李偉??

摘要：軸承是現(xiàn)在機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它的好壞直接決定了機(jī)器的壽命。因此，對軸承的損傷進(jìn)行分析，能夠?yàn)闄C(jī)器的設(shè)計(jì)提供可靠的理論依據(jù)，對其損傷的預(yù)防能夠延長機(jī)器的使用壽命。以滾動(dòng)軸承為例，通過對軸承使用中常見的損傷類型進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。希望能夠?yàn)閺V大設(shè)計(jì)者提供更廣闊的改進(jìn)和創(chuàng)新思路，從而為延長軸承及機(jī)器的使用壽命提供參考。

關(guān)鍵詞：軸承；損傷；預(yù)防；措施

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.09.096

1前言

軸承是影響機(jī)器壽命的主要原因之一，同時(shí)也是影響機(jī)器性能和傳動(dòng)效率的主要原因。因軸承的穩(wěn)定性和可靠性直接決定了整個(gè)機(jī)器的可靠性，因此高端軸承市場長時(shí)間以來主要被國外壟斷，國內(nèi)的軸承生產(chǎn)廠家主要集中在中低端市場。近幾年隨著國內(nèi)加工設(shè)備和制造水平的不斷提高以及高端人才的引進(jìn)，在高端軸承的設(shè)計(jì)和制造水平也取得了一些突破性進(jìn)展，并在高端市場中取得了一定的成就。為了更好的提高國內(nèi)軸承整體的生產(chǎn)制造加工水平，對軸承的損傷分析及預(yù)防措施就顯得尤為重要。

2軸承的分類及其特點(diǎn)

根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可把軸承分為滑動(dòng)摩擦軸承（簡稱滑動(dòng)軸承）和滾動(dòng)摩擦軸承（簡稱滾動(dòng)軸承）兩大類。滾動(dòng)軸承是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的，由于摩擦系數(shù)小，起動(dòng)阻力小，功率消耗少，而且它已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，選用、潤滑、維護(hù)都很方便，因此在一般的機(jī)器中應(yīng)用較廣?；瑒?dòng)軸承主要應(yīng)用于在某些不能、不便或使用滾動(dòng)軸承沒有優(yōu)勢的場合，如工作轉(zhuǎn)速特高、特大沖擊與振動(dòng)、徑向空間尺寸受到限制或必須剖分安裝（如曲軸的軸承）以及需在水或腐蝕性介質(zhì)中工作等條件下，仍占有重要地位。因此，滑動(dòng)軸承在軋鋼機(jī)、汽輪機(jī)等各種儀表中應(yīng)用頗為廣泛。

滾動(dòng)軸承可以概括的分為向心軸承、推力軸承和向心推力軸承三大類。向心軸承主要承受徑向載荷，推力軸承只能承受軸向載荷，向心推力軸承既能承受軸向載荷又能承受徑向載荷。

3滾動(dòng)軸承的構(gòu)成及其材料的熱處理

滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈、軸承滾動(dòng)體和保持架等4部分組成。內(nèi)圈用來和軸頸裝配，外圈用來和軸承座裝配。滾動(dòng)體在內(nèi)外的滾道間滾動(dòng)。保持架的主要作用是均勻的隔開滾動(dòng)體。軸承的內(nèi)外圈和滾動(dòng)體一般是用軸承鋼制造的，熱處理后硬度一般不低于60HRC。由于一般軸承的這些元件都經(jīng)過150℃的回火處理，所以通常當(dāng)軸承的工作溫度不高于120℃時(shí)，元件的硬度不會(huì)下降。

4軸承常見的損傷形式分析及預(yù)防措施

軸承在使用一定的時(shí)間以后，就會(huì)發(fā)生損壞，但這種損壞往往不是一次就能夠損壞掉的，而是有一個(gè)過程，這個(gè)過程時(shí)間有長有短?？偟膩碚f主要有以下?lián)p壞的形式。

4.1異物

在軸承的使用過程中有異物進(jìn)入軸承中，從而導(dǎo)致軸承失效。常見的有硬質(zhì)顆粒污染物、污染物凹坑、微粒污染物和保持架兜孔被微粒污染物磨損。比如在軸承裝配過程中夾雜鐵削等硬質(zhì)異物或其他微粒進(jìn)入到軸承中。比較典型的是軸承在裝配前的清洗方式不當(dāng)、設(shè)備中濾油不徹底或設(shè)備本身的密封磨損導(dǎo)致外界異物進(jìn)入設(shè)備中等。預(yù)防措施為在軸承裝配前一定清洗干凈并做消磁處理，防止軸承因?yàn)橛袣埩舸帕Χ鴬A雜鐵削等進(jìn)入裝配環(huán)節(jié)中，同時(shí)在設(shè)備的使用過程中要注意留意設(shè)備的濾油器是否完好以及設(shè)備的密封裝置是否完好，以保證它們的作用得到應(yīng)用。

4.2腐蝕或侵蝕

在軸承的使用過程中出現(xiàn)了軸承表面的剝落等現(xiàn)象，常見的是滾子間隔的表面剝落、外圈滾道腐蝕、侵蝕與腐蝕、深度的腐蝕與剝落。這種損壞方式常見于開式或半開始的設(shè)備中，軸承往往不是在一個(gè)密閉的空間內(nèi)，導(dǎo)致軸承在使用過程中接觸到了水之類的易腐蝕液體。典型的成因包括軸承在裝配前包裝損壞、存儲(chǔ)方式不當(dāng)?shù)?，這種情況軸承在裝配前其實(shí)已經(jīng)發(fā)生了腐蝕，只是當(dāng)時(shí)可能還不很明顯。還有就是設(shè)備的密封已經(jīng)磨損或損壞，致使設(shè)備進(jìn)入了易腐蝕的液體。

4.3潤滑不足

在軸承的使用過程中出現(xiàn)因潤滑不足導(dǎo)致的軸承損壞，常見的有過熱導(dǎo)致的滾道變形、微剝落、滾道端面劃傷、軸承整體鎖死、擋邊與滾子端面的劃傷。而導(dǎo)致這些損傷的出現(xiàn)比較典型的是軸承所使用的油脂或粘度不合適、低流速和高操作溫度等。為了解決一些問題，軸承的潤滑方式及條件至關(guān)重要，要根據(jù)設(shè)備的環(huán)境使用溫度和設(shè)備本身的特點(diǎn)來選擇合適的合格的潤滑油，同時(shí)還要對一些高溫作業(yè)的設(shè)備做降溫處理，比如增加散熱風(fēng)扇等。

4.4疲勞剝落

軸承在使用過程中，由于使用壽命比較長的原因，軸承會(huì)出現(xiàn)疲勞剝落現(xiàn)象，常見的有圓柱滾子軸承的疲勞剝落、表面凸物因素剝落、球軸承內(nèi)圈的疲勞剝落、幾何應(yīng)力集中剝落。之所以出現(xiàn)這些問題，主要是因?yàn)檩S承再運(yùn)轉(zhuǎn)過程中遇到高負(fù)荷、受力偏心和應(yīng)力集中等原因造成的。為此，軸承在使用過程中，應(yīng)盡量通過設(shè)計(jì)源頭來避免高負(fù)荷工礦的出現(xiàn)，同時(shí)在安裝和使用過程中避免軸承出現(xiàn)偏心和應(yīng)力集中現(xiàn)象。

4.5過量預(yù)負(fù)荷、過載和屈服延伸

軸承在使用過程中由于各種原因可能會(huì)出現(xiàn)過量預(yù)負(fù)荷、過載和屈服延伸現(xiàn)象。體現(xiàn)在軸承滾子開裂、微剝落、軸承外圈屈服延展和外圈亞表層開裂。而造成這些現(xiàn)象發(fā)生的典型成因包括軸承過載使用和（或）軸承偏心以及軸承在裝配過程中的不當(dāng)裝配。因此，軸承要通過設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)來避免軸承的過載使用和通過合適的裝配環(huán)節(jié)開控制軸承安裝偏心等問題的發(fā)生。

4.6偏心

軸承在使用過程中因?yàn)楦鞣N原因會(huì)出現(xiàn)偏心。主要體現(xiàn)在系統(tǒng)變形造成的不規(guī)則滾子軌跡、幾何應(yīng)力集中剝落、不規(guī)則滾子軌跡和軸承外圈幾何應(yīng)力集中剝落。導(dǎo)致這些現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因包括軸承的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、軸或軸承座的變形、軸承座或軸加工精度的不精確。為此，我們要通過軸或軸承座加工的精度來提高軸承的使用壽命。

4.7操作損傷

軸承的損壞除了使用上的損壞外，其軸承的安裝過程業(yè)很重要，在一定程度上也影響著軸承的壽命。主要表現(xiàn)在外圈凹坑、破裂的內(nèi)圈擋邊、外滾道的擋邊損壞和滾子間隔的表面裂痕。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是在軸承的裝配過程中選擇了不當(dāng)?shù)墓ぞ撸ū热缡褂昧烁哂捕鹊墓ぞ甙惭b軸承）和錯(cuò)誤的操作。為此，我們在軸承的安裝過程中要選擇合適的工具，避免使用高硬度的工具，同時(shí)也要避免一些錯(cuò)誤的安裝操作。

4.8保持架損傷

保持架損傷是軸承損傷常見的方式之一，其損傷形式主要表現(xiàn)在保持架變形、滾子受卡成歪斜狀、保持架梁彎曲、保持架深度壓痕等。而這些現(xiàn)象的出現(xiàn)主要由于軸承在裝配過程中操作不當(dāng)、裝配中選用的工裝不當(dāng)或裝配軸承的程序存在問題、軸承在使用過程中受到外力沖擊等造成的。為此，我們一定要控制裝配過程中對軸承的保護(hù)和軸承使用過程中注意保養(yǎng)和防止超載使用。

4.9凸點(diǎn)與配合不當(dāng)

在軸承的損傷過程中，凸點(diǎn)與配合不當(dāng)是其中損傷的方式之一，其損傷的主要表現(xiàn)形式為局部剝落、軸承座上的凸點(diǎn)引起的傷痕、金屬撕裂和磨損以及尖孔。在軸承制造過程中凸點(diǎn)與配合得當(dāng)就會(huì)發(fā)生上述問題。因此在軸承的制造過程中要注意保證圓柱滾子或滾動(dòng)體的圓度等，同時(shí)還要保證其光潔度，同時(shí)在滾動(dòng)體加工過程中要注意不能出現(xiàn)磕碰現(xiàn)象，否則也同意出現(xiàn)凸點(diǎn)或是凹點(diǎn)，這樣都會(huì)影響到軸承的使用壽命。

5總結(jié)

綜上所述，軸承的損傷與軸承自身的結(jié)構(gòu)、加工過程以及加工中采用的加工工藝等有著緊密的聯(lián)系，其損傷形式有很多種，其中有些是可以從設(shè)計(jì)或裝配以及使用過程中避免的。如果能夠在這些環(huán)節(jié)控制得比較好，就能夠很好的延長軸承和設(shè)備的使用壽命。這就需要軸承生產(chǎn)廠家和軸承使用廠家從各自的角度來加強(qiáng)軸承的使用壽命，最終延長了軸承的使用壽命。同時(shí)通過對軸承損傷形式的分析，可以很好的為軸承的設(shè)計(jì)和材料及熱處理的選擇上提供了寶貴的意見。通過對軸承損傷形式的研究也有利于提高我國軸承的整體水平。

參考文獻(xiàn)

[1]王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（單行本）滾動(dòng)軸承[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]李洪，曲中謙.實(shí)用軸承手冊[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[3]張松林.最新軸承手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[4]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2006.