吳真光 劉波
（91872部隊青島（dǎo）研究室，山東青島 266012）
摘（zhāi） 要：本文對潤（rùn）滑脂有效壽命實驗與剩餘壽命預測方（fāng）法進（jìn）行了分（fèn）析研究，為軸承故障診斷及（jí）壽命預測方法的研究提供了有益的嚐試（shì）。
關鍵詞：軸承；潤滑脂（zhī）；壽命；壽命預測
1
概述
軸承是機械設備中的重要壽命部（bù）件，軸承的有效運行壽命涉（shè）及到安裝質量、疲勞磨損、潤滑狀況等多項要素。突發性的軸承“抱軸”故障會對運行中的設備造（zào）成嚴重損傷和其他一些不（bú）可預料的後（hòu）果。根據粗略統計（jì），一（yī）般（bān）船舶的軸承故障占到機械故障的30%以上，是影響設備可靠性的重要原因之一。因此，軸（zhóu）承壽命分析是一個重（chóng）點也是一個難點，深化對影響軸承壽命要素的研究，對設備運（yùn）行（háng）狀況進行模式識別和賦值評價，對設備壽命曆（lì）程進行信息整合和數據管理，實時比較、預測設備重要支承部件與潤滑介質的剩餘壽命，評價、預（yù）警（jǐng）設備的運行技術狀況，對於（yú）研究設備（bèi）壽命規律、提高可靠性和運行管（guǎn）理水平以及優化後續產品設計都具有重要的現實意義（yì）和科學價值。
本文試圖從潤滑脂有效潤滑壽命實驗與剩餘壽命預測方法的探討，探索（suǒ）軸承壽命分析和監測的方法。
2 潤滑脂壽命分析和（hé）軌跡模型建立
為了保證滾動軸承正常運轉，必須有（yǒu）良好的潤（rùn）滑。一旦缺少基本潤滑條（tiáo）件，滾動軸承就會在（zài）極短的時間內（nèi）發生磨損失效乃至“抱軸”停機故障。因此，潤滑脂（zhī）對軸承的潤滑效果和效果分析成（chéng）為影（yǐng）響設備可靠性的主要因素（sù）之一，是軸承壽命分析的重點研究方向。
潤滑脂的係統性指標有2項，一項是理化指標；一項是壽命指標。對專業性企業來說，理化指標有基本質量保證。壽命指標是在實驗室將潤滑脂試樣裝入指定（dìng）的軸承內，按照規定的（de）試驗方法（如ASTMD1741）和（hé）評定指標，計算統計軸承的有效運轉時間取得的，客觀上就與工程環境下的實際壽命存在（zài）著差距。
由於潤滑脂有效壽命在工程背景下（xià）受到軸承的安裝方式（立式/臥式）、運行環境（溫/濕度）、工作載荷、工作轉速、理化指標等多種直接或間接條件的影響。導致潤滑脂的壽命軌跡呈現（xiàn）出非線性特征和不盡相同的壽命周期。實踐證明，伴隨（suí）潤滑脂的潤滑質量變化，在機器（qì）的（de）“軸承—支承（chéng）係統”中有不同的物理特征（zhēng）量（如振動、噪聲、溫（wēn）度等）表現。根據（jù）反向邏輯推理，要準確計量潤滑脂在實際工作條（tiáo）件下的壽命周期，需要（yào）選擇能夠敏感反應潤滑效果的多種特征參數進行監測分析，並（bìng）對特征參數值作加權處理，使參數的權重級別（邊界值）對（duì）應著潤滑（huá）脂（zhī）壽命曲線上的不同軌跡節點，進而完整（zhěng）地表現出潤（rùn）滑脂的理化性能變化態勢亦即實時潤滑效果。
基於上（shàng）述分析，為此提出以監測機器運行中的特征（zhēng）敏感參數來表征和（hé）評價（jià）潤滑質量，根據特征參數權重級別統計潤滑脂壽命（mìng）周期的設計思想，建立了潤滑脂壽命軌跡和（hé）監測評價理論模型曲線（圖1）。
圖1縱坐標X代表（biǎo）潤滑脂評（píng）價參數，分別為（wéi）：振動加速度（單峰值）；共振解調分析包絡波有效值；Z大脈衝衝擊值；脈衝衝擊地毯值。並設置了（le）A、B、C、D 4級評（píng）價等級和A/B、B/C、C/D 3個（gè）評價邊界值。
T為潤滑脂壽命周期，T=t1+t2+t3，t3對應於（yú）壽命軌跡曲線上的（de）Q點和C/D邊界值，該（gāi）點是由實際實驗時間和以多種評（píng）價參數進行同步分析確定的，並留有一定的剩餘潤滑壽命（mìng）時間。
η為潤滑脂的相對（%）壽命，對應於“0”累計時間，相對壽命為100%；在Q點時刻，相對壽命隻有30%。
3 潤滑（huá）脂有效潤滑壽命實（shí）驗與剩餘壽命預測
基於（yú）潤滑脂（zhī）潤滑壽命的基本分析和研究及其潤滑物理特性，潤滑脂有效潤滑壽命實驗以5個特征參數（振動速度有效（xiào）值V、振動加速度峰值A、包絡波有效值HA和軸承特征參數dBN、dBc分貝值）來表征潤滑狀況（或工作點Q）。通過監測軸（zhóu）承運（yùn）行（háng）中的特征參數和參數值的變化來分析（xī）軸承的實際運行狀況。即依據數據的幅值大小、變化態勢和頻譜特征分析，綜合診斷軸承是否存在潤滑不良故障等，進而對潤（rùn）滑脂潤滑壽命狀況給（gěi）出準（zhǔn）確評（píng）價。
伴（bàn）隨軸（zhóu）承運行曆（lì）程，在潤滑（huá）脂（zhī）的壽（shòu）命軌跡線上同步移動的實時工作點，涵蓋（gài）了2項重要壽命信息：
（1）有效潤滑壽命實時值；
（2）潤滑壽命剩餘值。為此，試驗時分別設計了潤滑脂額定壽命預置與顯示、潤滑脂（zhī）實時壽命累計記憶與顯示，把這2種時（shí）間信息進行（háng）實時比較後，便可（kě）預測潤滑脂壽命的剩餘時間。
4 結語
潤滑脂有效潤滑壽命實驗與剩（shèng）餘（yú）壽命預測的實驗結果表明，該監測方法是可行的，能使崗（gǎng）位運行管理人員實時了解到設備的運行健康（kāng）狀況；設備狀態（tài）監測工程師，可根據設備出現的早期故障症兆，跟蹤、分析其發展趨勢，及（jí）時進行故障診斷和必（bì）要的剩餘壽命預測；修船（chuán）職能部門，可依據狀態監測分析報告和維修建（jiàn）議，做出有針對性（xìng）地修理計劃和（hé）準備措施。
參考文獻
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來源：《科技創新導報（bào）》2012年17期
