滾動軸承的使用維護與常見故障的監測
2016-08-25鄭康1 趙欣1 張福利2
（1.邯鄲鋼鐵集團邯寶公司能源中心，河北邯鄲 056015；2.邯鄲鋼鐵集團貯運中心，河北邯鄲 056015）
摘 要：主要介紹了滾動軸承常見故障應如何監測，并對滾動軸承的使用維護與安裝拆卸過程中應注意的問題進行了詳細的論述。
關鍵詞：軸承；故障；維護
關鍵詞：軸承；故障；維護
滾動軸承是旋轉機械中的重要零件，在各個機械部門有著廣泛的應用。典型的滾動軸承由內圈、外圈、滾動體和保持架組成的，它具有摩擦阻力小、效率高、易于起動、潤滑方便、互換性好等優點，但也存在抗沖擊能力差、高速時噪聲大等缺點。有資料表明，在旋轉機械中有70％的故障是由滾動軸承引起的，而滾動軸承的失效必然導致機械裝置運行的不正常，甚至引發災難性的后果，因此，對滾動軸承常見故障的研究顯得十分重要。
1 滾動軸承常見故障的監測
不通過拆卸檢查即可識別或預測運轉中的軸承有無故障，這對提高生產率和經濟性是十分重要的。運轉中的檢查項目有軸承的滾動聲、振動、溫度的狀態等，主要的識別方法如下：
1.1通過軸承的滾動聲音進行識別
通過聲音進行識別需要有豐富的經驗，必須經過充分的訓練達到能夠識別軸承聲音與非軸承聲音，為此，應盡量由專人來進行這項工作。用聽音器或聽音棒貼在外殼上可清楚地聽到軸承的聲音，也可采用測聲器對運轉中的軸承的滾動聲大小及音質進行檢查，軸承即使有輕微的剝離等損傷，也會發出異常聲音和不規則聲音，用測聲器就能夠分辨。
1.2通過軸承的振動進行識別
軸承振動對軸承的損傷很敏感，例如剝落、壓痕、銹蝕、裂紋、磨損等都會在軸承振動測量中反映出來，所以，通過采用特殊的軸承振動測量器f頻率分析器等）可測量出振動的大小，通過頻率分析可推斷出異常的具體情況。測得的數值因軸承的使用條件或傳感器安裝位置等而不同，因此需要事先對每臺機器的測量值進行分析比較后確定判斷標準。
1.3通過軸承的工作溫度進行識別
軸承的溫度一般由軸承室外面的溫度就可推測出來，如果利用油孔能直接測量軸承外圈溫度則更加合適。通常，軸承的溫度隨著運轉開始慢慢上升，1h～2h后達到穩定狀態。軸承的正常溫度因機器的熱容量、散熱量、轉速及負載而不同。如果潤滑、安裝不合適，則軸承溫都會急驟上升，會出現異常高溫，這時必須停止運轉，采取必要的防范措施。使用熱感器可以隨時監測軸承的工作溫度，并實現溫度超過規定值時自動報警或停止，防止燃軸事故發生。
2 滾動軸承的使用維護
2.1保證軸承受載均勻
機器起動要平穩，加載時載荷逐漸增大，工作過程中載荷要穩定，不能忽大忽小，嚴格避免軸承承受過載或過大的沖擊載荷。
2.2潤滑和密封措施要正確
a.定期檢查和更換潤滑劑。發現潤滑劑量不夠而且沒有變質，加裝潤滑劑到規定的量。如果潤滑劑變質，就要更換潤滑劑，更換時把舊潤滑劑放干凈，并清洗軸承和有關零部件，裝入新潤滑劑要達到機器說明書上規定的量，不能多也不能少，潤滑油要看標尺，潤滑脂達到填充空間的1/2～1/3為宜。
b.使用質量可靠的潤滑劑，潤滑劑牌號要同機器說明書上的牌號一致。
c.機器不能長時間閑置不用，如果需要閑置，要讓機器經常活動，防止軸承生銹和潤滑劑變質。機器閑置后再使用時，要認真檢查潤滑部分，特別是重點檢查用潤滑脂潤滑的軸承，如果潤滑脂變質硬化，要清洗軸承和潤滑部位，加裝新潤滑脂。
d.加裝新潤滑劑后，開動機器運轉，測量軸承部位的溫度，如果溫度過高（一般應不超過70℃），應停機檢查潤滑劑的質量，潤滑劑質量有問題應及時更換。
e.密封和潤滑是密不可分的，要經常檢查軸承潤滑密封元件，發現漏油或灰塵等雜物進入軸承內部，要清洗軸承和潤滑部位，并更換密封元件。
3 滾動軸承的安裝和拆卸
3.1軸承的游隙
滾動軸承的游隙是指在一個套圈固定的情況下，另一個套圈沿徑向或軸向的Z大活動量，故游隙又分為徑向游隙和軸向游隙兩種。滾動軸承裝配時，其游隙不能太大，也不能太小。游隙太大，會造成同時承受載荷的滾動體的數量減少，使單個滾動體的載荷增大，從而降低軸承的旋轉精度，減少使用壽命；游隙太小，會使摩擦力增大，產生的熱量增加，加劇磨損，同樣能使軸承的使用壽命減少。因此，許多軸承在裝配時都要嚴格控制和調整游隙。預緊就是軸承在裝配時，給軸承的內圈或外圈一個軸向力，以消除軸承游隙，并使滾動體與內、外圈接觸處產生初變形。預緊能提高軸承在工作狀態下的剛度和旋轉精度。對于承受載荷較大、旋轉精度要求較高的軸承，大都是在無游隙甚至有少量過盈的狀態下工作的，這種情況下就需要在裝配時對軸承進行預緊。游隙的調整和預緊通常都是采用使軸承內圈對外圈作適當的軸向相對位移的方法來完成的。
3.2軸承的安裝
3.2.1安裝前應清洗干凈軸承、軸頸和軸承座孔，安裝時，應使用專用工具將軸承平直均勻地壓人，不要用鐵錘等硬物直接在軸承上敲擊。如果沒有專用工具，應墊以銅棒或木棒，然后錘擊，對軸承所施加的壓力，平均分布在軸承的內圈（裝軸）和外圈（裝孔）上，切勿單方向施加壓力，以防軸承傾斜而擠壓壞配合表面或安裝偏心。
3.2.2軸承安裝時，軸承在軸頸和軸承座孔試裝，如果配合過緊或過松，不繼續安裝，而是選用與軸頸和軸承座孔配合適合的軸承安裝，如果軸頸或軸承座孔有偏差，應修復軸頸或軸承座孔后安裝。
3.2.3軸承安裝后，開動機器運轉，測量軸承部位外殼溫度和聽響聲。如果溫度過高，說明游隙太小；如果響聲異常，說明游隙過大。停機后針對檢查出的問題，進行軸承游隙的調整。
3.3軸承的拆卸
軸承損壞后需要拆卸，有的軸承需要卸下來進行清洗、檢查，拆卸時應特別注意施壓不能通過滾動體傳遞，以避免損壞軸承保持架，有條件應盡量使用拉撥器將軸承緩緩拉出。如果沒有拉拔器，應墊以銅棒或木棒，然后輕輕錘擊來拆卸軸承，拆卸時還要注意不損壞軸頸或軸承座孔表面。
結束語
以上所述的滾動軸承每一種失效不是獨立出現的，而是多種失效同時存在于軸承的工作過程。因此軸承使用過程中，采取有效措施預防不同種類的失效是十分必要的。在實際生產中，只要做到軸承受載均勻，嚴格避免過載或過大的沖擊載荷，按要求對軸承進行潤滑和密封，以工藝規程要求安裝和拆卸軸承，就可以有效延長軸承的使用期，甚至達到軸承的實際壽命，給用戶帶來客觀的經濟效益。
參考文獻
[1]李國華.機械故障診斷[M].北京：化學工業出版社，2002.
1 滾動軸承常見故障的監測
不通過拆卸檢查即可識別或預測運轉中的軸承有無故障，這對提高生產率和經濟性是十分重要的。運轉中的檢查項目有軸承的滾動聲、振動、溫度的狀態等，主要的識別方法如下：
1.1通過軸承的滾動聲音進行識別
通過聲音進行識別需要有豐富的經驗，必須經過充分的訓練達到能夠識別軸承聲音與非軸承聲音，為此，應盡量由專人來進行這項工作。用聽音器或聽音棒貼在外殼上可清楚地聽到軸承的聲音，也可采用測聲器對運轉中的軸承的滾動聲大小及音質進行檢查，軸承即使有輕微的剝離等損傷，也會發出異常聲音和不規則聲音，用測聲器就能夠分辨。
1.2通過軸承的振動進行識別
軸承振動對軸承的損傷很敏感，例如剝落、壓痕、銹蝕、裂紋、磨損等都會在軸承振動測量中反映出來，所以，通過采用特殊的軸承振動測量器f頻率分析器等）可測量出振動的大小，通過頻率分析可推斷出異常的具體情況。測得的數值因軸承的使用條件或傳感器安裝位置等而不同，因此需要事先對每臺機器的測量值進行分析比較后確定判斷標準。
1.3通過軸承的工作溫度進行識別
軸承的溫度一般由軸承室外面的溫度就可推測出來，如果利用油孔能直接測量軸承外圈溫度則更加合適。通常，軸承的溫度隨著運轉開始慢慢上升，1h～2h后達到穩定狀態。軸承的正常溫度因機器的熱容量、散熱量、轉速及負載而不同。如果潤滑、安裝不合適，則軸承溫都會急驟上升，會出現異常高溫，這時必須停止運轉，采取必要的防范措施。使用熱感器可以隨時監測軸承的工作溫度，并實現溫度超過規定值時自動報警或停止，防止燃軸事故發生。
2 滾動軸承的使用維護
2.1保證軸承受載均勻
機器起動要平穩，加載時載荷逐漸增大，工作過程中載荷要穩定，不能忽大忽小，嚴格避免軸承承受過載或過大的沖擊載荷。
2.2潤滑和密封措施要正確
a.定期檢查和更換潤滑劑。發現潤滑劑量不夠而且沒有變質，加裝潤滑劑到規定的量。如果潤滑劑變質，就要更換潤滑劑，更換時把舊潤滑劑放干凈，并清洗軸承和有關零部件，裝入新潤滑劑要達到機器說明書上規定的量，不能多也不能少，潤滑油要看標尺，潤滑脂達到填充空間的1/2～1/3為宜。
b.使用質量可靠的潤滑劑，潤滑劑牌號要同機器說明書上的牌號一致。
c.機器不能長時間閑置不用，如果需要閑置，要讓機器經常活動，防止軸承生銹和潤滑劑變質。機器閑置后再使用時，要認真檢查潤滑部分，特別是重點檢查用潤滑脂潤滑的軸承，如果潤滑脂變質硬化，要清洗軸承和潤滑部位，加裝新潤滑脂。
d.加裝新潤滑劑后，開動機器運轉，測量軸承部位的溫度，如果溫度過高（一般應不超過70℃），應停機檢查潤滑劑的質量，潤滑劑質量有問題應及時更換。
e.密封和潤滑是密不可分的，要經常檢查軸承潤滑密封元件，發現漏油或灰塵等雜物進入軸承內部，要清洗軸承和潤滑部位，并更換密封元件。
3 滾動軸承的安裝和拆卸
3.1軸承的游隙
滾動軸承的游隙是指在一個套圈固定的情況下，另一個套圈沿徑向或軸向的Z大活動量，故游隙又分為徑向游隙和軸向游隙兩種。滾動軸承裝配時，其游隙不能太大，也不能太小。游隙太大，會造成同時承受載荷的滾動體的數量減少，使單個滾動體的載荷增大，從而降低軸承的旋轉精度，減少使用壽命；游隙太小，會使摩擦力增大，產生的熱量增加，加劇磨損，同樣能使軸承的使用壽命減少。因此，許多軸承在裝配時都要嚴格控制和調整游隙。預緊就是軸承在裝配時，給軸承的內圈或外圈一個軸向力，以消除軸承游隙，并使滾動體與內、外圈接觸處產生初變形。預緊能提高軸承在工作狀態下的剛度和旋轉精度。對于承受載荷較大、旋轉精度要求較高的軸承，大都是在無游隙甚至有少量過盈的狀態下工作的，這種情況下就需要在裝配時對軸承進行預緊。游隙的調整和預緊通常都是采用使軸承內圈對外圈作適當的軸向相對位移的方法來完成的。
3.2軸承的安裝
3.2.1安裝前應清洗干凈軸承、軸頸和軸承座孔，安裝時，應使用專用工具將軸承平直均勻地壓人，不要用鐵錘等硬物直接在軸承上敲擊。如果沒有專用工具，應墊以銅棒或木棒，然后錘擊，對軸承所施加的壓力，平均分布在軸承的內圈（裝軸）和外圈（裝孔）上，切勿單方向施加壓力，以防軸承傾斜而擠壓壞配合表面或安裝偏心。
3.2.2軸承安裝時，軸承在軸頸和軸承座孔試裝，如果配合過緊或過松，不繼續安裝，而是選用與軸頸和軸承座孔配合適合的軸承安裝，如果軸頸或軸承座孔有偏差，應修復軸頸或軸承座孔后安裝。
3.2.3軸承安裝后，開動機器運轉，測量軸承部位外殼溫度和聽響聲。如果溫度過高，說明游隙太小；如果響聲異常，說明游隙過大。停機后針對檢查出的問題，進行軸承游隙的調整。
3.3軸承的拆卸
軸承損壞后需要拆卸，有的軸承需要卸下來進行清洗、檢查，拆卸時應特別注意施壓不能通過滾動體傳遞，以避免損壞軸承保持架，有條件應盡量使用拉撥器將軸承緩緩拉出。如果沒有拉拔器，應墊以銅棒或木棒，然后輕輕錘擊來拆卸軸承，拆卸時還要注意不損壞軸頸或軸承座孔表面。
結束語
以上所述的滾動軸承每一種失效不是獨立出現的，而是多種失效同時存在于軸承的工作過程。因此軸承使用過程中，采取有效措施預防不同種類的失效是十分必要的。在實際生產中，只要做到軸承受載均勻，嚴格避免過載或過大的沖擊載荷，按要求對軸承進行潤滑和密封，以工藝規程要求安裝和拆卸軸承，就可以有效延長軸承的使用期，甚至達到軸承的實際壽命，給用戶帶來客觀的經濟效益。
參考文獻
[1]李國華.機械故障診斷[M].北京：化學工業出版社，2002.
[2]陳立德.機械設計基礎[M].北京：高等教育出版社，2000.
[3]拾益躍.胡棟.滾動軸承早期失效分析[J].軸承，2008.
[4]艾尼瓦爾.阿皮孜.滾動軸承失效原因分析及使用維護研究[J].煤炭技術，2010，6.
[3]拾益躍.胡棟.滾動軸承早期失效分析[J].軸承，2008.
[4]艾尼瓦爾.阿皮孜.滾動軸承失效原因分析及使用維護研究[J].煤炭技術，2010，6.
