煤矿机械轴承失效分析方法及其预防.pdf

1 5 0 煤 矿 机 械 2 0 0 5年第 9期 文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 5 0 9 0 1 5 0 0 2 煤 矿 机械 轴 承 失 效分 析 方 法及 其预 防 孙兆森．朱军科 西 山煤 矿 总 公 司 东 曲矿 ，太 原 0 3 0 2 0 0 摘 要 介 绍 轴承 失效 分析 方 法及煤 矿机械 轴承 失效 分析侧 重 点 。通 过这 些分析 方 法 以利 于 找 出煤矿机 械 轴承 失效 真 正原 因 ， 以便 进一 步减 少机 械 事故 和 各 种损 失。 简要 介 绍 了现代 技 术 对 轴 承早 期预 防措 施 ， 以便 早发 现早 预 防 ， 有针 对性 搞好 检修 工作 。 关 键词 轴承 ；失 效 ；预 防 中图号 T H1 3 3 文献标 识码 A 1 前 言 在煤 矿 机械 中 ， 往 往 由于使 用及 维 护保养 不 当 ， 导致 轴 承部分 非正 常 损坏非 常多 。由于轴 承损 坏 导 致 连 锁其 它相 关部 件 损坏 ， 造成 的损 失非 常惊 人 ， 而 往 往 又不 能正确 分 析轴 承损 坏 原 因 ， 同一 事 故 在煤 矿机 械 中频发 。 为 此 ， 就 轴 承失 效 分 析 办 法 及 预 防 作简单表达。 一 般 情况 下 ， 轴 承失 效 分 析 大 体 可 分 为 以下 3 个 步骤 失 效 实物 和背 景资 料 的收集 ， 对失 效实 物 的 宏观 检查 和微 观分 析 。 2失效 实物 和背 景 资料 的收 集 在 煤 矿 机 械 轴 承损 坏 中 ， 尽 可 能 收集 到 失效 实 物 的各 个零 件和 残 片 ， 充 分 了解 失 效 轴 承在 井 下 的 工 作条 件 ， 维护保 养记录 ， 使 用过程 及 工作 时地 质条 件等。具体内容包括 1 主机 的载 荷 、 转 速 、 工作 状况 等 ； 2 轴承及其相关部位其他零部件的失效情况 ， 轴 承失效 的类 型 ； 3 轴 承在检 修设 备 中有关 安装 记 录 ， 运 转 过 程 中有无 不 正常及 违规 操作 ； 4 轴承 工作 中所 承 受 的 实 际 载 荷是 否 符合 原 设计 ， 特别 是采煤 机 工作 条件 经常发 生 变化 ， 而 且 有 时是非 常恶 劣 ， 因此 收 集 这 一 方 面 条 件显 得 特别 重 要 ； 5 轴 承 失效 时是否 有 温度 的急剧 升 高或 冒烟 ， 是 否有 噪声及 振 动 ； 6 工作环 境 中有无 腐蚀 性介 质 ， 轴 承与 轴颈 间 有 无特 殊 的表 面 氧化 色及其 它沾 污 色 ； 7 轴 承运 转是 否有 热膨 胀及 动力 传递 变 化 ； 8 轴 承所 使用 的润 滑剂 的牌 号 、 成份 、 颜 色 、 粘 度 、 杂 质 含 量 、 过 滤 、 更 换 及 供 应 情 况 ， 详 查 检 修 记 录 方法 ， 有 效地 处理 了 由于 知 识 的 模糊 性 所 引 起 的 不 确 定性 问题 。经 过仿 真试 验 ， 初步 结果 表 明 ， 这种 方 法相 对 于传 统 的布 尔 逻 辑 运算 具 有 较 大 的 灵 活性 ， 并使得 推 理结 果 具 有 更好 的可 信 度 ， 操 纵 员 更 易接 受 ， 而且 具 有较好 的经 济效 益 。 参考文献 [ 1 ] 周祖德 ．基于网络环境的智能控制[ M] ． 北京 国防工业 出版社 。 2 0 0 4． [ 2 ] 诸静 ． 模糊控制原理与应用[ M] ． 北京 机 械工业 出版社 ． 1 9 9 9 ． [ 3 ] 王建华 ， 黄河 清 ． 计 算机 控 制技术 [ M] ． 北京 高等 教 育出版社 ， 2m 3 [ 4 ] 党育哲 ． 基于模糊 规 则推理 的气油 泡故 障诊 断[ J ] ． 液 压 与气 动 。 2 0 0 4 ， 9 ． [ 5 ] 何跃英 ， 江 荣汉 ． 基 于 模糊 理论 的 电力设 备 故 障诊断 专 家 系统 [ J ] ． 电工技术学报 ， 1 9 9 4 ， 8 ． [ 6 ] 方慎权 ． 煤 矿机械 [ M] ．徐州 中国矿业 学院出版社 。 1 9 8 6 ． 作者简介 杨淑珍 t 9 8 t 一 ， 女 ， 山东高唐 人 ， 山东科技 大学 硕 士研究生 ， 专业 控制理 论与 控制工 程 ． 研究 方 向 计算机 控 制与 仿 真 ． Em a i l y s z 1 9 8 1 t o m． t o m． 收稿 日期 2 0 0 5 0 6 1 6 S t u d y o n Fa u l t Di a g n o s i s o f M i n e h o i s t b a s e d o n Fu z z y I n f e r e n c e YANG Sh u z h e n．XU W e n s ha n g．GAO Yu n h o n g C o l l e g e o f I n f o r ma t i o n a n d E l e c tr i c a l E n g i n e e r i n g ．S h a n d o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ．Q i n g d a o 2 6 6 5 1 0． C h i n a Ab s t r a c t By u s i n g f u z z y t h e o r y a n d f u z z y i n f e r e n c e，t h e f a u h d i a g n o s i s me t h o d i s di s c u s s e d wh i c h i s b a s e d o n t h e mi n e h o i s t ．I n d e f i n i t e p r o b l e ms c a u s e d b y k n o wl e d g e’ s f u z z i n e s s o f t h e e q u i p me n t a r e s o l v e d e ffe c t i v e l y。c o n d i t i o n mo n i t o rin g a n d f a u l t d i a gn o s i s o f t h e e q u i p me n t a l e r e a l i z e d． Ke y wo r d smi B e h o i s t ；f u z z y i nfe r e n c ef a u h d i a g n o s i sf u z z y alg o rit h m 维普资讯 2 0 0 5 年第9期 煤矿机械轴承失效分析方法及其预防 壅 篁 一 9 同批 或 同类 及 同一 设 备 轴 承 的 失效 情 况 注 意 收集 ， 以便 发 现有 关信 息 。 在 实 际 工作 中 ， 将 以上 信 息 全部 收集 到是 非 常 困难 的 ， 但 收集 的资 料越 多 ， 对正 确分 析失 效轴 承是 有 力 的。 3对 失效 轴承 进行 宏 观检 查 总 体 的 外 观检 查 ， 可 了解 轴 承失 效 的概 貌 和损 坏 部位 的特 征 ， 估计 造成 失效 的起 因 ， 察看 缺 陷的大 小 、 形状 、 部 位 、 数量 和 特征 ， 并截 取适 当部 位做进 一 步 的微 观检 查 和分 析 。宏观 检查 的 内容包 括 1 外 形 和尺 寸 的变化 情 况 ； 2 游 隙 的变化情 况 ； 3 是 否 有 腐 蚀 现 象 ， 在 什 么 部 位 ， 是 什 么类 型 的腐蚀 ， 是 否 与失效 直 接有关 ； 4 是 否有 裂纹 ， 裂纹 的形 态 和断 口性质 如何 ； 5 磨 损是 什么类 型 的 ， 对 失效 有 多大作 用 ； 6 观察 轴 承 和零 件 工 作 表 面 变 色 的情 况和 部 位 以确 定其 润 滑情 况 和表面 温度 效应 ； 7 对 失 效 特 征 区 ， 主要 观 察 有无 异 常磨 损 ， 外 来 颗粒 嵌入 裂 纹 ， 擦 伤 和其 它缺 陷 ； 8 冷酸 洗 法 或 热 酸洗 法 检 验 轴 承 零 件 原始 表 面 ， 有无 软 点 、 脱 皮 和烧 伤 ， 特别 是表 面磨 削烧 伤 。 宏 观 检 查 的结 果 ， 有 时可 基 本 判 断失 效 的形 式 的原 因 ， 但要 进 一 步确 定 失 效 的性 质 还 必 须取 得 更 多 的证 据 ， 做微 观分 析 。 4对 失效 轴 承进行 微 观分 析 失 效轴 承 的微观 分 析包 括 光学金 相分 析 、 电子 显微 镜 分析 、 探 针 和 电子 能 谱 分 析 等 ， 主要 根 据 失 效特 征 区的微 观 组 织 结 构 变 化 和对 疲 劳源 、 裂 纹 源 的分 析为 失 效分 析 ， 提 供更 充分 的判 据 和 反 证 。微 观分 析 中最 常用 最普 通 的方法 是 光学 金相 分析 和对 表 面硬度 检 测 。在煤 矿 企业 中基本 不具 备 微观分 析 的设 备 和人 员 ， 如何 鉴别 轴承 失效 原 因 ， 需进 一 步确 定 ， 可委 托相 关 部 门 。现 就 微 观 分 析 内容 作 一 简 单 介绍 1 材 料质 量 是否 符合有 关 标准 和设 计要求 ； 2 轴 承零 件 的其 体 组 织 的 热 处 理质 量 是 否 符 合 有关 要求 ； 3 表 层组 织 是 否 存 在 脱碳 层 和其 它表 面加 工 变质层 ； 4 测 量渗 碳 层 等 表 面 强 化 层 和 各 层 金 属 多 层 组 织 的深 度腐 蚀 或 裂 纹 的形 态 与 深 度 ， 并 根据 裂 纹 的形态 和 两 侧 组 织 特 征 确 定 裂 纹 产 生 的 原 因及 性 质 ； 5 根 据 晶粒 大小 、 组 织 变 形 、 局 部 相 变 、 重 结 晶 、 相 聚集 等判 断 变形 程 度 、 温升 情 况 、 材 料 种类 及 工 艺过 程等 ； 6 测量 基体 硬度 ， 硬度 均 匀性 及失 效 特征 区的 硬度 变化 ； 7 断 口观察 与分 析 ， 用扫 描 电子显 微 镜定 性 分 析和 测量 断 口 ； 8 电子 显微 镜 、 探 针 和 电子能 谱在 疲 劳源 和 裂 纹源分 析 中测 出断 口的性 质 和断 裂 的原 因 。 以上轴 承 失效分 析一 般 的三个 步 骤 是一个 由表 及 里逐 步深 入 的分析 过 程 ， 具 体煤 矿 机 械 重点 研 究 失效 实物 和背 景材料 的收集 和宏 观检 查 。对 经常 发 生故 障的 轴 承 需 委 托 相 关 部 门 进 行 微 观 分 析 和 检 查 ， 在 整个 分析 过 程 中 ， 分 析 结 果 应 始终 与 影 响 轴 承失 效 的诸 多 因素联 系起 来综 合 考 虑 。 轴 承 失 效 分析 是 事 后分 析 原 因找 出对 策 ， 加 强 事前 预 防减 少事 故发 生更 为 重要 。加 强 对轴 承工 作 状 态 的监测 和诊 断及 早发 现 异常 ， 采取 预 防措 施 ， 以 防止 突发性 事故 可能 造成 的重 大 损失 。由于煤 矿 机 械 设计 等方 面 的原 因 ， 在 煤矿 使用 较 为广 泛 ， 只有 铁 谱 诊 断法 。 作者简介 孙兆森 1 9 6 8一 ， 山东宁阳人 ， 现 任东曲矿 多经处副 处长 ， 工程师 ， 1 9 9 0年毕 业于沈 阳工业学 院机械 工程 系机械 制造工 艺与设备专业 ， 长期从事煤矿机械修理工作 ， 发表论文 4篇 ． T e l 0 3 5 1 5 1 o 9 2 9 0． E ma i l FF S 5 8 6 2 7 21 6 s o h u． c o rn． 收 稿 臼期 2 0 0 5 0 5 1 0 M e t h o d a n d Pr e v e n t i 0 n 0 f Co a l M i n e M e c h a n i c a l Be a r i n g Lo s e Ef fic a c y An a l y s i s SUN Zha os e n． ZHU J u nke D o n g q u C o a l Mi n e o f X i s h a n C o al Mi n e G e n e r al C o ． ，T a i y a n 0 3 0 2 0 0。 C h i n a Ab s t r a c t An a l y t i c a l me t h o d o f b e a tin g l o s e e ffic a c y a n d t h e k e y p o i n t o f b e a tin g l o s e e ffic a c y o f mi n e ma c h i n e r y a r e i n ． t r o d u c e d． T h e r e a l r e a s o n o f mi n e ma c h i n e r y b e a ti n g l o s e e ffi c a c y b y t he s e a n a l y t i c al me t h o d s c a n b e f o u n d．i n o r d e r t o r e du c e t h e f a u l t o f ma c h i n e ry a n d a l l k i n d s o f l o s s e s． Ea r l y p r e v e n t me a s u r e o f mo d e r n t e c h n o l o g y t o b e a tin g i S i n t r o ． d u c e d．t o fin d i n t i me a n d d o s e r v i c i n g wo r k we l 1 ． Ke y wo r d s b e a ti n g； l o s e e ffic a c y； p r e v e n t i o n 维普资讯