机械压力机轴承维护解析

罗光利

（湖北三环离合器有限公司，湖北黄石 435100）

0 引言

机械压力机故障维修难点在于轴承的更换或修复，主要原因是维修时间长、费用成本高，对企业生产组织有重大影响，故减少、杜绝轴承故障，日常维护是关键。湖北三环离合器有限公司是一家从事汽车配件生产近70 年历史的小巨人企业（国家发改委2020 年命名），仅大型压力机（800 t 及以上）达10 台，近十年来未出现一起轴承“烧瓦”或“咬死”现象，现将多年来的管理经验与同行分享。

1 压力机轴承类别

压力机轴承有滑动轴承和滚动轴承两类，其中闭式压力机（160 t 及以上）除飞轮处有2～3 个滚动轴承外，各传动轴（含曲轴）均为滑动轴承；开式压力机（125 t 及以下）除曲轴3 个滑动轴承外，传动轴多为滚动轴承。

滚动轴承均为推力圆柱滚子轴承（单列），大型压力机飞轮处有双列轴承，如轴承故障可事先根据设备图纸型号购买（轴承厂专业生产）维修时更换即可。滑动轴承可根据设备图纸准备坯料，维修时按轴承座、轴颈、曲轴实际尺寸现场配作（单件生产），故周期较长。

机械压力机的滑动轴承主要有主轴（曲轴）偏心轮上的大轴承以及各轴与床身连接的支承轴承（单点闭式压力机一般有7 处轴承）。21 世纪初及以前的设备，轴承材料多选用减摩性好的铸造锡青铜ZQSn6-6-3（GB/T 1176—1974），其中Sn、Zn 和Pb 的含量分别为5%～7%、5%～7%、2%～4%，有较高的强度，良好的抗滑动磨擦性、焊接性、耐腐蚀性和优良的切削性能。现在国标里面没有ZQSn6-6-3 这一牌号，与之相近的是ZQSn5Pb5Zn5，其化学成分Sn、Zn 和Pb 的含量均为4.0%～6.0%、铜余量。使用滚动轴承、滑动轴承的温升不得超过环境温度35 ℃，最高温度不得超过75 ℃。

值得注意的是，铝基滑动轴承最高温度不得超过65 ℃，铝基轴承合金是以铝为基础，加入锡等元素组成的合金。这种合金的优点是导热性、耐蚀性、疲劳强度和强度均高；缺点是膨胀系数较大，避咬合性差，故压力机上用得少。

轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦，装轴瓦上半部称为轴承盖，装轴瓦下半部称为轴承座（图1）。盖和座用螺柱连接，两者的接合面由止口或销钉定位，并可放置不同厚度的垫片以调节轴承间隙。为便于润滑油进入摩擦面之间，轴承盖上开有注油孔，轴瓦上有分配润滑油的轴向油槽。通常轴承盖和座用铸铁制造。

图1 轴承座

滑动轴承结构型式主要有剖分式、整体式等：剖分式轴承的轴承盖可以启开，便于装入轴颈，轴瓦磨损后便于调整轴承间隙；整体式轴承构造简单，但轴颈必须从某一端装入，磨损后无法调整间隙。250 t 及以上压力机均为整体式轴承（仅飞轮轴有两处为剖分式轴承），大型压力机连杆轴瓦拆装一次不容易，费时费力高成本。

2 滑动轴承的主要故障种类

（1）轴颈表面拉伤。由于润滑油把大颗粒的污垢带入轴承间隙内，并嵌藏在轴承轴瓦上，使轴瓦与轴颈接触时形成硬痂，在运转时会严重刮伤轴的表面。

（2）瓦背微动磨损，轴瓦与瓦座固定螺栓剪切或松动，主轴运转时造成轴瓦径向移位。

（3）轴瓦表面拉伤，原因同轴颈表面拉伤。

（4）瓦面剥落。轴瓦铸造质量或超载冲击引起轴瓦龟裂，时间一长轴瓦一块一块地脱落。

（5）轴承烧瓦。设备运行时，润滑中断，造成轴与瓦干摩擦，严重时出现“抱死”或“咬死”，主轴无法运行。

（6）轴承磨损。由于轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触，一般轴颈部分比较耐磨，因此磨损是轴瓦的主要失效形式。

3 滑动轴承的故障维修

设备故障早期，轴瓦轻微磨损、划伤时，可用刮刀对受损处进行修复，并按设备图纸配合尺寸要求调整。轴瓦磨损严重或破损时，只能更换轴瓦。下面以曲轴（又称偏心轮）轴瓦维修为例加以叙述。

3.1 轴瓦加工

轴瓦必须离心铸造。建议根据现场实测连杆孔径尺寸通知轴瓦铸造厂坯料粗加工尺寸（单边留2～3 mm 的余量，一方面减少自己配制精加工时间，一方面检查轴瓦坯料铸造时有无裂纹、疏松、气孔等，减少因坯料质量返工等待时间），自行精加工轴瓦坯料时装夹力度适中并辅助顶紧，否则易车成“喇叭口”，按图纸配合尺寸精车内、外圆后要一并拉出油槽。

3.2 轴瓦装配

安装轴瓦前要清洁清理连杆内孔结合面和轴瓦外圈，并均匀涂抹机油，平稳将轴瓦平放在连杆内孔处，用4 块硬木均匀敲打装配到位（条件许可的话用液压机压装），最后配装径向铜质止定螺栓（严禁涂胶，螺栓紧固后铆牢）和轴向钢质骑缝螺栓。

3.3 轴瓦间隙调整

连杆轴瓦涂抹红丹后水平吊至已清洁的偏心轮曲轴上配装，人工推转几周后，水平吊下连杆轴瓦，对“磨点（接触点）”进行研刮，清洁后涂红丹粉，重复上述动作，直至“磨点”达标（可用单位面积上的实际“磨点”数来表示。“磨点”越多、越细、越均匀，表示轴瓦刮研的越好。通常连杆轴瓦与偏心轮的双边配合间隙和为轴瓦公称尺寸的0.8‰～1.0‰）。

45#钢主轴轴颈磨损维修前提是此轴是否弯曲变形，如果严重只能重新购买，如果变形可校正过来。可以对轴颈磨损处进行维修，方法如下：

（1）磨损量小于0.2 mm，清洁磨损面后可用电镀法；电镀涂层能力只有0.2 mm（此时附着力较好），若超过0.2 mm，涂层易剥落。

（2）主轴磨损采用氩弧焊、气体保护焊原理可行，但操作困难，稍有不慎将前功尽弃，并存在质量风险（焊接引发应力），日后断轴概率极高，故不建议采用此方法。

（3）同材（质）激光焊技术成熟、应用广泛，时间短、成本低，不存在质量风险，不论轴颈磨损多少，均可采用此方法进行焊补。

（4）精密补焊机（也叫冷焊机、超激光焊机，单机购买2 万元左右）同材焊接在机械加工厂、冲压成形企业得到普遍推广，对焊接工人技术要求不是太高，同激光焊接一样均为堆积，发热量略高。综上所述，质量风险最低的是激光焊接，操作可控性最好的是精密补焊。

需要注意的是，主轴、轴瓦装配前要清洗轴颈、润滑油路、油过滤器，并更换洁净的、符合质量要求的润滑油。

4 轴承的日常维护（润滑与点检）

在轴承表面若能形成润滑膜将运动副分开，则滑动轴摩擦力可大大降低，由于运动副表面不直接接触，因此也可避免磨损；油膜还具有一定的吸振能力。润滑的主要目的是减少摩擦的损耗、降低或防止磨损、冷却（润滑脂属于半固体润滑剂，流动性极差，故无冷却效果；润滑油有冷却功能）。

轴承润滑主要有脂润滑和油润滑两种。采用脂润滑不易泄漏、易于密封、使用时间长、维护简便且油膜强度高，但摩擦力比油润滑大。轴承中脂的装填量不应超过轴承空间的1/2～1/3，否则会由于润滑剂过多而使轴承过热。润滑油是滑动轴承中应用最广泛的润滑剂，常用的有黏度低的32#机械油、黏度高的68#抗磨液压油等。机械压力机滚动轴承均为脂润滑，润滑间隔周期较长（3～6 个月）；滑动轴承有脂润滑（400 t 及以下压力机大多采用）和油润滑（400 t 以上压力机大多采用）两种。油润滑因油不能储存，故开机即润滑，一般是把润滑站（油箱、泵、阀等）安放在压力机的旁边或地坑内，用齿轮泵通过控制阀将润滑油送到各润滑点。滑动轴承脂润滑有两种方式。

（1）集中润滑：轴瓦（曲轴及床身）采用浓油泵（机动油泵或手动油泵）集中强制润滑，一般每班集中润滑1～2 次，选用油脂：锂基润滑脂，也可用钠基（或钙基）润滑脂70%～80%与20%～30%的20#机械油调成均匀的糊状（一般用二硫化钼取代润滑脂和机械油按比例调成）。

（2）分散润滑：一些不易用油路连接部位，只能用黄油枪单独润滑，润滑周期视用脂量而定。

轴承润滑注意事项：①润滑充分；②润滑剂清洁无杂质；③严禁无油运转。

图2 JD31-800 双联齿轮

机械压力机轴承的日常点检是”一看二摸三检查”：一看轴承缝隙流出的油脂有无金属颗粒；二摸轴承盖温升是否正常（温升不得超过环境温度35 ℃，最高温度不得超过75 ℃；润滑油泵正常供油时轴承温度不会超过环境温度20 ℃）；三检查润滑油管是否脱落、油过滤网有无破损或堵塞。如果油过滤网堵塞或缺油等润滑系统异常时，润滑管道压力继电器报警，主电机断电，机床停止工作，保护轴承；如润滑端油管脱落（因连杆不断运转，存在脱落风险，其他轴承位是静止不动的），设备无法报警，设备依然运行，轴承无油润滑则很快就会磨损，造成重大损失。

针对后者，10 年前做过一个小改进：在压力机连杆润滑注油孔旁100～150 mm 处钻一小孔并攻丝，钻孔时要用钢皮尺测量，连杆盖不能钻穿（要留6～10 mm），安装一根小型热电偶，在设备正面立柱左侧安装一个配两块温控表（一块适时显示轴承温度，一块为超温报警）的小控制箱，每天只要看控制箱温控表显示值，不用每天点检登高爬梯摸轴承温升（图3～图4）。如温控表数字显示异常，可立即停机检查，防患于未然，对大型压力机尤为重要。

图3 连杆及轴瓦

图4 轴瓦温度显示装置