軸承加熱器溫度過高會產(chǎn)生哪些影響?
(一)對軸承材料性能的影響
金屬組織結(jié)構(gòu)變化軸承通常是由優(yōu)質(zhì)鋼材制成,如高碳鉻軸承鋼。當(dāng)加熱溫度過高時,軸承鋼的金相組織會發(fā)生變化。例如,加熱溫度超過軸承鋼的回火溫度(一般在 150 - 200℃左右),會導(dǎo)致回火馬氏體組織分解,硬度下降。對于高精度軸承,這種硬度的改變會影響其在工作時的承載能力和耐磨性。在極端情況下,如溫度超過相變點(對于軸承鋼大約在 727℃),會發(fā)生奧氏體化,冷卻后形成粗大的組織,嚴重破壞軸承的機械性能。
尺寸穩(wěn)定性降低過高的溫度會使軸承材料產(chǎn)生過度的熱膨脹,而且在冷卻后可能會出現(xiàn)不均勻收縮。這會導(dǎo)致軸承的尺寸精度下降,內(nèi)徑和外徑尺寸發(fā)生變化,超出設(shè)計的公差范圍。在安裝后,這種尺寸變化會引起軸承與軸或座孔之間的配合不良,產(chǎn)生額外的應(yīng)力。例如,在高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備中,軸承尺寸不穩(wěn)定可能會導(dǎo)致振動加劇,甚至引起設(shè)備故障。
表面氧化與脫碳當(dāng)加熱溫度過高時,軸承表面在空氣中容易發(fā)生氧化反應(yīng)。在高溫環(huán)境下,氧氣與軸承鋼表面的鐵元素結(jié)合,形成氧化鐵皮。同時,鋼中的碳元素也可能會與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而脫碳。氧化和脫碳會降低軸承表面的硬度和耐磨性,并且氧化鐵皮的剝落可能會成為雜質(zhì),進入軸承內(nèi)部,加速軸承的磨損,縮短其使用壽命。
(二)對軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響
保持架損壞軸承的保持架用于分隔滾動體,使它們均勻分布并保持正常的運動軌跡。溫度過高可能會使保持架變形,尤其是對于塑料保持架。塑料保持架在高溫下可能會軟化、變形甚至熔化。對于金屬保持架,高溫也可能導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)強度下降,發(fā)生扭曲變形。一旦保持架損壞,滾動體的運動就會受到干擾,導(dǎo)致軸承運轉(zhuǎn)不平穩(wěn),產(chǎn)生異常的噪聲和振動,嚴重時會使?jié)L動體卡死,造成軸承失效。
潤滑脂失效軸承內(nèi)部通常填充有潤滑脂來減少摩擦和磨損。當(dāng)加熱溫度過高時,潤滑脂可能會流失、分解或變質(zhì)。例如,一般潤滑脂的滴點溫度(從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度)在 170 - 220℃左右,超過這個溫度,潤滑脂會變成液體并流出軸承,使軸承失去潤滑。即使溫度沒有達到滴點,過高的溫度也會加速潤滑脂的氧化和老化,降低其潤滑性能,導(dǎo)致軸承在運行過程中摩擦力增大,發(fā)熱加劇,進一步縮短軸承的使用壽命。
(三)對安裝過程的影響
安裝困難雖然加熱是為了便于軸承安裝,但溫度過高會導(dǎo)致軸承過度膨脹。在安裝時,可能會出現(xiàn)軸承內(nèi)徑膨脹過大,使得軸承在套入軸時難以定位,容易出現(xiàn)安裝偏斜的情況。而且,過度膨脹后的軸承在冷卻過程中會產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力,可能會對軸和軸承本身造成損壞,如軸表面被拉傷、軸承內(nèi)部出現(xiàn)裂紋等。
安全風(fēng)險增加溫度過高的軸承在安裝過程中存在燙傷操作人員的安全隱患。此外,由于高溫可能導(dǎo)致軸承結(jié)構(gòu)損壞或潤滑脂失效,在設(shè)備運行初期,軸承可能會出現(xiàn)突發(fā)故障,如卡死、破裂等,這對設(shè)備和操作人員都構(gòu)成了較大的安全風(fēng)險。
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