高频筛轴承的研究与应用

[摘 要]本文针对此类问题，对高频筛轴承的进行了较深入的研究，同时对脂使用时应注意的特性和问题进行了分析总结。

[关键词]选煤厂 轴承 高频筛

中图分类号：TD452 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0082-01

前言：选煤厂高频筛采用两组自同步干油激振器，每组激振器箱体内装有两组滚动轴承。滚动轴承为成对使用的单向列调心轴承，轴承型号为2316。高频筛每对轴承最大动负荷达到±1500N，振动频率高达24Hz，而且运行时煤尘较大、煤泥水侵蚀严重，以上原因导致高频筛经常出现轴承损坏、脂变质等问题。

1、高频筛轴承的工作过程和原理

高频筛轴承工作过程：（1）受外界压力、离心力、温度影响，轴承发生弹性变形，部分油从骨架中被挤出。（2）开始。油开始起作用，但油的含量开始减少。（3）弹性恢复（一次过程完成）。因脂具有非牛顿流体的触变性，轴承发生弹性恢复，骨架出现破坏迹象，脂含量进一步减少变稀。（4）长期工作后，油损失过大，增稠剂被“浓缩”而干枯。骨架破坏严重，无法包容油而变稀疏流淌。（5）油含量50%，此时已经失效。

上述过程就像海绵吸水，因此称为海绵理论。海绵理论解释增稠剂在整个过程中仅仅起到载体作用，真正起作用的是所包含的油。

2、高频筛轴承采用脂的优缺点

2.1 脂的优点

第一，高频筛运转时处于高频率振动状态，脂是一种不致自动流动的稠厚状态，静止时不致从部位流失或低落，高频率振动时也不会泄漏或飞溅。第二，脂粘度变化比油小，故使用温度范围宽，同时脂的粘附性好，在敞开或密封不良的摩擦部位和机械上应用时优于油。第三，当剪切应力大时，脂如同粘性液体一样，会发生流动，即变形，决定了它具有良好的和密封防护作用，可防止灰尘等异物的混入。第四，脂具有耐高压性，使用寿命长，消耗量小，设备结构简单的特点，还具有缓冲和降低噪音的作用。第五，高频筛轴承运行环境较恶劣，脂具有良好的耐水性，即使在有水存在也可以使用。第六，脂中的脂肪酸皂，能在金属表面形成吸附层，能更有效的适应高频筛激振器轴承在高温、极压、低速、冲击、间歇运转等苛刻条件。

2.2 脂的缺点

第一，脂由于散热冷却性比较差，相对于油会产生更高的温度，高频筛长时间运转会导致激振器温度略高。第二，脂的填充、更换、洗净等操作稍困难。第三，激振器偏振块的工作原理会导致轴承一直处于较大的剪切应力中，并导致轴承温度升高，而脂在温度高及剪切应力大的条件下，容易引起氧化和稠度的变化。第四，高频筛运行时，轴承一直处于煤尘污染中，脂在部位具有抵制水或尘埃等杂质混入的优点，但是一旦混入就不易除去。

3、脂的相容性

因采购、效益、效率等各方面的原因，高频筛轴承偶尔会不可避免的混合使用不同的脂。需要注意的是，如果脂不相容都会变稀。如下图可见，当50%的2号稠度的复合磺化钙脂同不相容的2号稠度硅土脂混合后，其稠度会变稀至1号。（下图数据来自高频筛轴承实验，轴承型号为2316，运行时间2小时。）

3.1 脂变稀的因素及解决办法

造成脂变稀的因素有：第一，相对稠度，如1号同2号相混用。第二，温度，如高滴点同低滴点相混用。第三，混合强度。第四，混合过程。第五，基础油及添加剂类型。

解决办法：第一，尝试将新脂的含量增加到最大。第二，安装新设备时更换全部的脂。第三，将新脂泵入设备，直到看到旧脂溢出。第四，密切监控使用过程。

3.2 不同增稠剂的相容性

需要说明的是，一般情况下不推荐混用，且混用是有条件的，如稠度一致等。

4、装置的选择

高频筛最常用的装置为油枪。需要特别指出的是，在轴承运行时间较长，与激振器相连的传动轴出现转动不顺畅状况时，需要打开激振器，采取手工抹脂的方式进行。

5、脂的变质及更换

当发现高频筛轴承脂发生下列变化时，就要更换全部脂了：

第一，脂全部发黑（结焦），表明脂的性质已变，不适合再使用。第二，在与脂接触的界面，集中了黑色脂，表明有细微金属粉末存在，设备开始磨损，脂某些成分用尽了。第三，脂出现了大量分油，严重软化、干涸。第四，当脂出现了大量树脂物质（结胶）时。

当还未使用过的脂出现下列变化时，表明脂已不能使用：

第一，稠度发生了明显变化。第二，氧化物明显增加，体现为酸值增加，或出现异味。第三，热氧化性能明显降低，或具有腐蚀性。第四，混入水分超过一定数量或已乳化。第五，含铁量超过1%或含铜量超过0.3%。第六，滴点降低超过15%。

6、高频筛可能出现的故障及对策

6.1 设备温度超限

现象一：新激振器或旧激振器更换新轴承，开始运转温升快且高，运转磨合后温度仍超限。

原因及对策：第一，脂装填量过多，一般脂只需填充轴承空腔的1/2至2/3。第二，脂基础油粘度过大或脂稠度过高，更换合适稠度的脂。第三，轴承内含有颗粒机械杂质，需更换脂。

现象二：正常运转轴承温升快且高。

原因及对策：第一，轴承内脂失效，更换新脂。第二，管路堵塞，导致供脂不足。

6.2 高频筛出现异常振动

影响因素较多，从因素分析可能有：第一，脂不足，使接触面突体相互碰撞，产生高频冲击脉冲震动，状态恶化，轴承表面出现剥落。第二，选用的脂质量存在问题，更换正规厂家脂。第三，脂失效或者供脂管路堵塞，供脂中断。

6.3 激振器出现不规则异常响声

若异常响声的周期及频率均无规律，可能时脂失效或进入了杂质，应更换脂；若异常响声的周期和频率有一定的规律，可能是轴承局部损坏，应更换轴承。

6.4 轴承出现滚动磨损

设备运转负荷过大或脂流失，摩擦表面处于边界摩擦状态导致磨损，可以选择更高稠度的脂。

若出现早期疲劳点蚀和咬合。基本是以下两个原因导致：第一，油膜破损导致早期疲劳点蚀或咬合。在高接触应力和摩擦力作用下，产生早期疲劳点蚀；第二，供脂管路堵塞，脂不足。

若出现锈蚀现象，此时脂中含有金属腐蚀成分，应更换新脂。