Содержание статьи
- Нормы температурного режима подшипников дробилок
- Основные причины перегрева подшипников
- Срочные действия при критическом перегреве
- Диагностика состояния перегретого подшипника
- Правильное охлаждение перегретого подшипника
- Плановые мероприятия по предотвращению перегрева
- Системы контроля температуры подшипников
- Профилактические меры и рекомендации
- Часто задаваемые вопросы
Нормы температурного режима подшипников дробилок
Подшипниковые узлы дробильного оборудования работают в условиях повышенных нагрузок, вибрации и агрессивной среды с абразивной пылью. Температурный режим является одним из ключевых параметров, определяющих работоспособность и ресурс подшипников.
Рабочая температура подшипников качения складывается из температуры окружающей среды и внутреннего нагрева, возникающего вследствие трения между элементами качения, дорожками качения и сепаратором. При правильной эксплуатации и надлежащем техническом обслуживании температура подшипникового узла не должна превышать определенных значений.
| Температурный диапазон | Характеристика режима | Рекомендуемые действия |
|---|---|---|
| До 50°C | Оптимальный рабочий режим | Нормальная эксплуатация, плановое обслуживание |
| 50-60°C | Нормальный рабочий режим | Контроль параметров, стандартное обслуживание |
| 60-70°C | Допустимый режим с повышенным износом | Усиленный контроль, увеличение частоты смазывания в 2 раза |
| 70-80°C | Предельно допустимый режим | Выяснение причин нагрева, проверка системы смазки |
| 80-90°C | Критический режим | Подготовка к остановке, диагностика неисправности |
| 90-100°C | Аварийный режим | Немедленная остановка оборудования |
| Выше 100°C | Критическая аварийная ситуация | Экстренная остановка, высокий риск заклинивания |
Расчет допустимой температуры перегрева
Формула: ΔT = Tподш - Tокр
где ΔT - перегрев относительно окружающей среды, Tподш - температура подшипника, Tокр - температура окружающей среды
Пример расчета:
Температура окружающей среды: 25°C
Температура подшипника: 85°C
ΔT = 85°C - 25°C = 60°C
При перегреве на 60°C относительно окружающей среды подшипник находится в критическом состоянии. Нормальный перегрев не должен превышать 35-40°C.
Основные причины перегрева подшипников
Перегрев подшипников дробилки до температур 90-100°C является признаком серьезных неисправностей в работе оборудования. Понимание причин перегрева критически важно для предотвращения аварийных ситуаций и продления срока службы оборудования.
Недостаточное количество смазки
Одна из наиболее распространенных причин перегрева. Смазочный материал выполняет двойную функцию: снижает трение между элементами подшипника и отводит выделяющееся тепло. При недостатке смазки возрастает коэффициент трения, что приводит к интенсивному выделению тепла. Выработка смазки происходит в результате естественного расхода через уплотнения, испарения при высоких температурах и потери смазывающих свойств.
Утечка смазки может происходить через поврежденные уплотнительные кольца, изношенные сальники или при разрушении корпуса подшипника. В условиях дробильного производства уплотнения подвергаются воздействию абразивной пыли, что ускоряет их износ.
Загрязнение смазки абразивной пылью
Дробильное оборудование работает в условиях повышенного пылеобразования. Абразивные частицы горных пород, цемента, строительных материалов могут проникать через изношенные уплотнения в полость подшипника. Загрязненная смазка теряет свои свойства и превращается в абразивную массу, которая усиливает износ беговых дорожек и тел качения.
Даже небольшое количество абразива вызывает микроповреждения поверхностей, что приводит к увеличению трения и перегреву. Частицы размером более 10 микрон способны вызвать задиры на дорожках качения, что существенно сокращает ресурс подшипника.
Износ подшипника
Естественный износ подшипника проявляется в виде питтинга (выкрашивания) поверхностей беговых дорожек, образования задиров, увеличения радиального зазора. Питтинг начинается с появления микротрещин на поверхности, которые постепенно развиваются и приводят к отслоению частиц металла. Этот процесс сопровождается повышением вибрации, шума и температуры.
Пример из практики эксплуатации щековой дробилки
На горнодобывающем предприятии при плановом осмотре щековой дробилки производительностью 100 тонн в час была обнаружена температура подшипника эксцентрикового вала 92°C при температуре окружающей среды 22°C. Дробилка была немедленно остановлена. При разборке узла обнаружено значительное загрязнение смазки каменной пылью, питтинг на 30 процентах поверхности беговой дорожки внутреннего кольца и износ уплотнительных манжет. Замена подшипника, очистка системы смазки и установка новых уплотнений позволили вернуть температурный режим к норме 55-58°C.
Перетяжка подшипника при монтаже
Неправильная установка подшипника с чрезмерным натягом приводит к уменьшению внутреннего радиального зазора. При работе происходит тепловое расширение колец, и зазор полностью выбирается, возникает преднатяг. Это вызывает повышенное трение и перегрев. Особенно опасна перетяжка при установке роликовых подшипников, которые более чувствительны к нагрузкам.
При монтаже необходимо контролировать осевое расстояние и радиальный зазор. Для конических роликоподшипников оптимальный зазор составляет 0,2-0,4 миллиметра. Регулировка осуществляется добавлением или удалением бумажных прокладок на крышке подшипника.
Перегрузка дробилки
Эксплуатация дробилки с превышением номинальной производительности или при попадании недробимых предметов приводит к перегрузке подшипников. Чрезмерные радиальные и осевые нагрузки вызывают упругую и пластическую деформацию контактирующих поверхностей, что сопровождается интенсивным выделением тепла.
| Причина перегрева | Симптомы | Последствия при температуре 90-100°C |
|---|---|---|
| Недостаток смазки | Повышенный шум, вибрация, быстрый рост температуры | Задиры на дорожках, схватывание металла, заклинивание |
| Загрязнение смазки | Изменение цвета смазки, металлические частицы | Абразивный износ, питтинг, быстрое разрушение |
| Износ подшипника | Увеличение зазора, люфт, стуки при работе | Разрушение сепаратора, выпадение тел качения |
| Перетяжка при монтаже | Нагрев сразу после установки, затрудненное вращение | Деформация колец, трещины, заклинивание |
| Перегрузка дробилки | Увеличение вибрации, рост потребляемой мощности | Пластическая деформация, усталостное разрушение |
| Неисправность охлаждения | Постепенный рост температуры, горячий корпус | Разрушение смазки, перегрев всего узла |
Неисправность системы охлаждения
Многие конусные дробилки среднего и мелкого дробления оснащаются системами водяного охлаждения подшипников. Засорение каналов охлаждения, отложение солей жесткости, неисправность циркуляционного насоса приводят к нарушению теплоотвода. При неработающем охлаждении температура масла на сливе может достигать критических значений, что приводит к перегреву подшипников.
Срочные действия при критическом перегреве
При обнаружении температуры подшипников 90-100°C необходимо немедленно выполнить комплекс срочных мероприятий для предотвращения аварии и минимизации ущерба оборудованию.
Немедленная остановка дробилки
При достижении температуры 90°C и выше требуется экстренная остановка дробилки. Остановка производится в следующей последовательности: отключается питающий транспортер для прекращения подачи материала, дробилка продолжает работать до полного опорожнения камеры дробления, после выработки материала отключается привод дробилки, затем останавливается отвальный транспортер.
Нельзя останавливать дробилку с загруженной камерой дробления, так как это приведет к необходимости разборки и ручной выгрузки материала. Исключение составляет ситуация, когда температура продолжает расти после отключения подачи материала, в этом случае производится аварийная остановка независимо от наличия материала в камере.
Естественное охлаждение
После остановки дробилки необходимо обеспечить условия для естественного охлаждения подшипникового узла. Открываются смотровые люки для улучшения вентиляции, но подшипник остается в сборе. Время естественного охлаждения с 90-100°C до 40-50°C составляет от двух до четырех часов в зависимости от размера подшипника и массы узла.
Во время охлаждения ведется периодический контроль температуры каждые 30 минут. Для измерения используются контактные термометры или пирометры. Резкое замедление снижения температуры может указывать на продолжающиеся процессы трения внутри подшипника, что свидетельствует о серьезных повреждениях.
Первичный осмотр без разборки
Пока подшипник остывает, проводится внешний осмотр узла. Осматриваются уплотнения на предмет утечек смазки, повреждений, следов перегрева. Проверяется состояние корпуса подшипника на наличие трещин, деформаций, следов масляных подтеков. Оценивается состояние крепежа, отсутствие ослабления затяжки болтов.
Порядок действий при обнаружении перегрева
1. Немедленная реакция (первые 5 минут): Зафиксировать точное значение температуры, время обнаружения. Отключить питающий транспортер. Оповестить ответственного специалиста и руководство смены.
2. Контролируемая остановка (5-15 минут): Контролировать изменение температуры каждую минуту. Дождаться полного опорожнения камеры дробления. Отключить привод дробилки. Остановить отвальный транспортер.
3. Период охлаждения (2-4 часа): Обеспечить вентиляцию узла. Измерять температуру каждые 30 минут. Провести внешний осмотр. Подготовить инструмент для разборки.
4. Проверка после охлаждения: Убедиться, что температура снизилась до 40-50°C. Провести проверку вращения вручную. Принять решение о необходимости разборки.
Добавление смазки при недостатке
Если при осмотре обнаружены признаки недостатка смазки, а температура снизилась до безопасных значений 40-50°C, можно произвести добавление смазочного материала. Добавление смазки производится через масленки или специальные отверстия согласно инструкции по эксплуатации конкретной модели дробилки.
Количество добавляемой смазки должно соответствовать рекомендациям производителя. Для подшипников с частотой вращения до 1500 оборотов в минуту полость заполняется на две трети объема, при частоте выше 1500 оборотов в минуту - на половину объема. Избыточное количество смазки также вызывает перегрев из-за повышенного гидравлического трения.
Проверка вращения вручную
После охлаждения и добавления смазки производится проверка легкости вращения вала вручную. Для этого используется специальный ключ или рычаг достаточной длины. Вал должен проворачиваться плавно, без заеданий, стуков и повышенного сопротивления. Наличие заеданий, тугое вращение или посторонние звуки однозначно указывают на повреждение подшипника и необходимость его замены.
Оценка времени до критической ситуации
При обнаружении повышенной температуры можно оценить примерное время до достижения критических значений:
Скорость нагрева при нормальной работе: 2-3°C в час
Скорость нагрева при недостатке смазки: 10-15°C в час
Скорость нагрева при критическом износе: 20-30°C в час
Пример расчета:
Текущая температура: 75°C. Скорость роста: 15°C в час. Критическая температура: 90°C
Время до критической ситуации = (90 - 75) / 15 = 1 час
При обнаружении роста температуры со скоростью более 10°C в час необходимо планировать остановку в ближайшее время.
Диагностика состояния перегретого подшипника
После охлаждения подшипника до безопасной температуры проводится детальная диагностика для определения причины перегрева и оценки степени повреждений. Диагностика включает визуальный осмотр, инструментальные измерения и анализ смазочного материала.
Визуальный осмотр при разборке
Разборка подшипникового узла производится после полного охлаждения. При разборке оценивается состояние уплотнений, количество и качество смазки, наличие посторонних включений. Извлеченный подшипник тщательно очищается и осматривается при хорошем освещении, желательно с использованием лупы.
Признаки перегрева на подшипнике проявляются в виде изменения цвета металла. Соломенно-желтый оттенок появляется при нагреве до 200°C, коричневый - при 250°C, фиолетовый - при 300°C, синий - при температурах выше 350°C. Наличие цветов побежалости указывает на то, что подшипник подвергался кратковременному локальному перегреву значительно выше измеренных 90-100°C.
Инструментальные измерения
Проводятся измерения радиального зазора с помощью щупов или индикаторов часового типа. Увеличение радиального зазора более чем на 30 процентов от номинального значения является признаком критического износа. Измеряется овальность и конусность беговых дорожек, проверяется отсутствие задиров и питтинга.
| Признак повреждения | Описание | Причина | Решение |
|---|---|---|---|
| Питтинг | Выкрашивание поверхности в виде мелких раковин | Усталостное разрушение, перегрузка | Замена подшипника |
| Задиры | Продольные царапины на дорожках качения | Загрязнение смазки абразивом | Замена подшипника и очистка системы |
| Цвета побежалости | Изменение цвета металла от желтого до синего | Локальный перегрев выше 200°C | Замена подшипника |
| Трещины | Видимые трещины на кольцах или сепараторе | Термический шок, перегрузка | Немедленная замена |
| Износ сепаратора | Деформация, трещины, разрушение перемычек | Перегрев, вибрация, удары | Замена подшипника |
| Увеличенный зазор | Зазор больше номинального на 30% и более | Естественный износ, абразивный износ | Замена подшипника |
Анализ смазочного материала
Из подшипникового узла отбирается проба смазки для анализа. Визуально оценивается цвет, консистенция, наличие механических примесей. Свежая смазка имеет однородный цвет и консистенцию. Потемнение смазки указывает на окисление при повышенных температурах. Наличие металлических частиц свидетельствует об износе деталей.
Абразивные частицы в смазке определяются визуально или с помощью магнита для выявления металлических включений. Расслоение пластичной смазки с выделением масляной фракции указывает на перегрев выше 100-120°C и полную потерю смазывающих свойств.
Правильное охлаждение перегретого подшипника
Методика охлаждения перегретого подшипника критически важна для предотвращения дополнительных повреждений. Неправильное охлаждение может нанести больший ущерб, чем сам перегрев.
Почему нельзя использовать воду для охлаждения
Применение воды или других холодных жидкостей для охлаждения перегретого до 90-100°C подшипника категорически запрещено. Резкий перепад температуры создает термические напряжения в металле, которые превышают предел прочности. Это приводит к образованию микротрещин, которые быстро развиваются и вызывают разрушение деталей.
Особенно опасно водяное охлаждение для закаленных деталей подшипников. Внутренние и наружные кольца изготавливаются из высокоуглеродистой хромистой стали и подвергаются термической обработке для получения твердости 58-65 HRC. При резком охлаждении в структуре металла возникают мартенситные превращения, приводящие к образованию трещин.
Естественное охлаждение как основной метод
Правильный метод охлаждения - естественная конвекция воздуха при неподвижном состоянии дробилки. Для ускорения процесса открываются все доступные смотровые люки, обеспечивается приток свежего воздуха, но без создания направленных потоков непосредственно на подшипник.
График охлаждения подшипника дробилки
Типичная динамика естественного охлаждения крупного роликоподшипника конусной дробилки:
Начальная температура: 95°C, температура окружающей среды: 25°C
Через 30 минут: 80°C (снижение на 15°C)
Через 1 час: 68°C (снижение на 27°C)
Через 2 часа: 52°C (снижение на 43°C)
Через 3 часа: 42°C (снижение на 53°C)
Через 4 часа: 35°C (снижение на 60°C)
Скорость охлаждения наиболее высока в первый час, затем замедляется по мере приближения к температуре окружающей среды.
Контроль процесса охлаждения
На протяжении всего периода охлаждения ведется почасовой мониторинг температуры. Измерения производятся на корпусе подшипника в нескольких точках для выявления локальных зон перегрева. Все измерения фиксируются в журнале технического обслуживания с указанием времени и температуры.
Аномально медленное охлаждение или стабилизация температуры на уровне выше 60°C при остановленном оборудовании указывает на продолжающиеся процессы трения или химические реакции окисления смазки. В этом случае необходима экстренная разборка узла для предотвращения дальнейших повреждений.
Плановые мероприятия по предотвращению перегрева
После устранения аварийной ситуации необходимо выполнить комплекс плановых мероприятий для предотвращения повторного перегрева и обеспечения надежной работы оборудования.
Замена подшипника
При обнаружении признаков критического износа, питтинга, задиров или трещин подшипник подлежит безусловной замене. Попытки эксплуатации поврежденного подшипника приведут к аварии. При замене используются подшипники того же типоразмера и класса точности, что и штатные.
Монтаж нового подшипника проводится с соблюдением всех технологических требований. Посадочные поверхности на валу и в корпусе тщательно очищаются от загрязнений, старой смазки, следов коррозии. Проверяется отсутствие задиров и повреждений на посадочных поверхностях. Подшипник устанавливается с правильным натягом, без перекосов.
Очистка системы смазки
Система смазки подлежит полной очистке и промывке. Для щековых дробилок промывка подшипников производится дизельным топливом или керосином, предварительно подогретым до температуры 60°C. Объем заливки составляет примерно 30 литров для крупных дробилок. После заливки промывочной жидкости пробки завинчиваются, дробилка запускается вхолостую на полторы минуты, затем отработанная жидкость сливается через сливные пробки.
Для конусных дробилок с централизованной системой смазки производится промывка всего контура, включая масляный бак, фильтры, трубопроводы и масляный насос. Промывка выполняется маловязким маслом до полного удаления загрязнений.
| Вид работ | Периодичность | Содержание работ |
|---|---|---|
| Ежесменный контроль | Каждые 8-12 часов | Измерение температуры подшипников, проверка уровня смазки, осмотр уплотнений |
| Еженедельное обслуживание | Каждые 50-100 моточасов | Добавление смазки, проверка крепежа, контроль вибрации |
| Первая замена смазки | Через 200 часов работы | Промывка подшипников, замена смазки, проверка состояния |
| Плановая замена смазки | Каждые 2400 часов | Полная промывка, замена смазки, проверка зазоров |
| Замена подшипников | Каждые 7000 часов | Замена роликоподшипников, проверка посадочных мест |
Контроль нагрузки на дробилку
Необходимо обеспечить соблюдение номинальной производительности дробилки и недопущение перегрузок. Размер загружаемого материала не должен превышать максимально допустимого значения для данной модели. Установка магнитных сепараторов на питающем транспортере позволяет предотвратить попадание металлических предметов в камеру дробления.
Контроль производительности осуществляется по потребляемой мощности привода. Превышение номинального тока на 10-15 процентов указывает на перегрузку. Современные дробилки оснащаются системами автоматического регулирования подачи материала в зависимости от нагрузки на привод.
Восстановление системы охлаждения
Для дробилок с водяным охлаждением проводится ревизия системы. Очищаются каналы охлаждения от отложений солей жесткости и загрязнений. Проверяется работоспособность циркуляционного насоса, исправность трубопроводов, отсутствие утечек. Температура масла на сливе из дробилки не должна превышать 55°C.
Системы контроля температуры подшипников
Своевременное обнаружение перегрева подшипников критически важно для предотвращения аварий. Применяются различные методы контроля температуры, от простых ручных измерений до автоматизированных систем мониторинга.
Контактные методы измерения
Традиционный метод контроля температуры - использование контактных термометров. Измерения производятся на неподвижном наружном кольце подшипника или на корпусе. Для дробилок применяются термометры сопротивления медные типа ТОМ, которые устанавливаются стационарно и позволяют вести непрерывный контроль.
Количество точек измерения зависит от конструкции дробилки. Для щековых дробилок контролируются подшипники эксцентрикового вала и подшипники подвижной щеки. Для конусных дробилок - подшипники приводного вала, эксцентриковый узел, сферический подпятник. Настройка термометров производится на температуру 60°C для подачи сигнала тревоги.
Бесконтактные методы измерения
Инфракрасные термометры и тепловизоры позволяют измерять температуру на расстоянии без контакта с вращающимися частями. Это особенно удобно для оперативного контроля во время работы оборудования. Пирометры обеспечивают точность измерения в пределах 1-2°C при правильной настройке коэффициента излучения.
Тепловизионное обследование позволяет выявить зоны локального перегрева, неравномерность температурного поля, что указывает на начинающиеся проблемы до достижения критических значений температуры.
Расчет периодичности контроля температуры
Периодичность измерения температуры зависит от текущего температурного режима:
При температуре до 60°C: контроль каждые 2-4 часа
При температуре 60-70°C: контроль каждый час
При температуре 70-80°C: контроль каждые 30 минут
При температуре выше 80°C: непрерывный контроль каждые 10-15 минут
Во время обкатки после ремонта или замены подшипников контроль производится каждые 30 минут независимо от температуры.
Автоматизированные системы мониторинга
Современные дробильно-сортировочные комплексы оснащаются системами автоматического мониторинга с использованием датчиков температуры, передающих сигналы на контроллер или компьютер оператора. Система настраивается на несколько уровней температуры: предупредительный сигнал при 70°C, аварийный сигнал при 80°C, автоматическая остановка при 90°C.
Автоматический контроль обеспечивает непрерывный мониторинг без участия оператора, что критически важно для безопасной эксплуатации на непрерывных производствах. Все измерения фиксируются в электронном журнале, что позволяет анализировать историю изменения температуры и прогнозировать отказы.
Профилактические меры и рекомендации
Предотвращение перегрева подшипников значительно более эффективно и экономично, чем устранение последствий аварий. Комплексный подход к профилактике включает организационные и технические мероприятия.
Правильный выбор смазочных материалов
Применение качественных смазочных материалов, соответствующих условиям эксплуатации, является основой надежной работы подшипников. Для дробильного оборудования используются смазки с противозадирными и противоизносными присадками, устойчивые к загрязнению абразивной пылью.
Пластичные смазки на основе литиевого мыла обеспечивают работу при температуре до 120°C. При превышении 70°C необходимо увеличивать частоту смазывания в два раза на каждые 15°C повышения температуры. Для высокотемпературных применений используются смазки на основе полимочевины, способные работать при температурах до 150-200°C.
Регулярное техническое обслуживание
Строгое соблюдение графика планово-предупредительных работ обеспечивает выявление проблем на ранней стадии. Ежесменное обслуживание включает проверку температуры, уровня смазки, отсутствия посторонних шумов и вибраций. Еженедельное обслуживание предусматривает добавление смазки, проверку крепежа, контроль состояния уплотнений.
Плановые ремонты с заменой смазки и проверкой состояния подшипников проводятся согласно рекомендациям производителя. Первая замена смазки с промывкой осуществляется через 200 часов работы новой дробилки, последующие - каждые 2400 часов эксплуатации.
Обучение персонала
Обслуживающий персонал должен быть обучен правилам эксплуатации дробилки, методам контроля температуры, признакам неисправностей и действиям в аварийных ситуациях. Операторы должны знать нормальные значения температуры для конкретной модели оборудования и понимать опасность эксплуатации при перегреве.
Контрольный список оператора дробилки
Перед пуском: Проверить уровень смазки во всех точках. Убедиться в отсутствии посторонних предметов в камере дробления. Проверить затяжку крепежа. Убедиться в работоспособности систем безопасности.
Во время работы: Контролировать температуру подшипников каждые 2 часа. Следить за вибрацией и посторонними шумами. Контролировать потребляемую мощность. Не допускать перегрузки по производительности.
При обнаружении перегрева: Зафиксировать температуру и время. Оповестить ответственного специалиста. При температуре выше 80°C подготовиться к остановке. При температуре 90°C немедленно остановить подачу материала.
После остановки: Обеспечить естественное охлаждение. Не применять водяное охлаждение. Контролировать снижение температуры. Провести осмотр после охлаждения.
Модернизация оборудования
Установка дополнительных систем контроля и защиты повышает надежность работы. Монтаж автоматических систем температурного мониторинга с аварийной остановкой предотвращает развитие критических ситуаций. Улучшение системы уплотнений снижает проникновение абразивной пыли и утечку смазки.
Применение подшипников повышенной грузоподъемности или специальных подшипников для тяжелых условий эксплуатации увеличивает ресурс и снижает риск перегрева. Установка систем принудительного охлаждения для работы в условиях повышенных температур окружающей среды обеспечивает стабильный температурный режим.
