振动压路机振动轴承早期失效原因分析及改进措施

    由于振动压路机作业效率高，压实效果好，在工程施工中的应用越来越广泛。作为振动压路机的核心部分，振动轮的可靠性直接影响着振动压路机的性能以及施工质量，而振动轴承的性能是影响振动压路机工作装置———振动轮可靠性的重要因素。

    1 振动系统工作原理

    振动轮压路机振动系统的结构如图 1 所示。

    振动轮压路机振动系统的激振力主要由调幅装置的旋转产生。如图 1 所示，调幅装置 2 安装在振动轴 5 上，振动轴承 1 支撑着振动轴 5，左右两个调幅装置通过中间联轴器 3 相连，振动马达 6 旋转带动振动轴旋转，使调幅装置以 3 000 r/min（50 Hz）的速度高速旋转，从而产生巨大离心力（激振力）。激振力始终由调幅装置偏心侧的 1/3 左右圆周方向的轴承内圈滚道承载。调幅装置旋转时，其底部的甩油盘搅动润滑油，使润滑油飞溅到振动轴承上，对振动轴承进行润滑。调幅装置旋转产生的激振力通过振动轴承传递到振动轮上，使振动轮产生振动，从而达到振动压实的效果。从以上分析可知，振动轴承的可靠性直接关系着振动系统的压实效果。

    2 故障现象及原因分析

    对振动轮进行早期拆解检查时，发现振动轴承滚动体出现环带划痕，轴承内圈承载区（调幅装置偏心侧）发生磨损，造成振动轴承早期失效，见图 2。

    导致振动轴承早期失效的原因主要包括：

    2.1 轴承选型以及结构参数的影响

    振动压路机的振动轴承主要承受调幅装置旋转产生的离心力、振动轮的振动冲击以及振动轮摇摆时产生的轴向力，所处工作环境比较恶劣。

    图 2 所示发生早期失效的振动轴承为内圈单挡边 NJ 型圆柱滚子轴承，该型轴承由内圈、外圈、圆柱滚子及保持架组件构成，外圈两侧带有刚性挡边，内圈带有 1 个刚性挡边。

    就轴承材料而言，早期影响轴承滚动体以及内圈表面耐磨性能的是材料硬度。对振动轴承材料硬度进行测量，测得滚道面硬度为 53 HRC，滚动体表面硬度为 58 HRC。振动轴承的材料硬度符合要求。

    振动轴承为半定位的圆柱滚子轴承，能够承受径向载荷，还可以承受单向轴向载荷。振动轮的调幅装置生的最大激振力为 140 kN，产生的激振力由 4 个振动轴承支撑和传递。振动轴承的额定动载荷为 285 kN，额定静载荷为 290 kN。

    根据轴承基本额定寿命公式[1]：

    式中：L10h———基本额定寿命，h；