李偉

　　摘　要：軸承是現在機器中廣泛應用的（de）部（bù）件之一，它的好壞直接決定了機器的壽命。因此，對軸（zhóu）承的損傷進（jìn）行分析，能夠為機器的（de）設（shè）計提供可靠的理論依據，對其損傷的預防能夠（gòu）延長機器的使（shǐ）用壽命。以滾動軸承為例（lì），通過對軸承使用中常見的損傷類型進行分析並提出相應的預防（fáng）措施（shī）。希望能夠為廣大設計者提供更廣（guǎng）闊的改進和創新思路，從而為延長軸承及機器（qì）的使用（yòng）壽命提供參考。

　　關（guān）鍵（jiàn）詞：軸承；損傷；預防；措施

　　1　前言
　　軸承是影響機器壽命的主要原（yuán）因之一，同時也（yě）是影響機器性能和傳動效率的主要原（yuán）因。因軸承的穩定性（xìng）和可靠（kào）性直接（jiē）決定了整個機器的可靠性，因此高端（duān）軸（zhóu）承市場長時間以來主要被（bèi）國外壟斷，國內的軸承生產廠家主要集中在（zài）中低端市場。近幾年隨著國內加工設備和製造水平的不（bú）斷提（tí）高以及高端人才（cái）的引進，在高端軸承的設計和製（zhì）造水平也取得了一些突（tū）破（pò）性進展，並在高端市場中取得了（le）一定的成就。為了更好的提高國內軸承整體的生（shēng）產製造加工水平，對軸承的損傷分析及預防措施就顯得尤為重要。
　　2　軸承的分類及其特點（diǎn）
　　根據軸承中摩擦性質（zhì）的不同，可把軸承分為滑動摩擦（cā）軸承（簡稱滑動軸承（chéng））和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）兩大類。滾動軸承是依靠主要元件間的滾動接觸來支撐轉動零件的，由於摩（mó）擦係數小，起動阻力小（xiǎo），功率消耗少，而且它已經標準化，選用、潤滑、維護都很方便，因此在一般（bān）的機（jī）器中應用較廣。滑動軸承主要應用於在（zài）某些不能（néng）、不便或使用滾動軸（zhóu）承沒有優勢的場合，如工作轉速特高、特大衝擊與振動、徑向空間尺寸受到限製或必須剖分安裝（如曲軸的軸承）以及需在（zài）水或腐蝕性介質中工作等條件下，仍（réng）占有重要地位。因此，滑動軸承在軋鋼機、汽輪機等（děng）各種儀表中應用（yòng）頗為廣泛。
　　滾動軸承可以概括的分為向心軸承、推力軸承和向（xiàng）心推力（lì）軸承三大類。向心軸承主要承受徑向載荷，推力軸承隻能承受軸向載荷（hé），向心推力軸承既能承受軸向載荷又能承受徑向（xiàng）載（zǎi）荷。
　　3　滾動軸承的（de）構成及其材料的熱處理
　　滾動（dòng）軸承的基本結構包括軸承內圈、軸承外圈、軸承滾動體和保持（chí）架等4部分組（zǔ）成。內圈用來和軸頸裝配，外圈（quān）用來（lái）和（hé）軸承（chéng）座裝配。滾動體在內外的滾道間滾動。保持架的主要作用是均勻（yún）的隔開滾動體。軸承的內外圈和滾（gǔn）動體（tǐ）一般是用軸承（chéng）鋼製造的，熱處理後硬度一般不低於60HRC。由於一般軸承的這些元件都經過150℃的（de）回火處（chù）理，所以通常（cháng）當軸承的工作溫度不高於120℃時，元件的硬度（dù）不會下降。
　　4　軸承（chéng）常見的（de）損傷形式分（fèn）析及預防措施
　　軸承在使用一定的時間以後，就會發生損壞，但這種損壞往往（wǎng）不是一次就能夠損壞掉的，而是有一個過（guò）程，這個過程時間有長有短。總的來說（shuō）主要有以下損壞的形式。
　　4.1異（yì）物
　　在軸承的使用過（guò）程中（zhōng）有異物進入軸承中，從而導致軸承失效（xiào）。常見的有硬質顆粒汙染物、汙染物凹坑（kēng）、微粒汙染物和保持架兜孔被微粒汙染物磨損。比如（rú）在軸承裝配過程中夾雜鐵（tiě）削等硬質異物或其他（tā）微粒進入到軸（zhóu）承中。比較典型的是軸承在裝配前的清洗（xǐ）方式不當、設備中濾油不徹底或（huò）設備本身的（de）密（mì）封磨損導致外界異物進入設備中等。預防措施為在軸承裝配前一（yī）定清洗幹淨並做消磁處理（lǐ），防止軸承因為有殘留磁力而夾雜鐵削等進入裝配環（huán）節中，同（tóng）時在設備的使用過程中要注意留意設備的濾（lǜ）油器是否完（wán）好以及設備的密封裝置是否完好，以保證它們的作（zuò）用得到應用。
　　4.2腐蝕或侵蝕
　　在軸承的使用過程中出現了軸承表麵的剝落（luò）等現（xiàn）象，常見的是滾子間隔的表麵剝落、外圈滾（gǔn）道腐蝕、侵蝕與腐蝕、深度的腐蝕與剝落。這種損（sǔn）壞方（fāng）式（shì）常見於（yú）開式或半開始的設備中，軸承往往不是在一個密閉的空間內（nèi），導致軸承在使用過程中接觸（chù）到了水（shuǐ）之類的易腐蝕液體（tǐ）。典型的成因包括軸承在裝（zhuāng）配前包裝損壞、存儲方式不當（dāng）等，這種情況軸承（chéng）在裝配前其實已經發生了腐蝕，隻是當時可能還不（bú）很（hěn）明顯。還有就是設備的密封已經（jīng）磨（mó）損或損壞，致（zhì）使設（shè）備進入了易腐蝕的液體。
　　4.3潤滑（huá）不足
　　在軸承的使用過程中出現因潤滑不足導致的軸承損壞，常見的有過熱導致的滾道變形、微剝落（luò）、滾（gǔn）道端麵劃傷、軸承（chéng）整體鎖死、擋邊與滾子（zǐ）端麵的劃傷。而導致這些損傷的出現比較典型的是軸承所使用的油脂或粘（zhān）度不合適、低流速和高（gāo）操作溫度等。為了解決一些問題，軸承的潤滑方式及條（tiáo）件至關重要，要（yào）根據（jù）設備的環境（jìng）使用溫度和設備本身的特點來選擇合適（shì）的合格的潤滑油，同時還要對一些高溫作業的設備做降溫處理（lǐ），比如增加散熱風扇（shàn）等。
　　4.4疲勞剝落
　　軸承（chéng）在使用過程（chéng）中（zhōng），由（yóu）於使用壽命比較長的原因（yīn），軸（zhóu）承會出（chū）現疲勞剝落現象，常見的有圓柱滾子軸承的疲勞剝落、表麵（miàn）凸物（wù）因素（sù）剝落、球軸承內圈的疲勞剝落、幾何應力集中剝落。之（zhī）所以出現這些問題，主要是因為軸承再運轉過程中遇到高負荷（hé）、受（shòu）力偏心和應（yīng）力（lì）集中等（děng）原因造（zào）成的。為此，軸（zhóu）承在使用過程中，應盡量通過設計（jì）源（yuán）頭來避免高負荷工礦的出現，同時在安（ān）裝和使用過程中避免軸承出現偏心和應力集中現象。
　　4.5過量（liàng）預負荷、過載和屈服延伸
　　軸承在使用過程（chéng）中由於各種原（yuán）因可能會出現過量預負荷、過載和屈服延伸現象。體現在軸承滾子開裂、微剝落、軸承外圈屈服延展和外圈亞表層開裂。而造成這些現（xiàn）象發生的典型成因包括軸承過載使用和（或）軸承偏心以及軸承在裝配過程中的不當裝配。因此，軸承要通過設（shè）計環節來避免軸承的過載使（shǐ）用和通過合適的裝配環節開控製軸承安裝偏心等問題的發生（shēng）。
　　4.6偏心（xīn）
　　軸承在使用過程（chéng）中因為各種原因會出現偏心。主要體現在係（xì）統變形造成的不規則滾子軌跡、幾何應力集中剝（bāo）落、不規則（zé）滾子軌跡（jì）和軸承外圈幾何應力集中剝落。導致這些現象出現的主要（yào）原因（yīn）包括（kuò）軸承的高負荷運轉、軸或軸承（chéng）座（zuò）的變形、軸承座或軸加工（gōng）精度的不精確。為此（cǐ），我們要通（tōng）過（guò）軸或軸承座加工的精度來提高軸承的使用壽命。
　　4.7操作損傷
　　軸承的損壞除了使用上的損壞外，其軸承的安裝過（guò）程業很重（chóng）要（yào），在一定程度上也影響著軸承的壽命。主（zhǔ）要表現在外圈凹坑、破裂的內圈擋邊、外滾道的擋邊損壞和滾子間隔的表麵裂（liè）痕（hén）。這些（xiē）現象的出（chū）現主要是在軸（zhóu）承的裝配過程中選擇了不當的工具（比如使用（yòng）了（le）高硬度的工具安裝軸承）和（hé）錯誤的操作。為此，我們在軸承的安裝過程中要選（xuǎn）擇合適（shì）的工具，避免使用高硬度（dù）的工具，同時也要（yào）避免一（yī）些錯誤的安裝操作（zuò）。
　　4.8保持架損傷
　　保持架損傷（shāng）是軸承損傷常見的（de）方式之一，其損傷形式主要表現在（zài）保持架變形（xíng）、滾子受卡成歪斜狀、保持架（jià）梁彎曲（qǔ）、保（bǎo）持架深度壓痕等。而這些現象的出現主要由於軸承在裝配過程（chéng）中操作不當、裝配中選用的工裝不當或裝配軸（zhóu）承的程序存在問題（tí）、軸承在使用過程中受到外力衝擊等造成（chéng）的。為此，我們一定要控製裝配過程中對軸承的保護（hù）和軸承使用過（guò）程中注意保養和防止超載使用。
　　4.9凸點與配合不當
　　在軸承的損傷過程中，凸點與配合不當是其中（zhōng）損傷的方式之一，其損傷的主要表現形式為局部剝落、軸承座上的凸點引起的傷（shāng）痕、金屬（shǔ）撕裂和磨損以（yǐ）及尖孔。在軸承製造過程中凸點與配合得當就會發生上述問題（tí）。因此在（zài）軸承的製造過程中要（yào）注意保證圓柱滾子（zǐ）或滾動體的圓（yuán）度等，同時還要保證其光潔度，同時在滾動體加工過程中要（yào）注意不能出現磕碰現象，否則（zé）也同意出現凸點或是凹點，這樣都會影響到軸承的使用壽（shòu）命。
　　5　總結
　　綜上所述，軸承的（de）損傷與軸承（chéng）自身的結構、加工過程以及加工中采用的加工工（gōng）藝等有著緊密的聯係，其損傷形式有很多種，其中（zhōng）有些是（shì）可以從設計或裝配以及使用過程中避免的。如果能夠在這些環節控製得比較好，就能夠很好的延長軸（zhóu）承和設備的使用壽命。這就需要軸承生產廠家和軸承使用廠家從各自的角度（dù）來加強軸承的使用壽命，Z終延長了軸承的使（shǐ）用壽命。同時（shí）通過對軸承損傷形式的分（fèn）析（xī），可以很好的為軸（zhóu）承的設（shè）計和材料及熱處理的選擇上（shàng）提供了寶貴的意見。通過對軸承損（sǔn）傷形式（shì）的研究也有利於提高我國軸（zhóu）承（chéng）的整體水（shuǐ）平。
　　參考文獻
　　[1]王文斌（bīn）.機械設計手冊（單行本）滾動軸承[M].北京：機械（xiè）工業出版社，2007.
　　[2]李洪，曲中謙.實用軸（zhóu）承手冊[M].沈陽：遼寧科學技術（shù）出版社，2001.
　　[3]張鬆林.Z新（xīn）軸（zhóu）承手冊[M].北京：電子工業出版社，2007.
　　[4]濮良貴，紀名剛.機（jī）械設計（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

來源（yuán）：《現（xiàn）代商貿工業》2018年9期