角接触球轴承_久研轴承科技（安徽）有限公司

浅析延长滚动轴承使用寿命的方法

2013-07-03

温京华　刘万银
（鸡西矿业集团有限公司滴道盛和煤矿选煤厂，黑龙江鸡西　158158）

　　摘　要：详细地叙述了滚动轴承损坏的特征和原因，阐明了防止轴承过早失效的办法，并提出在生产实际中安装和使用轴承的方法和注意事项，对生产中使用滚动轴承和延长滚动轴承寿命具有借鉴作用。
　　关键词：滚动轴承；失效；使用寿命；经济效益
　　0　前言
　　滚动轴承是选煤机械设备广泛应用的重要配件之一，在滴道盛和煤矿洗煤厂滚动轴承应用的型号、规格较多，数量很大，设备使用过程中，有相当一部分轴承，在没有达到使用寿命时就因损坏而失效。轴承过早地失效不仅给机修工人增加很大的劳动量，同时还因为停产检修影响生产，给该洗煤厂的经济效益造成损失，所以应深刻地分析造成滚动轴承过早失效的诸多因素，并找出相应的解决办法，延长滚动轴承的使用寿命对生产实际具有重要的指导意义。
　　1　滚动轴承损坏的特征和原因
　　滚动轴承损坏的形式主要有疲劳剥落（或称剥蚀）过量的永久变形和磨损，其中疲劳剥蚀是正常失效。另外还有套圈断裂，滚动体压碎，保持架磨损断裂，电流腐蚀、锈蚀等，为非正常失效。造成轴承过早失效的原因是多方面的，但主要的是使用和保护不当。Z常见的是轴承密封不好，润滑不良，严重过载，装配不当，运输或装卸过程中发生冲击、撞击等，下面详细分析轴承产生过早失效原因。
　　（1）选煤设备上的轴承多数是内套圈与轴配合，并一起转动，而外套圈不动，每个滚动体在旋转中不断改变与滚道的接触位置，轴承工作时，滚动表面接触应力反复变化，引起金属疲劳，滚动表面开始出现麻点，很细的屑皮剥落，然后出现凹陷，并逐渐扩大漫延，形成疲劳剥落。当疲劳剥落的面积超过一定尺寸时剥落将迅速扩大，出现大的片状剥落，形成凹坑，此外滚道的压痕也将产生噪音，振动和附加转矩。
　　（2）当轴承上作用有外载荷且不转时，外部的振动会使轴承中的滚动体随之振动，结果会使轴承接触处产生局部塑性变形而形成压痕，此情况常发生在设备运输过程中或在设备非工作情况下外部因素引起的振动。比如轴承不慎落地，或不正当的装配等。
　　（3）由于安装不当或轴与轴承孔公差配合不当，以及轴承跟轴肩的位置度误差等，都会使轴承孔与轴的中心线倾斜，产生不同轴误差，从而使轴承滚动体工作时脱离正常滚道，分布于非圆形滚道上。如果此误差越大，对轴承产生的附加力矩就越大，越容易使轴承中局部区域承受较大的负荷，该处越会出现疲劳剥落现象。
　　（4）轴承两个互相接触的表面在负荷作用下相对滑动时若润滑不充分，或有微粒进入其间，很容易将接触表面擦伤，或使表面磨损。例如：①圆锥滚子，球面滚子，短圆柱滚子的端面与套圈挡边接触处容易形成磨损。②在推力球轴承中在轴向负荷较小，转速较高时，由于陀螺力矩使钢球和滚道产生滑动发热，在滚道上容易形成螺旋形的擦伤条纹。
　　（5）如果轴承的滚动体与内外滚道之间的间隙过小，润滑不良，冷却不好或超载工作，都会使轴承因过热产生“抱死”现象。比如滴道盛和煤矿选煤厂矸石脱介筛因冷却管不畅通，又超载工作，轴承经常因过热发生“抱死”现象，下面从理论上详细地分析一下产生的原因，在发生轴承“抱死”之前的一段时间里，过度的磨擦和产生的高热会软化轴承钢，同时引起轴承内各零件体积膨胀，互相挤压力越来越大，直至轴承“抱死”。过热的轴承常伴有颜色的改变，通常为蓝黑色或浅黄色。过热时滚动体与保持架之间的间隙也变小，摩擦力也将在保持架上产生应力并可能使保持架断裂而加速轴承失效。
　　（6）与轴承相配合的轴径必须保证有一定的过盈量，并且此段轴的加工精度也要求较高，如果轴与轴承孔之间过盈量太小或有了间隙，在运转中二者之间能相对转动而产生划痕，划痕沿圆周方向同样与轴承配合的轴段也将受到类似的划伤。
　　（7）在密封、润滑良好的情况下，滚动轴承的磨损很小。若密封不好，润滑剂被污染后，其润滑条件就将恶化，一些固体杂质混在润滑剂中成为一种磨蚀剂，可引起较严重的磨损。使轴承过早发生磨损失效。如果轴承过热，润滑将失去作用，会导致轴承“抱死”。再有如果润滑剂缺乏时，会使保持架与滚动体或套圈在接触处产生磨擦、碰撞，甚至保持架断裂。
　　（8）轴承零件滚动工作表面锈蚀是由于水分或湿气侵入轴承凝聚在接触处或者由于润滑剂选用不当，黏度低等，均可使轴承工作表面失去光泽，呈现暗黑色，形成锈蚀，锈蚀产生物、水、杂质和润滑油混合在一起形成研磨剂，更加加快了轴承磨损程度，往往锈蚀和其它损坏特征同时出现。该厂重介车间渣浆泵的使用地点，由于受工况条件影响，轴承的损坏主要原因就是锈蚀。
　　综上所述不难看出，除了轴承外圈滚动体及保持架的失效外，滚动轴承的失效大多数来自内圈的损坏。因为外圈滚动与滚动体的接触面积要比内圈、内滚道大，在同一载荷作用下，在接触点处，内滚道所受的压强比外滚道大势必造成内滚道Z先开始失效，随着内圈失效程度的加深逐渐地导致滚动体外圈和保持架的失效，因此研究内圈的失效，并找出相应的解决办法是延长滚动轴承寿命的有效途径。
　　2　防止轴承过早失效的办法
　　防止轴承失效的Z好办法是尽量避免上述种种不良因素的产生。
　　（1）首先在挑选轴承的过程中注意轴承的几个重要技术特征，其中有转动噪音大小，启动和转动轴承所用的力矩的大小，刚性如何，轴承径向和轴向活动情况。在实际应用中，只单项考核是远远不够的。轴承转动力矩的大小取决于润滑滚动体与内外滚道的间隙，滚道的质量（滚道的圆度和其表面粗糙度）还与是否用密封圈和密封挡板有关，润滑油的粘度必须仔细选择若选得过粘会增大阻力，若选的过稀，会影响润滑效果，决定采用哪一种润滑油——油脂或稀油，要视具体的工作环境而定。比如在我厂重介车间脱介筛使用的是二硫化钼锂基润滑脂，渣浆泵在夏季用46号机械油。冬季用32号机械油。再有不同的润滑介质在使用中会产生不同的噪音特征。
　　通过实际生产经验发现，在失效的轴承中，有40%是由于颗粒污染擦刮和腐蚀所致，污染常常是因为在装拆轴承时不注意清洁或工作环境差所造成的。但幸运的是这两种情况是完全可以避免的。所以我们通常采用使用防护罩或密封条等密封装置来防止灰尘和污物的侵入，但由于轴承内圈与外圈是相对运动的，不可能有一个完全密封的装置，因此这些方法也只是缓解污染的一般方法。
　　（2）合理的轴承装配，也是防止轴承失效，延长轴承寿命的重要方法。选择滚动轴承装配时应综合考虑轴承的大小，方向和性质，轴承的尺寸工作温度，旋转精度，轴与轴承座的材料等因素。轴承的装配，关键就在于装拆方法是否得当，能否保证合适的间隙和游隙。
　　在轴承装配时，轴向间隙过小，会使其附加力矩增大，轴承中心线与轴承孔中心线之间的角位移过大，也将恶化轴承的工作状态。避免的方法是：在往轴上安装轴承时，先将其放入80～100℃油中加热15～20min。在拆卸轴承过程中，也存在同样的问题，如果拆卸不当，轻则在滚道上造成压痕，重则使轴承报废。拆卸下来的轴承，如能继续使用需将其放入温度为85～90℃的碱溶液中进行除油处理，有锈的需进行除锈处理，重新涂油润滑后方能继续使用。
　　另外，轴承在装配过程中要考虑轴向间隙。如我厂选煤车间使用的二级圆柱齿轮减速器高速轴的支承结构中，两端均选用单列向心球轴承306，两个轴承的外圈都是端盖进行轴向固定，为了补偿轴的热伸长，在右端放置调整垫片，以保证有微量的轴向间隙。
　　当轴承的轴向游隙已能补偿轴的热伸长时，也可不留间隙。采用油沟密封，适用于清洁干燥中速轻载，轴较短而工作温度变化不大的场合。
　　3　结语　　
　　为了延长滚动轴承的使用寿命，在生产实际中我们不但要要求有高质量的轴承，更要要求员工有高水平的安装技能和有合理的使用，精心地维护的责任心。要尽量避免因人为的或外界因素给轴承带来的损害。努力给轴承创造一个良好的工作环境。我们还要继续努力，在生产实践中不断探求保护和延长轴承寿命的新方法，这样才能充分发挥滚动轴承在设备运转中的效用，也为企业的经济效益做出贡献。

来源：《煤质技术》2009年S1期

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