摘要
为了解决某企业纸机洗涤动辊轴承在一段时间内频繁出现内部保持架异常失效问题，本文针对此情况找出洗涤动辊轴承22216EK失效原因存在4点：①轴承润滑不足；②轴承装配不当；③杂质进入轴承；④轴承负载过大。通过有针对性地逐条原因分析，以及对洗涤动辊实际位置测量，建立洗涤动辊受力分析模型，研究洗涤动辊轴承失效原因。结果表明，纸机在运行期间，洗涤动辊负载过大是轴承22216EK异常损坏的主要原因。通过在纸机停机检修期间，更换洗涤辊轴承为22316CAK/W33后，洗涤动辊轴承异常失效问题得到有效解决。
造纸机由各种大型辊件组成，辊件的安全运行是制备合格纸张的重要前提，安装在辊件轴头两端的轴承，是负责辊件回转运动的重要零部
在生产作业中发现，纸机洗涤动辊时常出现噪音与振动，停机后经过设备维修人员检查，发现纸机洗涤动辊轴承的滚子部分脱落，保持架变形失效，如
图1 轴承内保持架变形失效
Fig. 1 Deformation and failure of cage in bearing
轴承虽然由很多零部件组成，但最先损坏或失效的通常是轴承内部保持架。可将保持架比作轴承内部的纽带，保持架可将轴承内圈、外圈与滚动体均匀有序地分布并连接；保持架稍有偏差便会缩短轴承的使用寿命，导致轴承损坏失效。轴承保持架损坏失效的原因有以下4方面。
1）轴承润滑不足。润滑油脂对轴承来说是必不可少的，按时对轴承添加油脂可以减少轴承内部摩擦并延长轴承的使用寿命。但如果没有按时给轴承添加油脂，导致保持架内部呈干枯状态，轴承内部容易发生严重磨损。
2）轴承装配不当。在安装轴承过程中使用退卸套装置时，轴承安装到位后，要留有一定游隙，若游隙尺寸发生偏差，则会导致轴承内圈与轴头松动，有可能造成轴承不对中、偏心、不平衡等情况，轴承上机运行后易出现损坏。
3）杂质进入轴承。平时存放轴承，应保证轴承的干净与密封，若有外来杂质或粉尘进入轴承内部，会增加轴承内部保持架、轴承外圈和滚动体的摩擦系数，轴承长时间运转，摩擦生热从而导致轴承失效。
4）轴承负载过大。如给洗涤动辊气胎加压时存在冲击负载，会造成轴承座激烈的震动从而导致轴承内滚动体对保持架的撞击；或在洗涤动辊轴承运转过程中承受较大动载荷，使轴承长时间处于过载条件下运行，均可导致轴承损坏失效。
针对以上轴承失效原因，本文以洗涤动辊为例，找出洗涤动辊轴承损伤失效具体原因，并作出相应整改措施。
针对以上导致轴承失效的原因，本文逐一对轴承进行如下检查。
1）此机台洗涤动辊轴承每日均有设备维护人员巡检，并按时给轴承添加油脂，从下机换下的轴承内部来看（
2）洗涤动辊轴承均由负责此机台的设备维修人员安装，安装过程操作规范，此前停机或检修期间，同时更换此机台其他辊件轴承，但其他轴承均未出现像洗涤动辊轴承频繁变形失效情况，故由安装问题导致的轴承失效不是主要原因。
3）对采购的轴承进行检查，轴承内均涂有防锈油，并无杂质，入库后进行封存，存放在设备维修库房，库房环境温度常年保持在25 ℃左右。每次上机更换轴承之前，必须先检查待更换的新轴承，检查一切正常且无杂质进入后，才可更换，故由于杂质进入导致的轴承失效不是主要原因。
4）机台开机时会给洗涤动辊加压，给轴承座带来一定冲击，由于其他机台辊件均使用相同型号轴承，且在相同的加压条件下，辊件轴承未出现类似洗涤动辊轴承失效问题，由此分析冲击载荷不是导致洗涤动辊失效的主要原因。下面将针对洗涤动辊轴承所承受载荷进行详细计算。
纸机中洗涤动辊的位置图如
图2 洗涤动辊的位置图
Fig. 2 Location of washing moving roller
图3 洗涤动辊的受力分析简图
Fig. 3 Force diagram of washing moving roller
| （1） |
式中，d为气胎直径，取0.26 m；P为气胎压强，取0.5 MPa；LOA为气胎施加力Fq力臂，取0.64 m；LOB为洗涤动辊受到垂直于轴承座的压力F1力臂，取0.33 m；α为F1与F2之间的夹角，取40°。
经计算可得F2=394.19 kN。即洗涤动辊单侧轴承受到动载荷为394.19 kN，每种型号的轴承，均有其所能承受的额定动载荷和额定静载荷，洗涤动辊使用轴承型号为22216EK，其额定动载荷为243 kN，额定静载荷为270 kN。通过计算分析可知，洗涤动辊轴承22216EK在纸机实际运转过程中，承受过大载荷是导致其异常损坏失效的主要原因。
针对洗涤动辊轴承22216EK频繁出现异常损坏失效情况，通过计算找出其异常损坏失效原因，纸机维修设备工程师及维修班组通过商讨研判，在纸机停机检修时，决定对洗涤动辊轴承及轴承座加以改造，在不改变洗涤动辊轴头直径的前提下，准备将22216EK轴承更换为22316CAK/W33轴承。22316CAK/W33轴承的额定动载荷为540 kN，额定静载荷为565 kN，可承受纸机正常运转时气胎加压载荷，同时不必更改洗涤动辊轴头直径，只需设计更换一套合适的轴承座即可。适配22316CAK/W33轴承的轴承座根据轴承尺寸提前制作，停机后便可直接给洗涤动辊更换，节约停机时间。目前，改造后的洗涤动辊22316CAK/W33轴承已通过8个月的上机作业，至今22316CAK/W33轴承运转良好，未出现异常损伤失效等问题。
本文针对企业纸机洗涤动辊轴承在一段时间内频繁出现内部保持架异常失效问题，针对此种情况找出洗涤动辊轴承22216EK失效原因存在以下4点：①轴承润滑不足；②轴承装配不当；③杂质进入轴承；④轴承负载过大。通过有针对性地逐条原因分析，并建立洗涤动辊受力分析模型，研究洗涤动辊轴承失效原因。通过合理分析，找出洗涤动辊负载过大是轴承22216EK异常损坏的主要原因。通过在纸机停机检修期间，更换洗涤辊轴承为22316CAK/W33后，洗涤动辊轴承异常失效问题得到有效解决。说明本文对洗涤动辊轴承异常损伤失效原因分析的正确性；验证了对洗涤动辊受过大载荷理论计算的合理性，及通过停机改造，更换轴承型号和轴承座的整改措施的有效性。
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