在日常的工作中我們總是遇到設備主軸運轉時因噪音大、振動大或是主軸過熱引發的機械故障。通過檢查一般都會判斷“軸承壞了”,并對主軸軸承進行更換,很少有人去分析“軸承壞了”的根本原因。這個“壞了”到底壞在哪?是使用不當,還是軸承到壽命了?這兩點到底怎麼區分?大秦把工作中總結的經驗分享給大家,希望能幫助到大家,以下圖片為大秦自己制作,不太專業但能看的清楚,請大家多擔待些。
滾動軸承的故障是軸承使用不當導緻軸承損傷,妨礙了軸承的正常機能。而滾動軸承的壽命是理想狀态下運轉時,到達軸承失效為止的時間。根據不同用途即使在正确使用軸承時,經過一段時間軸承也會 失效,不能正常運轉。這個時間廣義上就是軸承的壽命,也就是我們所說的疲勞壽命。
先給大家說明一下“使用不當”具體指的是哪些,總結了五點:選型錯誤、軸或軸承位設計有缺陷、裝配或拆卸不當、潤滑不良以及日常維護不到位。其中由于使用不當造成軸承損傷,而導緻的機械故障占多數。
滾動軸承到壽命了又會出現什麼樣的現象,會對軸承産生什麼樣的影響?首先要确定軸承的使用狀态良好,而後針對設備旋轉軸的異常現象做出分析。
大秦也總結了四點:音響壽命(發生異音、振動變大)、磨損壽命(由于磨損導緻精度下降)、油脂壽命(潤滑油脂失效、劣化)、疲勞壽命(材料疲勞導緻剝離)。其中值得注意的是第三點油脂壽命,潤滑油脂經過很長時間也會發生變質失效的。用途不同壽命基準也不同,一般根據經驗判斷軸承是否達到所需的壽命。
大家在日常中往往會把一些使用不當發生的軸承損傷當做是“軸承到壽命了”換了就行了。可是軸承是否可以繼續使用,主要是考慮軸承損傷的程度、機械性能、重要性、運轉條件、至下次檢修的期間而決定。如果有下述缺陷則不能再使用,必須更換新軸承:
①内圈、外圈、滾動體、保持架的任何一個上有裂紋或缺口;
②套圈、滾動體任何一個上有斷裂;
③滾動道面、擋邊、滾動體上有顯著的卡傷;
④保持架磨損顯著或者鉚釘顯著松弛;
⑤滾道面、滾動體上有鏽,有傷;
⑥滾道面、滾動體上有嚴重的壓痕和打痕;
⑦内圈内徑面或外圈外徑面有明顯的蠕變;
⑧因熱而造成的變色明顯;
⑨封入潤滑脂的軸承,密封圈或防塵蓋的破損明顯。
但是僅調查軸承損傷,很難得知損傷的真正原因。如果知道了軸承的使用機械、使用條件、軸承周圍的構造、了解事故發生前後的情況後,再結合軸承的損傷狀态和幾種原因綜合考察,更有利于解決問題。
軸承的檢修和判斷:為了判斷拆卸下來的軸承是否可以使用,要在軸承洗幹淨後檢查。分别檢查滾道面,滾動面,配合面的狀态,保持架的磨損情況,軸承遊隙的增加以及尺寸精度下降的損傷和異常。檢查非分離型小型球軸承時,則需要用一隻手将内圈支持水平,旋轉外圈确認是否流暢。
圓錐滾子軸承等分離型軸承,可以對滾動體、外圈的滾道面分别檢查。
大秦這次提到了滾動軸承使用不當和滾動軸承壽命兩個要點,這兩個要點都有着各自的系統知識。大秦自己也是參加過相關的專業技能教育和實踐中,才對此有深刻的認識。下面給大家說明一下與滾動軸承壽命相關的知識。【因為篇幅有限軸承“使用不當”相關聯的知識會在下一篇的文章和大家一起分享。】
滾動軸承疲勞壽命(材料疲勞導緻的表面剝離)滾動軸承的早期失效形式,主要有破裂、塑性變形、磨損、腐蝕和疲勞。在正常條件下主要是接觸疲勞,疲勞壽命是指材料疲勞原因使金屬表面産生鱗狀剝落的現象(主要是表面剝離,也就是通常所說的“滾道研了”)
軸承疲勞類型分兩種,從球、滾子反複作用給外圈滾道面的負荷(接觸應力)而産生内部疲勞或是表面疲勞。
剝離現象
内部疲勞型有充分油膜形成的狀态下,剪切應力反複發生緻使材料産生内部疲勞,其疲勞強度與材料本身的純淨度有很大關系。(如下列圖示)
雜志的進入産生壓痕,壓痕邊緣發生應力集中,材料産生表面疲勞。(疲勞強度與材料表面的強度有很大關系)
接下來給大家概括一下軸承壽命都與那些條件發生關系。
負荷大小和壽命軸承所受負荷的大小對軸承壽命影響很大,大家在選用軸承時最好查一下所選軸承的基本額定載荷。避免因實際載荷超出軸承所承受載荷,造成軸承疲勞損傷。不然會出現軸承不耐用,頻繁更換軸承的現象。在這裡說個小技巧,球軸承所受負荷減少一半,會延長其8倍的使用壽命,滾柱軸承會延長10的使用壽命。
軸承遊隙和壽命一般滾動軸承運轉中的内部遊隙,由于軸承的内部發熱與軸承周圍的放熱, 内圈比外圈溫度高,結果就會使内部遊隙減小。這時就要考慮遊隙與軸承的壽命。由于運轉中很難知道溫度差異,為安全起見通常采用正遊隙。
傾斜與壽命這裡的傾斜是指在安裝過程中軸的兩端平行度調整不到位或未作調整造成的軸傾斜。施加給軸承的作用力分布不均勻造成軸承壽命降低,傾斜越大降低的就越大,使用的時間就會越短。當然調心軸承除外,不存在上述問題。
材料純淨度與壽命軸承零件的失效除了服役條件之外,主要受鋼的硬度、強度、韌性、耐磨性、抗蝕性和内應力狀态制約。影響這些性能和狀态的主要内在因素有:①淬火鋼中的馬氏體;②淬火鋼中的殘留奧氏體;③淬火鋼中的未溶碳化物;④淬火回火後的殘留應力;⑤鋼的雜質含量。在潤滑條件良好的情況下,一般都是内部起點型剝離。因此材料内部的純淨度對壽命影響很大,這也是使用者無法把控的,我們所能做的就是挑選大品牌的正品軸承。
環境與壽命異物、雜質和進水對軸承壽命影響也很大,侵入的越多壽命越低。如下圖所示
與油膜形成有關的因素:軸承尺寸、表面光潔度、轉速、負荷、溫度、油的粘度系數。Λ : 油膜參數=hmin/ (√σ1 σ2)2=油膜厚度hmin/合成粗糙度σ 油膜越厚壽命越長。
說到軸承壽命在實際機械修理應用中關系不是太大,以上就是能讓大家對滾動軸承壽命到期有個廣泛的認識。其實,在實際應用中聯系最大的還是軸承的潤滑不良。為了盡可能長時間的以良好狀态維持軸承本來的性能,必須要經常保養、檢修,以求防故障于未然,确保運轉的可靠性,以此提高生産性、經濟性。
保養最好制定相應機械運轉條件的标準作業,來監視軸承運轉狀态,軸承的旋轉音、振動、溫度、潤滑劑的狀态……等等并定期進行。
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