馬蓮於（yú）　佳偉

　　摘　要：軸承在實際使用中，常常因過早的損壞而報廢，分析早期失效的軸承，找出原因，采取改進措施，具有實用意義，對關鍵部位的（de）支承尤其重要（yào）。
　　關鍵詞：可靠性（xìng）；壽命；失效

　　前言
　　為了確保主機可靠地、正常運轉，防止事故發（fā）生，對軸承運轉（zhuǎn）應進行必要的監控。為（wéi）了在盡可能長的時間內（nèi）保持軸承性能，對軸承要進行保養、維修。
　　1.軸承運轉檢測
　　對軸承運轉的噪音、振動、溫（wēn）度和（hé）潤滑情況，要按相應主機的要求加以檢測，發現軸承有異常征（zhēng）兆（zhào），應采取相應措施。生產中可以用耳（ěr）朵聽或用軸承故障診斷儀器探測軸承振動的振幅、頻率，進行軸承故障診斷軸承溫度可用手觸摸或半導體點溫計測量。這樣能監視軸承工作狀況，發現異常（cháng）征兆，應停機檢查。對於（yú）大（dà）型設備的重要部位的軸承的預測，可（kě）以采用鐵（tiě）譜診斷技術分析潤（rùn）滑油中的磨（mó）損（sǔn）顆（kē）粒。
　　2.軸承（chéng）的計劃維修與保養
　　機械設備有加護維（wéi）修、作業標準（zhǔn）應定期進行，這是預防性維護、保養。要拆開檢查（chá）並補充或更換潤滑劑。由於軸承的使用壽命有一定的離散性，加護維修期限很難以準確保證運轉的可靠性，比（bǐ）不（bú）上軸（zhóu）承運轉時的監測準確（què）。但目（mù）前（qián）大多（duō）數工廠執行的仍是預防維（wéi）修方法。
　　3.軸承（chéng）故障分析與對策
　　普通機械設備的軸承，如果正確使用，可以使用到軸承疲勞壽命期，但是實際許多軸承都沒有達到疲勞就失效了，其原因大（dà）多由於安裝、使（shǐ）用、維護不當、潤滑不良或外部異物侵（qīn）入造成軸承損傷所（suǒ）致。有時損傷原因是（shì）多方麵，很難憑損傷後的軸承得知。如果知（zhī）道軸承的使用機械（xiè）、相（xiàng）關部位（wèi）結構、工作條件、結合軸承（chéng）損傷的狀態，了解軸承（chéng）損（sǔn）傷前後的情況，就能夠比較準確分析軸承產（chǎn）生故障的原（yuán）因，采取相（xiàng）應（yīng）對（duì）策。
　　3.1故障現象：運轉時溫升
　　原（yuán）因（yīn）分析：潤滑油太多。
　　采（cǎi）取對策：排出過多的（de）潤滑油脂後再進行運轉。
　　3.2故障現象（xiàng）：正（zhèng）常運轉時的溫升
　　原（yuán）因分（fèn）析：
　　①、潤滑劑的粘（zhān）度太大。②、潤滑劑（jì）用量不（bú）足。③、軸承內部遊隙太小，內載荷太大。④、安裝誤差。⑤、密封部位摩擦。⑥、配合部位的鬆（sōng）動。
　　采取對策：
　　①、選用低粘度的潤滑油或減（jiǎn）少潤（rùn）滑劑的用量。②、補充（chōng）潤滑（huá）劑用量。③、對軸承內部遊隙、預緊載荷（hé）和配合過盈量進行修（xiū）正，對自由側軸承的移動量進行調整，防止額外載荷的（de）發生。④、檢（jiǎn）查軸及軸承座形位誤差及安裝精度，並采用正確的安裝方法。⑤、改（gǎi）進密封形式，或適當減（jiǎn）少密封接觸處的貼合力。⑥、修正（zhèng）配（pèi）合等級，必要時應更（gèng）換軸承，如配合（hé）部位鬆（sōng）動時，可塗少量厭氧膠以增加結合力。
　　3.3故障現象：發生在急加速時的振動或軸向跳動（dòng）
　　原因分析：機械共振
　　采取（qǔ）對策：增大軸的剛性（xìng）。
　　3.4故障現（xiàn）象（xiàng）：轉動時的振動（dòng）
　　原因分析（xī）：
　　①、回轉體的（de）不（bú）平衡（héng）。②、安裝誤差。③、異物進入。④、機械變形。
　　采取對策：
　　①、對（duì）回轉體的動平（píng）衡進行（háng）修正。②、提高軸承箱體的（de）精度及安裝方法的修正。③、清（qīng）洗軸承、提高密（mì）封效果，必要時更換潤滑劑。④、增（zēng）大機械本身及支承部位剛性（xìng）。
　　3.5故障現象：低頻的連續音響
　　原因分析：軸承滾道工作表麵（miàn）已出現傷痕，缺陷或潤滑劑不清潔。
　　采取對策：清洗軸承，使用清潔（jié）的潤滑劑，檢查軸承的工作表麵（miàn），必要時更換軸承。
　　3.6故障現象：低頻的不規則連（lián）續（xù）音響
　　原因分析：
　　①、遊隙過大。②、異物進入。③、機械振動。④、回轉部位的鬆動。⑤、滾動體工作表麵已出現（xiàn）表麵（miàn）傷痕。
　　采取對策：
　　①、調整遊隙、修（xiū）正配合精度，加大預緊載荷。②、清（qīng）洗軸承，檢查密封裝置是否失效，原設計是否合理，必要時更換潤滑劑（jì）或密封（fēng）圈。③、增（zēng）強軸承箱體的強度（dù），增大軸承的支（zhī）承麵積（jī）。④、緊固軸（zhóu）承端（duān）蓋。⑤、更換軸承。
　　3.7故障現象：高頻的連續（xù）音響
　　原（yuán）因分析：
　　①、軸承內部遊隙太小，內載荷過大。②、潤滑不良。③、安裝誤差。④、回轉件的相互接觸和摩擦。
　　采取對（duì）策：　
　　①、對軸承的內（nèi）部遊隙、預緊載荷及配合過盈量進行修（xiū）正，對自由側軸承的移動量進行調（diào）整，防止額外軸向載荷的產生。②、一般情況下應增大（dà）潤滑劑的（de）粘度和潤滑劑的用量。③、檢查軸承和軸承座殼的形位誤差及安裝誤差，並采（cǎi）用正確的（de）安裝方法。④、檢查軸承本身或端蓋密封件的接觸情況（kuàng），必要時可更換密封件。
　　4　軸承失效形式及產（chǎn）生原因分析
　　軸承失效或卡死不能轉動，或雖然能繼續轉動，而因磨損、腐（fǔ）蝕、失去要求的回轉精度，或潤滑失效導（dǎo）致軸（zhóu）承溫升過（guò）高等，這些失效形（xíng）式大致分為接觸疲勞失（shī）效，磨損（sǔn）失效，斷裂失效、腐蝕失效、過熱（rè）失效和振動、噪音、力矩失效等。軸承早期失效，可來自軸（zhóu）承的製造缺陷，材料（liào）不良，但更多的（de）是來自軸承安裝、使用不當、維護和潤滑不良等。
　　4.1滾動軸承疲勞剝落失效
　　滾動（dòng）軸承疲勞剝落失（shī）效是不可能避免的，但是，如果軸承安裝不夠正確，潤滑不（bú）良，外部介質侵入，環境溫度過高，載荷（hé）過大等（děng），都會大大縮短（duǎn）軸承壽命，軸承疲勞剝（bāo）落時在（zài）外界交變應（yīng）力的反複作用下，軸承工作表麵下（xià）或表麵上產生裂紋或工（gōng）作表麵損傷，並由於應力（lì）裂紋（wén）繼續擴展而成。疲勞剝（bāo）落失效與（yǔ）軸承工作表麵狀況和承受（shòu）載荷大小（xiǎo）密切相關，與潤滑油膜關（guān）係也很大，在良好的（厚油膜、高清（qīng）潔度）和惡劣（liè）的（薄（báo）油膜（mó）、有汙垢）條件下的軸承壽命之比為400：1，再有彈性流體動（dòng）力潤滑對滾動軸承起重要作用（yòng），壽命和可靠性顯著提高（gāo），油膜厚（hòu）度為接觸表麵粗（cū）糙度值的（de）3～4倍，軸承壽命可提高一倍以上。
　　4.2軸承磨損失效
　　在滾動軸（zhóu）承內部，滾動體和套圈滾道之間，以及保（bǎo）持架與滾動體或套圈（quān）之間，均存在滑動，會引起軸（zhóu）承零件（jiàn）的磨損。當軸承中侵入硬顆粒、汙垢、氧化物時，磨損更為劇烈（liè），結果使軸承零件工作表麵的表層質量惡化、旋（xuán）轉精度下降，遊隙增大（dà）、振動噪音增加，Z後導（dǎo）致軸承失效。
　　4.3塑性壓痕
　　滾（gǔn）動軸承（chéng）在過重的載荷和衝（chōng）擊載荷時，在（zài）環境溫度下軸承零件表麵局部塑性流動或整體變形（xíng），這種塑性變形是在載荷瞬時作（zuò）用下發生的，會使軸承運轉時發生劇烈的振動，噪（zào）音和溫度升高。選用軸承（chéng）時，應按（àn）額定載荷計算，才能緩免（miǎn）這種軸承早期失效形式。
　　4.4斷（duàn）裂失效
　　軸承載（zǎi）荷過載，軸承本身有缺陷或因疲勞引起的軸承斷裂，往（wǎng）往造成突發性失效（xiào）事故。過載可能來自於主機故障或安裝不合理。軸（zhóu）承本身的缺陷可能（néng）來自軸承零件存在微裂紋，材料有大（dà）塊夾雜物，磨削燒傷的套圈受到（dào）衝擊或（huò）震動也可能斷裂。工作表麵有（yǒu）大塊的疲勞剝落坑時受到衝擊載荷時即從坑開始產生裂紋，使軸承套圈斷裂。錯誤的裝配，如果（guǒ）用（yòng）錘子直接錘擊內圈到軸上，也容易使軸承零件受損或破裂。
　　4.5腐蝕失效
　　軸承零件金屬表麵鏽斑和腐蝕凹坑麻點的（de）產生，是由於環境介（jiè）質發生化學和電化學反應，像空氣、濕氣、燃料和潤滑油中的氧化物等。它（tā）包括電（diàn）介質腐蝕，有機酸（suān）腐蝕、電流腐蝕等。硬脆鬆疏的氧化膜和腐蝕反（fǎn）應物在載荷作用下剝落，生成（chéng）蝕坑或造成工作（zuò）表麵凹凸（tū）不平，形（xíng）成腐蝕磨損或腐蝕疲勞剝落。
　　4.6燒傷（shāng）與潤（rùn）滑脂失效
　　滾動軸承運轉時（shí）存在滑動摩擦的零件之間，若（ruò）溫度急劇升高，潤滑劑失效，金屬表層組織（zhī）改變，嚴重（chóng）時發生金屬粘接、軸承卡（kǎ）死。典型的燒傷（shāng）常發生在短圓柱滾子軸承套圈擋邊和滾子端麵之間，在脂潤滑的軸承中，脂的性能老化，潤滑脂幹涸（hé）或脂的漏（lòu）泄而（ér）造成潤滑不良，摩擦溫升急劇增加，工作表（biǎo）麵產生燒傷，導致軸承失效。
　　5　結束語
　　軸承過早失效使其使用（yòng）壽命大幅縮短，增加使用者的成本，同時也造成了浪費，對早（zǎo）期出現的失效原因分析，能在很大程度上提高軸承的使用壽命和周期，充分發揮其應（yīng）有的性能（néng）。

來源：《中國科技博覽》2018年（nián）28期