GDX6铝箔纸切割不良故障修复及角接触轴承知识介绍

法书学　赵虎
（青岛卷烟厂）

　　【摘　要】轴承，作为主轴和运动系统极其重要的元件，在机械设备中起着关键的作用，在许多场合，为设备高性能的应用奠基了基础。在我们的工厂里面，有很多设备上面使用了角接触轴承。比如我厂GD包装机的铝箔纸切刀轴、以及小包透明纸切刀轴等。我们卷包车间有大量的设备使用这类轴承，有些设备的这类轴承损坏需要更换。
　　【关键词】GDX6铝箔纸；故障修复；角接触轴承
　　1.故障现象
　　经过一段时间的运行后，GDX6包装机出现铝箔纸切割不良的现象，具体表现为铝箔纸切割，在铝箔纸切刀切割力调整正常情况下，经常有切不断的现象。在该铝箔纸切割部位切刀轴上使用了两对角接触轴承。
　　角接触轴承是指公称接触角大于0°，并小于90°的滚动轴承。
　　角接触球轴承的钢珠与内外圈接触点的连线与径向成一角度。角接触球轴承主要承受较大单向轴向负荷，接触角度越大，承受负荷能力越大。保持架材料有钢板、黄铜或工程塑胶，成型方式有冲压或车削，视轴承形式或使用条件不同而选用。其它尚有组合角接触球轴承、双列角接触球轴承及四点接触球轴承。
　　角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷。能在较高的转速下工作。接触角越大，轴向承载能力越高。高精度和高速轴承通常取15度接触角。在轴向力作用下，接触角会增大。单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向负荷，在承受径向负荷时，将引起附加轴向力。并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。
　　2.设备结构及角接触轴承介绍
　　我们以GDX6高速硬盒包装机铝箔纸切刀部位使用的角接触轴承为例进行介绍。
　　GDX6高速包装机的铝箔纸切割部位，使用了两种角接触轴承，一种是铝箔纸可调刀轴上的使用的SNFA SEB65 7CE1 FFL，另一种是铝箔纸切割滚筒轴上使用的SNFA SEB55 7CE1 FFL。
　　轴承标示位于外圈较宽一侧的表面上。中-大型轴承组的全部表识（接触角，精度，组配方式，型号等）都打在一套轴承上，该组轴承中其他的轴承上仅打上型号，商标和原产地国别等表识。内外径公差微米数值标注于偏心点Z大处（径向厚度Z大处），安装时将此点置于轴和轴承座偏心点Z大处成180°的方向上，可得到Z大程度的安装同心度。
　　2.1角接触轴承的接触角
　　接触角"α"的大小极大地影响着角接触球轴承的运转性能。一般说来，可以认为，随着接触角的增大、轴承的轴向刚度也提高，但却不利于径向刚度，大接触角是不利于高速旋转的。因此，选择接触角，要紧密结合应用研究、谨记Z终性能要求。
　　SNFA角接触轴承的公称接触角为12°，15°，18°，25°；主要用于承载大轴向推力载荷的BS系列，其公称接触角为62°。
　　我们所使用的SNFA SEB65 7CE1 FFL和SNFA SEB55 7CE1 FFL，SNFA为轴承的商标，SEB65表示了轴承的结构形式和尺寸系列，其中的数字表示轴承内孔的直径。7CE1中的数字1即表示该轴承公称接触角度是15°。数字7表示轴承的精度等级。字母C表示该轴承的保持架材质为酚醛塑料。字母E表示保持架靠外圈定位。字母FFL其中的FF表示轴承的配对形式为面对面，字母L表示预紧力较小即表示预载荷较小。
　　2.2预载荷
　　在这里预载荷是一种内部衍生的载荷，对于确定合适的轴承配置非常重要，实际上其大小直接影响轴承的工作载荷，刚度和运转速度。
　　种办法是将一组螺旋弹簧或弹簧垫圈插在两套轴承之间或轴承与轴承座孔之间。在此情况下，轴承和轴承座孔的轴向热膨胀差转换为弹簧垫圈压缩量的变化，若弹簧元件选择适当，这种变化引起预载荷的变动可以略去不计。
　　采用这种施加预载方式，可以补偿轴和轴承座因热膨胀不同引起的轴向位置变化。推荐在主要承受径向载荷，且载荷不比预载大很多的情况下采用这种预加载荷方式。如果有轴向外载荷，就会引起轴承运转时产生振动，就不宜采用这种预紧方式。
　　第二种方法是通过轴向加紧来减小内、外套圈表面之间的间隙是一种无弹簧预加载荷的应用。
　　要在一个轴承上引入预载荷，只有通过第二个轴承来实现，每个轴承在作用和反作用方向上承受预载荷。
　　实施预载荷有两种方式：
　　2.3装配公差
　　为使角接触球轴承高精度的全部优点得以Z佳利用，轴承的配装零件必须加工到与轴承同一精度水平。
　　除轴和座孔的正确配合外，还必须保证经维修的轴承座的尺寸和形状公差。其必要性在于角接触球轴承套圈，尤其是那些薄壁系列，容易反映其安装部位的形状，轴承座垂直度和不同轴度误差会导致过高的工作温度。工作速度越高，这种现象越明显。
　　我们所使用的SNFA SEB65 7CE1 FFL和SNFA SEB55 7CE1 FFL，精度等级为7级，它要求的圆度、圆柱度、圆跳动、平行度、同轴度均为IT2级精度。轴与孔的表面粗糙度均为Ra0.4μm。
　　2.4轴承组配
　　角接触球轴承可作各种不同的组配来提高承载能力和刚度。
　　下述特性适用于使用Z广泛的两套轴承组成的双联轴承组，对于多套轴承组成的多联轴承也是有效的。
　　"背对背（DD）"对称型配对，使用于承受单独的或联合的以及双向的径向和轴向载荷，可承受倾覆力距，可依据应用施加不同的预载荷，两套轴承的接触角可以不同。
　　面对面（FF）"不同于背对背配对的仅仅是可承受倾覆力矩较小。此配置提供系统的刚度较低，允许轴承座的同轴度误差较大。我们GDX6高速包装机所使用的铝箔纸切刀部位角接触轴承即为该形式。
　　"串联（T）"仅允许承受一个方向的轴向重载荷。多数情况下须用弹簧施加预载荷，可承受的径向载荷大小及轴向刚度取决于所选用预载荷值，两套轴承的接触角必须完全相等。
　　多联组配
　　在有高刚度要求的应用中或是有重载荷之处，可以用多联组配替代成对双联。
　　双联和多联轴承组，可以通过不同接触角和不同尺寸或系列的轴承搭配作进一步的演变。这些组配的指导原则是串联组配必须用同一规格轴承组成。
　　这些轴承组配主要优点是：
　　-在空间利用和承载能力与刚度的优选上有较大的设计自由度。
　　-可采用小预载荷使相同工作载荷和速度下的工作温度更低，相同载荷下的Z高速度更高。这就可以选择增加预载荷或使用减少轴承数的组配。
　　3.故障分析
　　因该设备铝箔纸切割，是由旋转刀与可调刀共同完成，因此，出现铝箔纸切割不良的现象，与着两根轴及使用的轴承有密切的关系。我们分析，导致铝箔纸切割不稳定的可能原因有以下几点：铝箔纸切割部位的切刀轴与轴承内孔有间隙、轴承损坏、轴承与轴承座孔有间隙、两切刀不在两切刀轴轴线平面进行切割。当切刀轴与轴承内孔、轴承外圈与轴承座孔出现间隙时，会出现由于两物体之间的相对振动导致物体的表面蚕食的腐蚀，即微动磨损。
　　被腐蚀金属，生成微小棕色的氧化物粒子。这些粒子又作为磨料磨损物体表面。这就进一步助长了轴承的磨损。当磨损到一定程度时，轴承外圈或内圈会随着一起转动，严重影响轴的转动精度。
　　轴承损坏
　　一般来说，角接触轴承的顺坏形式有过载，超温、疲劳、径向间隙过大、污染、腐蚀等形式。在实际生产过程中，我们常见的此类轴承失效形式主要有径向间隙过大和疲劳两种形式。
　　4.维修措施
　　通过以上分析，我们对设备的铝箔纸切割部位进行了拆解检修，发现两切刀轴与轴承、轴承座孔与轴承之间间隙正常，切刀切割面也在切刀轴轴线面上。当检查轴承时发现该轴承滚道表面有磨损痕，此种现象一般由于污染造成，即灰尘进入、润滑油中有杂质、安装时有杂物进入等现象造成。经过更换此轴承后，设备恢复正常。

来源：《科技致富向导》