滾動軸承失效形式及其維護

2015-10-26

劉桂麗 劉秋菊
(衡水(shuǐ)職(zhí)業技術學院機電工程係,河北衡水(shuǐ) 053000)
  摘 要:滾動軸承損壞的情況比一般機(jī)械零件的(de)損壞(huài)要複(fù)雜得多,大部分是由(yóu)於使用維護不當,如(rú)選型不適合、支承設計不合理、安裝不當、潤(rùn)滑不良、密封不好等外部因(yīn)素引起的(de)。軸承(chéng)失效有不同的形(xíng)式(shì),按照不同的失(shī)效形式采取預防措施才能有效延長軸承使用壽命(mìng)。
  關鍵詞:疲勞破壞;塑性變形;膠合;磨損
  軸承在使用過程中由於本身(shēn)質量和外部條件的原因(yīn),其承載能力、旋轉精度和減摩性能等會發(fā)生變化,當軸承的性能(néng)指標低於使用要求而不能正常工作時,稱之為軸承損壞或失效。若在正確安裝、潤滑和維護情(qíng)況下,由於逐漸磨損直到Z後失效,這種自然損傷是難以避免的。但(dàn)在實際使(shǐ)用中,如安裝調整不準確,零件有磕碰損傷和清潔度差,潤滑和維護不良,故障(zhàng)排除不及時等,都會導致軸承的過早損壞或(huò)出現各種損傷,不僅會影響發動機的正常工作,同時也大大降低軸承的(de)使用壽命。因此對軸承的故障要(yào)根據具體情況(kuàng)分析原因,並及時予以排除,延長其使用壽命以保證(zhèng)設(shè)備正常工(gōng)作。
  1 常見失效形式
  (1)疲勞破壞滾動軸(zhóu)承在工作過程中,滾動體和內(外)圈不斷地轉動,滾動體與滾道接觸表麵受脈動載荷的反複作用,首先在表麵下一定深度處產生疲勞裂紋,繼而擴展到接觸表麵,形成疲勞點蝕,致使軸承不能夠正常(cháng)工作。通常,疲(pí)勞點蝕是滾動軸承的(de)主要失效形式。
  (2)塑性變形當軸(zhóu)承轉速(sù)很低或間歇(xiē)擺動時,在很大的靜載荷或衝擊載荷作用(yòng)下,會使軸承滾道和滾動體接觸處的局部應力超(chāo)過材料的屈服極限,產生塑性變形(滾道表麵形(xíng)成變(biàn)形凹(āo)坑),而使軸承在運(yùn)轉中產生劇烈振動和噪聲(shēng),若變形量超(chāo)過一定範圍,將導致軸承不(bú)能夠正常工作。這種情況一(yī)般(bān)發(fā)生在低速(sù)運轉的軸承上。
  (3)表麵膠合機油質量、牌號不符(fú)合發動機用潤(rùn)滑油要(yào)求,保管不當,進水使機油變(biàn)質(zhì)(變成土黃色),失去潤滑功(gōng)能。潤(rùn)滑(huá)不好時,相對運動(dòng)表麵會有膠合現(xiàn)象。這是因為局部發生溫度過高,金屬晶粒從一個表麵轉移到另一個表麵,嚴重時會引起疲勞剝落。這種情(qíng)況常常發生(shēng)在滾動體端麵和導環發蘭麵上(shàng)。如果軸承配合(hé)過鬆(sōng),會出現(xiàn)內外圈與軸或軸承座相對轉動而引起表麵膠合。
  (4)磨損滾(gǔn)動體(tǐ)和滾道有相對運動,就會產生磨損。滾動軸承的座圈滾道嚴重磨損將影響軸承的正常工作,破壞軸承與(yǔ)殼體、軸承與軸的正(zhèng)確配合關係,產生噪(zào)聲。產生的主要原因可能是座圈(quān)內落入沙(shā)塵、金屬碎屑等異(yì)物,或者汙物和磨損的鐵屑(xiè)進入(rù)潤滑油脂就會破壞滾道麵的油膜形成,甚至造成局部(bù)應力集中,加劇磨損發生。潤滑油不足及潤滑(huá)油質量不符合要求等也會產生磨損。
  (5)腐蝕軸承內部含有水分或(huò)者化學成(chéng)分,油膜無法(fǎ)保護(hù)金屬表麵,迅速導致軸承生鏽或(huò)化學腐蝕。
  (6)電蝕由於在設備上進(jìn)行焊接時,不正確的焊接方法,導致焊接電流通過(guò)軸承,引起軸承表麵電蝕。
  (7)氣蝕因轉速變化引起潤滑(huá)油流速(sù)的改變,油中產生氣泡,氣泡破(pò)裂時產生(shēng)的壓力連續衝擊合金(jīn)表麵(miàn),導致合金表麵損傷而造(zào)成的。這種現象在高速(sù)、大負(fù)荷時尤為(wéi)劇烈。
  (8)剝落承受(shòu)負荷而又相對運動的接觸表(biǎo)麵,由於反複承(chéng)受負荷,使表層金屬成片狀(zhuàng)剝落下來,致(zhì)使軸承不能正常(cháng)工作。
  (9)斷裂由於使用、維護(hù)和保養不當,或潤滑密封不良等原因,軸承(chéng)內外圈、滾動體、保(bǎo)持架(jià)等都會發生斷裂、破碎,同上述剝(bāo)落一樣,眾多因素都會導致軸承失效。
  (10)軸承燒傷滾動軸承的軸(zhóu)承內、外圈及(jí)滾動元件一(yī)般用高純度(dù)的特種(zhǒng)鉻合金鋼製(zhì)成,硬度相當高。但如果潤滑不良、潤滑油質量不符(fú)合要求,潤(rùn)滑油不清潔,混有異物或者潤滑油不純,所含的(de)化學雜(zá)質(zhì)(酸性氧化(huà)物等)侵入到軸承滾(gǔn)動體引起的,氧化物產生主要是機油(yóu)高溫氧化的結果。機油溫度低於150℃時,腐蝕較為緩慢。使用時(shí)應(yīng)注意潤滑油和冷卻水的溫度,切忌發動機(jī)在高溫下工作。軸承選型不當、安裝欠妥都可能使軸承燒傷,使軸承滾道、滾動體回火。
  2 滾(gǔn)動軸承的正確(què)維護
  滾動軸承的正確維護是減少(shǎo)軸承失效的有效途徑,也是(shì)延(yán)長軸承壽命的可(kě)靠保證。因此,在(zài)工程機(jī)械的日常(cháng)維護和維修中,要重視滾(gǔn)動軸承(chéng)拆裝、檢驗、潤滑的各個環節,並對滾動軸承進行正確(què)調整。
  2.1滾(gǔn)動軸承的拆裝
  軸承拆裝(zhuāng)的正確與否,將影響到(dào)軸承的(de)精度、壽命和性能。軸承及相關零(líng)件安裝前應清洗(xǐ)幹淨,安裝時應使(shǐ)用專用(yòng)工具將軸承平直(zhí)均勻(yún)地壓(yā)入,不要用手(shǒu)錘敲擊(jī),特別是要禁止直接在軸承上敲擊。當軸承座圈與座孔(kǒng)配合鬆動時,應當修複座(zuò)孔或更換軸承,不要采用在軸承表麵上打麻點或墊銅皮的方法勉強(qiáng)使(shǐ)用。軸(zhóu)承拆卸時應使用合適(shì)的(de)拉器將軸承拉出,不要(yào)用鑿子、手錘敲擊軸承。
  2.2滾動軸承的調整
  為使軸承保持良好的工作狀態,延(yán)長其使用壽命,裝配時都需進行調整,即調整軸承與相配軸的同軸(zhóu)度及軸承的預緊度。
  (1)同軸度的調整為保證軸有正確(què)的工(gōng)作位置,軸承裝配時應使其與相配軸有良好的同軸度。靠(kào)定位裝置定位,安裝軸承前應檢查卡環是否良好、可靠,軸肩(jiān)是否(fǒu)平整,表麵有(yǒu)無雜質等;通過試運轉找正,在軸承蓋緊固螺(luó)栓擰緊過程中,應不斷轉動軸承,使其在轉動中自行找正後,再按規定力矩擰緊緊固螺栓。傳動軸中間支(zhī)承軸承等也應如(rú)此。
  (2)軸承預(yù)緊度的調整軸承預緊即(jí)安裝時迫使軸承內、外圈(quān)間產生一定的軸向(xiàng)位移,從而使軸承預先壓緊,以提高(gāo)軸承的支承剛度。預緊度合適(shì)的軸承應轉動靈活,軸向(xiàng)推拉、撬動無明(míng)顯的間隙(xì)感覺。
  2.3滾動軸承的潤滑
  潤滑和密封對滾動軸承的疲勞壽命和摩擦、磨損、溫升(shēng)、振動等有重要影響,沒有正常的潤滑,軸承就不能工作,因此軸(zhóu)承的良好潤滑是減小軸承摩擦和磨損的有效措(cuò)施。滾動(dòng)軸承工作條(tiáo)件惡劣,受衝擊負荷的影響顯著,若采用質量較差(chà)的潤滑油(如抗氧化(huà)性、穩定性差),選用不當的潤滑脂或者(zhě)不(bú)能對軸(zhóu)承進行很好的(de)密封,導致灰塵、水分等進入軸承,均會對軸承工作產生很大負麵影響,因(yīn)此在維護滾動軸承時必須重視潤滑和密封。滾動軸承的潤滑(huá)劑可以是潤滑(huá)脂、潤滑油和固體潤滑劑。
  正確判(pàn)斷滾動軸(zhóu)承的失效形式(shì),針對不同形式進行維護(hù)。滾動軸承的正確維護是減少軸承失效(xiào)的有效措施,加強軸承的狀態監測和日常維護。軸承的良(liáng)好工(gōng)作(zuò)狀態是保證設備可靠運行的一(yī)個重要方麵。當生產與維護(hù)發生矛盾時,不能以生產為主而延誤及時的維護,致使軸承帶(dài)病工作,合理地潤滑(huá)是保證軸承正常(cháng)工作的有(yǒu)效措施之(zhī)一,特(tè)別對高速、重載設(shè)備,對潤滑脂、潤滑油的選用和注人時(shí)間必須提出相應的要求。
  參考文獻
  [1]黃森彬.機械設計基礎[M].北京:高等教育出版社,1998:199-200.
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來源:《科技谘詢導報》2007年19期
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