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轴承知识
滚动轴承的使用维护与常见故障的监测
2016-08-25郑康1 赵欣1 张福利2
（1.邯郸钢铁集团邯宝公司能源中心，河北邯郸 056015；2.邯郸钢铁集团贮运中心，河北邯郸 056015）
摘 要：主要介绍了滚动轴承常见故障应如何监测，并对滚动轴承的使用维护与安装拆卸过程中应注意的问题进行了详细的论述。
关键词：轴承；故障；维护
关键词：轴承；故障；维护
滚动轴承是旋转机械中的重要零件，在各个机械部门有着广泛的应用。典型的滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成的，它具有摩擦阻力小、效率高、易于起动、润滑方便、互换性好等优点，但也存在抗冲击能力差、高速时噪声大等缺点。有资料表明，在旋转机械中有70％的故障是由滚动轴承引起的，而滚动轴承的失效必然导致机械装置运行的不正常，甚至引发灾难性的后果，因此，对滚动轴承常见故障的研究显得十分重要。
1 滚动轴承常见故障的监测
不通过拆卸检查即可识别或预测运转中的轴承有无故障，这对提高生产率和经济性是十分重要的。运转中的检查项目有轴承的滚动声、振动、温度的状态等，主要的识别方法如下：
1.1通过轴承的滚动声音进行识别
通过声音进行识别需要有丰富的经验，必须经过充分的训练达到能够识别轴承声音与非轴承声音，为此，应尽量由专人来进行这项工作。用听音器或听音棒贴在外壳上可清楚地听到轴承的声音，也可采用测声器对运转中的轴承的滚动声大小及音质进行检查，轴承即使有轻微的剥离等损伤，也会发出异常声音和不规则声音，用测声器就能够分辨。
1.2通过轴承的振动进行识别
轴承振动对轴承的损伤很敏感，例如剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承振动测量中反映出来，所以，通过采用特殊的轴承振动测量器f频率分析器等）可测量出振动的大小，通过频率分析可推断出异常的具体情况。测得的数值因轴承的使用条件或传感器安装位置等而不同，因此需要事先对每台机器的测量值进行分析比较后确定判断标准。
1.3通过轴承的工作温度进行识别
轴承的温度一般由轴承室外面的温度就可推测出来，如果利用油孔能直接测量轴承外圈温度则更加合适。通常，轴承的温度随着运转开始慢慢上升，1h～2h后达到稳定状态。轴承的正常温度因机器的热容量、散热量、转速及负载而不同。如果润滑、安装不合适，则轴承温都会急骤上升，会出现异常高温，这时必须停止运转，采取必要的防范措施。使用热感器可以随时监测轴承的工作温度，并实现温度超过规定值时自动报警或停止，防止燃轴事故发生。
2 滚动轴承的使用维护
2.1保证轴承受载均匀
机器起动要平稳，加载时载荷逐渐增大，工作过程中载荷要稳定，不能忽大忽小，严格避免轴承承受过载或过大的冲击载荷。
2.2润滑和密封措施要正确
a.定期检查和更换润滑剂。发现润滑剂量不够而且没有变质，加装润滑剂到规定的量。如果润滑剂变质，就要更换润滑剂，更换时把旧润滑剂放干净，并清洗轴承和有关零部件，装入新润滑剂要达到机器说明书上规定的量，不能多也不能少，润滑油要看标尺，润滑脂达到填充空间的1/2～1/3为宜。
b.使用质量可靠的润滑剂，润滑剂牌号要同机器说明书上的牌号一致。
c.机器不能长时间闲置不用，如果需要闲置，要让机器经常活动，防止轴承生锈和润滑剂变质。机器闲置后再使用时，要认真检查润滑部分，特别是重点检查用润滑脂润滑的轴承，如果润滑脂变质硬化，要清洗轴承和润滑部位，加装新润滑脂。
d.加装新润滑剂后，开动机器运转，测量轴承部位的温度，如果温度过高（一般应不超过70℃），应停机检查润滑剂的质量，润滑剂质量有问题应及时更换。
e.密封和润滑是密不可分的，要经常检查轴承润滑密封元件，发现漏油或灰尘等杂物进入轴承内部，要清洗轴承和润滑部位，并更换密封元件。
3 滚动轴承的安装和拆卸
3.1轴承的游隙
滚动轴承的游隙是指在一个套圈固定的情况下，另一个套圈沿径向或轴向的Z大活动量，故游隙又分为径向游隙和轴向游隙两种。滚动轴承装配时，其游隙不能太大，也不能太小。游隙太大，会造成同时承受载荷的滚动体的数量减少，使单个滚动体的载荷增大，从而降低轴承的旋转精度，减少使用寿命；游隙太小，会使摩擦力增大，产生的热量增加，加剧磨损，同样能使轴承的使用寿命减少。因此，许多轴承在装配时都要严格控制和调整游隙。预紧就是轴承在装配时，给轴承的内圈或外圈一个轴向力，以消除轴承游隙，并使滚动体与内、外圈接触处产生初变形。预紧能提高轴承在工作状态下的刚度和旋转精度。对于承受载荷较大、旋转精度要求较高的轴承，大都是在无游隙甚至有少量过盈的状态下工作的，这种情况下就需要在装配时对轴承进行预紧。游隙的调整和预紧通常都是采用使轴承内圈对外圈作适当的轴向相对位移的方法来完成的。
3.2轴承的安装
3.2.1安装前应清洗干净轴承、轴颈和轴承座孔，安装时，应使用专用工具将轴承平直均匀地压人，不要用铁锤等硬物直接在轴承上敲击。如果没有专用工具，应垫以铜棒或木棒，然后锤击，对轴承所施加的压力，平均分布在轴承的内圈（装轴）和外圈（装孔）上，切勿单方向施加压力，以防轴承倾斜而挤压坏配合表面或安装偏心。
3.2.2轴承安装时，轴承在轴颈和轴承座孔试装，如果配合过紧或过松，不继续安装，而是选用与轴颈和轴承座孔配合适合的轴承安装，如果轴颈或轴承座孔有偏差，应修复轴颈或轴承座孔后安装。
3.2.3轴承安装后，开动机器运转，测量轴承部位外壳温度和听响声。如果温度过高，说明游隙太小；如果响声异常，说明游隙过大。停机后针对检查出的问题，进行轴承游隙的调整。
3.3轴承的拆卸
轴承损坏后需要拆卸，有的轴承需要卸下来进行清洗、检查，拆卸时应特别注意施压不能通过滚动体传递，以避免损坏轴承保持架，有条件应尽量使用拉拨器将轴承缓缓拉出。如果没有拉拔器，应垫以铜棒或木棒，然后轻轻锤击来拆卸轴承，拆卸时还要注意不损坏轴颈或轴承座孔表面。
结束语
以上所述的滚动轴承每一种失效不是独立出现的，而是多种失效同时存在于轴承的工作过程。因此轴承使用过程中，采取有效措施预防不同种类的失效是十分必要的。在实际生产中，只要做到轴承受载均匀，严格避免过载或过大的冲击载荷，按要求对轴承进行润滑和密封，以工艺规程要求安装和拆卸轴承，就可以有效延长轴承的使用期，甚至达到轴承的实际寿命，给用户带来客观的经济效益。
参考文献
[1]李国华.机械故障诊断[M].北京：化学工业出版社，2002.
1 滚动轴承常见故障的监测
不通过拆卸检查即可识别或预测运转中的轴承有无故障，这对提高生产率和经济性是十分重要的。运转中的检查项目有轴承的滚动声、振动、温度的状态等，主要的识别方法如下：
1.1通过轴承的滚动声音进行识别
通过声音进行识别需要有丰富的经验，必须经过充分的训练达到能够识别轴承声音与非轴承声音，为此，应尽量由专人来进行这项工作。用听音器或听音棒贴在外壳上可清楚地听到轴承的声音，也可采用测声器对运转中的轴承的滚动声大小及音质进行检查，轴承即使有轻微的剥离等损伤，也会发出异常声音和不规则声音，用测声器就能够分辨。
1.2通过轴承的振动进行识别
轴承振动对轴承的损伤很敏感，例如剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承振动测量中反映出来，所以，通过采用特殊的轴承振动测量器f频率分析器等）可测量出振动的大小，通过频率分析可推断出异常的具体情况。测得的数值因轴承的使用条件或传感器安装位置等而不同，因此需要事先对每台机器的测量值进行分析比较后确定判断标准。
1.3通过轴承的工作温度进行识别
轴承的温度一般由轴承室外面的温度就可推测出来，如果利用油孔能直接测量轴承外圈温度则更加合适。通常，轴承的温度随着运转开始慢慢上升，1h～2h后达到稳定状态。轴承的正常温度因机器的热容量、散热量、转速及负载而不同。如果润滑、安装不合适，则轴承温都会急骤上升，会出现异常高温，这时必须停止运转，采取必要的防范措施。使用热感器可以随时监测轴承的工作温度，并实现温度超过规定值时自动报警或停止，防止燃轴事故发生。
2 滚动轴承的使用维护
2.1保证轴承受载均匀
机器起动要平稳，加载时载荷逐渐增大，工作过程中载荷要稳定，不能忽大忽小，严格避免轴承承受过载或过大的冲击载荷。
2.2润滑和密封措施要正确
a.定期检查和更换润滑剂。发现润滑剂量不够而且没有变质，加装润滑剂到规定的量。如果润滑剂变质，就要更换润滑剂，更换时把旧润滑剂放干净，并清洗轴承和有关零部件，装入新润滑剂要达到机器说明书上规定的量，不能多也不能少，润滑油要看标尺，润滑脂达到填充空间的1/2～1/3为宜。
b.使用质量可靠的润滑剂，润滑剂牌号要同机器说明书上的牌号一致。
c.机器不能长时间闲置不用，如果需要闲置，要让机器经常活动，防止轴承生锈和润滑剂变质。机器闲置后再使用时，要认真检查润滑部分，特别是重点检查用润滑脂润滑的轴承，如果润滑脂变质硬化，要清洗轴承和润滑部位，加装新润滑脂。
d.加装新润滑剂后，开动机器运转，测量轴承部位的温度，如果温度过高（一般应不超过70℃），应停机检查润滑剂的质量，润滑剂质量有问题应及时更换。
e.密封和润滑是密不可分的，要经常检查轴承润滑密封元件，发现漏油或灰尘等杂物进入轴承内部，要清洗轴承和润滑部位，并更换密封元件。
3 滚动轴承的安装和拆卸
3.1轴承的游隙
滚动轴承的游隙是指在一个套圈固定的情况下，另一个套圈沿径向或轴向的Z大活动量，故游隙又分为径向游隙和轴向游隙两种。滚动轴承装配时，其游隙不能太大，也不能太小。游隙太大，会造成同时承受载荷的滚动体的数量减少，使单个滚动体的载荷增大，从而降低轴承的旋转精度，减少使用寿命；游隙太小，会使摩擦力增大，产生的热量增加，加剧磨损，同样能使轴承的使用寿命减少。因此，许多轴承在装配时都要严格控制和调整游隙。预紧就是轴承在装配时，给轴承的内圈或外圈一个轴向力，以消除轴承游隙，并使滚动体与内、外圈接触处产生初变形。预紧能提高轴承在工作状态下的刚度和旋转精度。对于承受载荷较大、旋转精度要求较高的轴承，大都是在无游隙甚至有少量过盈的状态下工作的，这种情况下就需要在装配时对轴承进行预紧。游隙的调整和预紧通常都是采用使轴承内圈对外圈作适当的轴向相对位移的方法来完成的。
3.2轴承的安装
3.2.1安装前应清洗干净轴承、轴颈和轴承座孔，安装时，应使用专用工具将轴承平直均匀地压人，不要用铁锤等硬物直接在轴承上敲击。如果没有专用工具，应垫以铜棒或木棒，然后锤击，对轴承所施加的压力，平均分布在轴承的内圈（装轴）和外圈（装孔）上，切勿单方向施加压力，以防轴承倾斜而挤压坏配合表面或安装偏心。
3.2.2轴承安装时，轴承在轴颈和轴承座孔试装，如果配合过紧或过松，不继续安装，而是选用与轴颈和轴承座孔配合适合的轴承安装，如果轴颈或轴承座孔有偏差，应修复轴颈或轴承座孔后安装。
3.2.3轴承安装后，开动机器运转，测量轴承部位外壳温度和听响声。如果温度过高，说明游隙太小；如果响声异常，说明游隙过大。停机后针对检查出的问题，进行轴承游隙的调整。
3.3轴承的拆卸
轴承损坏后需要拆卸，有的轴承需要卸下来进行清洗、检查，拆卸时应特别注意施压不能通过滚动体传递，以避免损坏轴承保持架，有条件应尽量使用拉拨器将轴承缓缓拉出。如果没有拉拔器，应垫以铜棒或木棒，然后轻轻锤击来拆卸轴承，拆卸时还要注意不损坏轴颈或轴承座孔表面。
结束语
以上所述的滚动轴承每一种失效不是独立出现的，而是多种失效同时存在于轴承的工作过程。因此轴承使用过程中，采取有效措施预防不同种类的失效是十分必要的。在实际生产中，只要做到轴承受载均匀，严格避免过载或过大的冲击载荷，按要求对轴承进行润滑和密封，以工艺规程要求安装和拆卸轴承，就可以有效延长轴承的使用期，甚至达到轴承的实际寿命，给用户带来客观的经济效益。
参考文献
[1]李国华.机械故障诊断[M].北京：化学工业出版社，2002.
[2]陈立德.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2000.
[3]拾益跃.胡栋.滚动轴承早期失效分析[J].轴承，2008.
[4]艾尼瓦尔.阿皮孜.滚动轴承失效原因分析及使用维护研究[J].煤炭技术，2010，6.
[3]拾益跃.胡栋.滚动轴承早期失效分析[J].轴承，2008.
[4]艾尼瓦尔.阿皮孜.滚动轴承失效原因分析及使用维护研究[J].煤炭技术，2010，6.
