Em equipamentos mecânicos, como motores elétricos e ventiladores, os rolamentos deslizantes são componentes mecânicos muito importantes. O mancal deslizante suporta principalmente a carga usando a pressão gerada pelo filme hidrodinâmico de óleo, e sua natureza operacional determina que ele possa sofrer desgaste. Se o mancal deslizante sofrer desgaste, sua eficiência de trabalho também será reduzida. Em casos graves, o rolamento deslizante pode não funcionar corretamente, afetando o funcionamento normal de todo o conjunto de máquinas. Este artigo estuda principalmente o desgaste do mancal deslizante do exaustor principal, fornecendo materiais de referência para a aplicação prática do mancal deslizante.
Razões para o desgaste do mancal deslizante do exaustor principal
O desgaste dos rolamentos deslizantes geralmente inclui arranhões, desgaste leve ou desgaste severo. De acordo com a situação real de desgaste dos rolamentos deslizantes, as principais razões para o desgaste são as seguintes.
Primeiro, a carga é muito grande. A principal função dos rolamentos deslizantes é suportar cargas. No entanto, se a carga que eles suportam for muito grande, alto calor será gerado durante a operação dos mancais deslizantes. Altas temperaturas contínuas reduzirão a adesão do metal, fazendo com que o material da superfície dos rolamentos deslizantes caia e cause desgaste.
Em segundo lugar, a matéria estranha entra no rolamento deslizante. Durante a operação de um rolamento deslizante, se um material estranho duro entrar na folga do rolamento deslizante, o material estranho duro esfregará contra a superfície do rolamento, causando desgaste no rolamento.
Em terceiro lugar, a posição do rolamento deslizante está incorreta. O pessoal de gerenciamento mecânico não instalou o rolamento deslizante na linha central ao montar o rolamento deslizante, causando a deflexão do rolamento. Durante a operação do mancal deslizante, uma extremidade do mancal pode sofrer atrito severo. O calor gerado pelo atrito pode fatigar o metal na superfície do mancal, causando danos ao mancal.
Quarto, lubrificação insuficiente dos rolamentos. Ao manter o rolamento deslizante, o pessoal de gerenciamento mecânico não seguiu rigorosamente os regulamentos relevantes para lubrificar o rolamento deslizante ou a lubrificação foi inadequada devido a erros de trabalho, resultando em suprimento insuficiente de óleo para o rolamento deslizante durante o processo de trabalho, resultando em desgaste e engripamento causado pela ruptura do filme hidrodinâmico de óleo. Além disso, motivos como vazamento de óleo, passagem de óleo impedida, obstrução da bomba de óleo, bloqueio da tela de óleo e falha da mola da válvula de alívio de pressão podem levar a um suprimento insuficiente de óleo para o mancal deslizante durante a operação. Esta falha de corte de óleo também pode causar desgaste e falha do mancal deslizante.
Quinto, os efeitos corrosivos de substâncias ácidas ou cavitação. Os rolamentos deslizantes precisam operar sob a ação do óleo lubrificante, mas as substâncias ácidas no óleo lubrificante têm um efeito corrosivo nos metais, fazendo com que os materiais da superfície dos rolamentos deslizantes sejam gradualmente corroídos, resultando em local ou na maioria dos materiais da superfície do rolamento deteriorando. A cavitação refere-se à formação e colapso de bolhas de ar ocas no óleo externo, que podem aumentar significativamente a pressão local, aumentando a pressão nesta posição local do mancal deslizante, causando carga excessiva no mancal deslizante, resultando em desgaste.
Em aplicações práticas, os engenheiros mecânicos geralmente escolhem cuidadosamente o material do rolamento para garantir que o rolamento deslizante seja coaxial com o munhão durante a operação, evitando assim sérios danos ao rolamento deslizante. Geralmente, os engenheiros mecânicos optam por usar liga babbitt à base de chumbo ao selecionar materiais de revestimento de mancal deslizante. A liga Babbitt tem forte resistência à corrosão, resistência à sinterização e resistência à incrustação, e sua capacidade de acomodar diferentes eixos também é boa, tornando-a um material ideal para rolamentos deslizantes. Normalmente, quando os rolamentos deslizantes começam a se desgastar, a camada de babbitt costuma ser a primeira a ser danificada. Ao usar a ferrografia para analisar a composição de amostras de óleo, a proporção de liga babbitt é significativamente maior.
Casos de falha do exaustor principal
A bucha do mancal deslizante do exaustor principal estudado neste trabalho é feita de liga de chumbo à base de babbitt. O motor tem uma potência de 9300kW, uma pressão do vento de 2000mmH2O e um deslocamento de 21000m3/min. A estrutura real é mostrada na Figura 1. Quando o pessoal de manutenção mecânica realizou manutenção no mancal principal do exaustor, eles analisaram a composição da amostra de óleo e os dados de análise de ferrografia de leitura direta da amostra de óleo mostraram diferenças significativas em relação aos dados de erro de inspeção anteriores, com um aumento significativo nos valores dos dados. A leitura DL de grandes partículas abrasivas aumentou significativamente, e havia mais elementos de estanho e chumbo.
Figura 1 Rolamento deslizante do exaustor principal
Embora haja menos partículas de desgaste por deslizamento na folha de ferrografia de análise, mais partículas de metais não ferrosos são depositadas em todo o comprimento da folha de ferrografia de análise, cerca de 10-20 μ m. Essas partículas são dispostas aleatoriamente na direção da linha de força magnética na folha de ferrografia analítica, apresentando-se como uma massa de material granular, mas não lisa, com uma cor escura que pode absorver a maior parte da luz. Quando a luz polarizada é usada para irradiar o material, não há luz cintilante na superfície do material, o que pode ser inferido de que o material não é óxido de ferro preto.
Essas partículas de desgaste são feitas principalmente de liga babbitt para buchas de rolamentos deslizantes. Com base nisso, pode-se inferir que há desgaste nas pastilhas, causado por lubrificação inadequada. O pessoal de manutenção mecânica emitiu avisos relevantes. Quando o pessoal de manutenção mecânica realizou a inspeção da amostra de óleo do mancal do exaustor principal, eles também realizaram uma análise de vibração e os resultados da análise de vibração não mostraram nenhuma anormalidade. Todos os parâmetros de vibração estavam normais, fazendo com que a situação de desgaste não fosse tratada em tempo hábil.
Um mês depois, o pessoal de manutenção mecânica inspecionou novamente a amostra de óleo do mancal do exaustor principal. Os resultados experimentais foram os mesmos refletidos nos resultados da inspeção anterior. O teor de liga de Babbitt na amostra de óleo era alto e havia fusão. Algumas das superfícies abrasivas da liga de Babbitt formaram uma forma esférica, indicando que o desgaste do mancal deslizante ainda estava se desenvolvendo. Recomenda-se parar a máquina para manutenção e analisar cuidadosamente os danos de componentes como bronzinas.
Depois disso, o pessoal de manutenção mecânica desmontou as almofadas do exaustor principal e os quatro pontos de amostra mostrados na Figura 1 estavam todos desgastados em graus variados. A bucha do mancal deslizante tinha arranhões e o metal da superfície local caiu. Após a substituição do mancal deslizante por uma nova bronzina, seu funcionamento voltou ao normal.
O caso neste estudo aplica principalmente o método de análise de amostra de óleo para prever falhas mecânicas, e o valor da aplicação do método de análise de amostra de óleo na previsão inicial de falha mecânica é maior do que a análise de vibração. A principal razão é que o exaustor principal não apresenta falhas muito óbvias e seus vários dispositivos e componentes estão em condições normais de trabalho, sem anormalidades significativas de vibração. Portanto, o método de análise de amostra de óleo deve ser usado para previsão precoce de falhas para reduzir a ocorrência de desgaste severo de eventos adversos, como mordidas. Se a tecnologia de análise de ferrografia não for aplicada nesta inspeção, mas apenas a análise de vibração for usada para solucionar problemas, o mancal deslizante acabará mordendo devido ao desgaste severo, fazendo com que toda a unidade desligue devido à falha do mancal.
Discussão sobre Tecnologia de Análise Ferrográfica
Em equipamentos mecânicos, os rolamentos deslizantes são frequentemente usados, mas são propensos ao desgaste. Em aplicações práticas, a ferrografia pode ser usada para monitorar e analisar a composição de amostras de óleo, de modo a detectar anormalidades em tempo hábil e facilitar a solução de problemas pelo pessoal de manutenção mecânica. Embora a análise de vibração também possa detectar efetivamente falhas operacionais mecânicas, é difícil solucionar falhas de desgaste e, no estágio inicial do desgaste do rolamento deslizante, seu estado operacional ainda está em estado normal e o desgaste não afetará a operação normal de outras peças . Portanto, os parâmetros gerais de vibração mecânica podem estar dentro da faixa normal de parâmetros, o que não pode prever efetivamente os obstáculos.
Ao contrário dos métodos de análise de vibração, a ferrografia pode detectar com eficácia um grande número de partículas de desgaste, fornecendo uma base científica para a solução de problemas precoce. No entanto, em aplicações práticas, devido à alta sensibilidade da ferrografia a substâncias ferromagnéticas, mas à resposta relativamente lenta a substâncias não magnéticas, se a quantidade de substâncias não magnéticas não for grande, a análise de ferrografia pode falhar. Pode-se ver que a aplicação da análise de ferrografia para prever a falha por desgaste de rolamentos deslizantes é relativamente difícil. Portanto, as empresas devem fortalecer ativamente a pesquisa sobre tecnologia de previsão de falhas, estudar cuidadosamente as causas do desgaste dos rolamentos deslizantes principais de escape, acumular experiência e propor medidas de tratamento eficazes para prevenir a ocorrência de falhas, reduzindo assim a ocorrência de falhas nos rolamentos deslizantes, reduzindo perdas econômicas causadas por falhas e melhorando os benefícios econômicos das empresas.
Conclusão
O rolamento deslizante é um componente importante do exaustor principal e seu estado operacional afeta diretamente a eficiência operacional de toda a máquina. Teoricamente, o uso da análise de ferrografia pode efetivamente prever o desgaste dos rolamentos deslizantes, fornecer ao pessoal de manutenção uma base para manutenção e manter a operação normal do maquinário. No entanto, a aplicação prática da ferrografia é relativamente difícil. As empresas devem fortalecer a pesquisa em tecnologia de análise de ferrografia, acumular mais experiência em previsão e tratamento de falhas mecânicas e melhorar a eficiência do trabalho mecânico, estabelecendo assim uma boa base para o desenvolvimento das empresas.
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MG{{0}}A é um material composto de fita composta de PTFE em casco de alumínio, o PTFE é uma fita de até 0,20 mm de espessura, permitindo que o rolamento possa ser dimensionado após a fixação, enquanto a espessa camada de PTFE isola o ruído . O rolamento é amplamente aplicado em máquinas OA, amortecedores para bicicletas de design leve.
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