”中填寫您的請求。

振动分析: 共振(2016 年 8 月)
传统发电
描述
一臺 18 MW 的 2 極燃氣渦輪發電機激振器端出現一倍頻的高振動。 軸向振幅最高,此問題已存在 3 年。

預分析會議是 6 步分析流程的第一個步驟,會議期間,發現發電機軸承在過去三年間多次更換,收效甚微,甚至毫無效果。 根據原始設備制造商和多名振動專家的建議,對設備對中進行了三次不同的檢查和調整,收效甚微,甚至毫無效果。 三年間,這幾次不成功的矯正嘗試讓公司花費將近 500,000 美元。
啟動時的機器分析發現,從開始時的 3550 RPM 上升到 3600 RPM 的正常運行速度期間,振幅大幅上升。 這些振動水平無需現場應用便可發現,排除了因發電機/電氣原因導致這一問題的可能。
停機期間,在很小的速度變化范圍內觀察到了 900 相移。 兩種癥狀:
1. 很小的速度變化便產生很大的振幅變化
2. 停機期間的 900 相移非常明顯地表明存在共鳴情況。

解決方案:
已對發電機激振器端進行振動調查,以確定共振位置。 由于集電環蓋的干擾,無法確定共振位置。 設備已關閉并將蓋移除,通過適當的安全措施重啟發電機。 現在,轉速為 3400 RPM 時出現共振情況。 運轉速度為 3600 RPM 時,振幅返回至三年前的突增之前所觀察到的較低值。
機械結構的質量和剛度組合決定了其自然頻率。 提高質量可以降低自然頻率,提高剛度可以提高自然頻率。 將這些蓋移除,可以同時降低質量和剛度。 由于共振頻率得到降低,蓋子的剛度損失所帶來的影響明顯比質量下降所帶來的影響更大。
此時,維護人員回想起三年前其在例行清潔期間將 1/2" 橡膠墊圈移除并換成標準墊圈材料。 原始設備制造商最初安裝橡膠墊圈視為了降低激振器總成的剛度。 將橡膠墊換成標準墊圈材料之后,激振器總成的自然頻率上升,接近于正常運行速度下的頻率。
所形成的共振將發電機振動放大至較高的水平。 將自制墊圈換成 1/2" 橡膠墊圈讓自然頻率重新回到正確的水平。 之后,設備正常運行。 通過實現發電機轉子的平衡,完成進一步改進。

總結:
共振通常是最缺乏認知的振動特性,但根據預計,至少 20% 的機器在一定程度上受到共振的影響。 由于共振具有放大作用,它會在振動頻譜中造成令人困惑的表征,如果使用普通的振動技術,會頻繁、反復地出現分析錯誤。 可以利用實用技術,相對輕松地發現共振現象。
這一案例也強調了正確、充分地確定問題歷史的重要性。 有時候,細小的變化似乎可以對機器運行造成巨大的影響。 如果采用系統化的方式,這些問題可以輕松得到解決。 在參加 CM 103 機械檢查和評估課程之后,“非振動專家”技術人員解決了這一問題。
@ptitude 分析家快捷方式(2016 年 11 月)

說明:
使用 SKF @ptitude 分析家軟件時,有多種方式可為您提供軟件導航。 例如,如果您希望查看振動點屬性,傳統的方法是右鍵單擊“編輯”按鈕,下拉至屬性。 您還可以右鍵單擊您使用的振動點,進入該位置的屬性。 或者您可以在趨勢或頻譜上點擊所顯示數據左上部分的小方框,并進入該點的屬性(圖 1)。


這些快捷鍵可以讓分析師更高效地進行分析。 熱鍵可用于調節顯示的頻譜和時間波形,并對您想打印的數據快速添加注釋。


轴承损坏分析 - 解决难题(2016 年 12 月)

您是否試過缺一塊的拼圖游戲?
這對縱觀全圖是一種挑戰。 解決軸承故障也是這種情況 當單個軸承發生故障時,通常不止一個問題。 試圖確認故障原因時,請確保了解軸上其他軸承的情況。 


逐步指南:

  • 將軸承從軸上取下之前,在其側面(例如,驅動端 - 聯軸器側)標記各個軸承的方向和位置。 對于水平安裝的機器,在外圈上標記 12:00 位置,以幫助確定實際的載荷區位置。 記錄哪根軸承用于固定軸(“固定”或“支撐”)以及哪根軸承用于軸膨脹(“自由”或“浮動”)。
  • 拍下軸上和底座內的軸承座照片。 
  • 從每根軸承取出潤滑樣本,并包裝起來用于之后的檢測。 
  • 現在您可以清潔并拆下軸承,以便檢測包含當前軸承型號在內的所有零件。 
  • 在軸承完全拆下后,畫出負載區域,確認損壞類型,并在得出有關損壞機制和故障根本原因的結論前審視所有零件。 您之前所做的記號、拍攝的照片和取出的樣本將減少困惑,因為您將軸承“拼圖”拼了起來。

進一步的培訓:
SKF 的 WE204 三天課程主題是軸承損壞分析,課程包含這些內容并就真實的故障樣本給出充分的第一手實踐經驗。 為知識而來,帶著自信畢業,賦予自己正確識別軸承損壞的能力。
让频闪光工作起来! (2017 年 1 月)
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問題描述:
現在有了收集相位數據的所有激光和數字裝置,老舊的頻閃光會讓振動收集變得遜色。 然而,在解決機械問題時頻閃光仍然大有用途,所以別把它扔掉。

在聯軸的水平機械上,可以用頻閃光檢查軸、聯軸元件、鍵槽等,而且無需讓機器停機。 根據聯軸類型,事實上某些不對中情況可以在聯軸部件的撓曲中被發現。 照明局限下無法看到的振動也可以自我揭示。 檢查管線、導管、附件、甚至腳。
頻閃光是皮帶驅動機械的基本工具。 通過仔細調試閃爍次數,可以容易地觀察到皮帶和曳引輪狀態以及驅動的對中。 任何肉眼可見的移動都意味著至少有 0.010”(10 mils)的滑動
例如跳動。

注: 請確保在運行的機械上用頻閃光觀察時,遵守工廠所有的安全規則。 如果規定允許,請在皮帶保護罩上涂滿消光黑以最小化反光。 透明塑料窗口也對附帶的驅動裝置有效。

使用配置為當連接至 SKF Microlog 時觸發機械振動的頻閃光,這是為完整機械相位分析收集相位和振幅數據高效和有效的方法。 頻閃光可以在機器無法停機連接反光帶時收集相位數據。

此外,頻閃光還易于揭示松動和拍頻的癥狀,如果用數字相位方法,這種情況會導致數據混亂。


解決方案:
很多老技術的工具多年來都被用于有效地確認機械問題。 了解如何將它們與新技術結合,以實現更綜合和有效的振動分析方案。


与 @ptitude 分析家和 AX & GX 系列 Microlog 频道相位交叉(2017年3月)

Microlog 分析仪 AX CMXA 80

使用交叉頻道相位的益處

交叉頻道相位是一種方便的工具,事實上它可以在機器出現任何問題頻率時捕捉相位和振幅關系 - 無需觸發器。
很多應用都可以采用交叉頻道相位進行測量,用以趨勢和分析目的。
定期對機組中每一根軸承進行水平和垂直方向的相位測量可察覺例如隨著時間會有變化趨勢的平衡條件和機器對中等結構和/或轉子的改變。 隨著時間變化的相位角度關系不僅有助于識別需要糾正的情況,還能夠幫助識別振動的來源或原因。


作為常規操作執行的基本相位分析測量,以簡化讀數的收集

用以描繪振幅/相位圖表(氣球圖)的基本相位分析測量也可以安排為常規操作以簡化讀數的收集。 執行以下步驟:

  • 將第一點作為參考,例如將 1V-1V 作為舷外馬達的讀數。
  • 機器上其余讀數設置為1V-2V、1V-1H、1V-2H 等。
  • 將頻道 1 和 2 加速度計挨著放置在馬達上,以驗證讀數并確認兩者之間的相位差別約為 0 度。
  • 獲得這些測量值之后,將頻道 1 加速度計放在 1V 的位置上,因為它將成為所有后續測量的“參考”。
  • 逐點移動頻道 2 加速度計以完成圖表。
  • 在驅動機器上獲取讀數時,繼續將 1V 用作參考。
  • 輸入頻道 2 在圖表每個位置的轉速頻率振幅,相位顯示為刻度。
  • 圖表檢查有助于識別機器真正的故障。
  • 交叉頻道讀數將提供測量初始頻率/速度的相位和振幅結論,以及 7 倍速度的結論。 舉例來說,這在葉片通過頻率甚至非同步頻率情況下嘗試確認機器性能時十分有用。

雖然該測量值十分易于獲得,但是有兩個重要因素有助于確保結論的有效性:
  • 首先,收集過程中的機器轉速必須保持不變 - 相位關系由讀數開始時確定的速度計算而得,如果速度發生變化,結論通常會不準確。
  • 其次,一定要將參考傳感器放置在被研究頻率信號強勁的位置。 不一定是最高振幅的位置,但是信號一定要足以產生有效的相位對比。

漫步/響應加速度計可放置在機器或周圍結構的任何位置,但請注意避免極低振幅和讀數不斷改變的相位。 讀數通常都在相位圖表上留白,以便不會曲解隨機的相位讀數。
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