轴承的正确使用.docx
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轴承的正确使用
轴承的正确使用
本文主要简单介绍以下几个问题:
1.轴承为什么会损坏
2.轴承安装使用时的一些常见问题
3.轴承的声音、温度及振动
4.轴承的安装
5.轴承的维护保养
正文
1轴承为什么会损坏
轴承属于精密零件,因而在使用时要求有相当地慎重态度,即便是使用了高性能的轴承,如果使用不当,也不能达到预期的性能效果,而且容易使轴承损坏。
不过,在某种特殊的操作条件下,轴承可以获得长于传统计算的寿命,特别是在轻负荷的情况下。
这些特殊的操作条件就是,当滚动面(轨道及滚动件)被润滑油膜有效地分隔及限制污染物所可能导致的表面破坏。
事实上,在理想的条件下,所谓永久轴承寿命是可能的。
滚动轴承的寿命以转数(或以一定转速下的工作的小时数)定义,在此寿命以内的轴承,应在其任何轴承圈或滚动体上发生初步疲劳损坏(剥落或缺损)。
然而无论在实验室试验或在实际使用中,都可明显的看到,在同样工作条件下外观相同的轴承,实际寿命却大不相同。
此外还有数种不同定义的轴承“寿命”,其中之一即所谓的“工作寿命”,它表示某一轴承在损坏之前可达到的实际寿命是由磨损、损坏通常并非由疲劳所致,而是由磨损、腐蚀、密封损坏等原因造成。
实际上仅有部份的轴承在实际应用中由于磨损而损坏,大部份的轴承损坏的原因很多——超出原先预估的负载,非有效的密封、过紧的配合所导致的过小轴承间隙等,这些因素中的任一因素皆有其特殊的损坏型式且会留下特殊的损坏痕迹。
因此,检视损坏的轴承,在大多案例中可以发现其可能的导因,大体上来说,有三分之一的轴承损坏导因于疲劳损坏,另外的三分之一导因于润滑不良,其它的三分之一导因于污染物进入轴承或安装处理不当。
2轴承安装使用时的一些常见问题
2.1.使用轴承应注意以下事项:
a、保持轴承及其周围环境的清洁,即使肉眼看不见的微笑灰尘进入轴承,也会增加轴承的磨损,振动和噪声。
b、使用安装时要认真仔细,不允许强力冲压,不允许用锤直接敲击轴承,不允许通过滚动体传递压力。
c、使用合适、准确的安装工具,尽量使用专用工具,极力避免使用布类和短纤维之类的东西。
d、防止轴承的锈蚀,直接用手拿取轴承时,要充分洗去手上的汗液,并涂以优质矿物油后再进行操作,在雨季和夏季尤其要注意防锈。
2.2滚动轴承安装使用时常见问题
2.2.1对安装表面和安装场所要求吗?
是的。
如果轴承内有铁屑、毛刺、灰尘等异物进入,将使轴承在运转时产生噪声与振动,甚至会损伤滚道和滚动体。
所以,在安装轴承前,您必须确保安装表面和安装环境的清洁。
2.2.2轴承安装前必须清洗吗?
轴承表面涂有防锈油,您必须用清洁的汽油或煤油仔细清洗,再涂上干净优质或高速高温的润滑油脂方可安装使用。
清洁度对轴承寿命和振动噪声的影响是非常大的。
但我们要特别提醒您的是:
全封闭轴承不须清洗加油。
2.2.3如何选择润滑脂?
润滑对轴承的运转及寿命有极为重要的影响。
这里向您简要介绍选择润滑脂的一般原则。
润滑脂由基础油、增稠剂及添加剂制成,不同种类和同一种类不同牌号的润滑脂性能相差很大,允许的旋转极限不同,在选择时务必注意。
润滑脂的性能主要由基础油决定。
一般低粘度的基础油适用于低温、高速;高粘度的适用于高温、高负荷。
增稠剂也关系着润滑性能,增稠剂的耐水性决定润滑脂的耐水性。
原则上,牌子不同的润滑脂不能混合,而且,即使是同种增稠剂的润滑脂,也会因添加剂不同相互带来坏影响。
2.2.4在润滑轴承时,油脂涂的越多越好吗?
润滑轴承时,油脂涂的越多越好,这是一个常见的错误概念。
轴承和轴承室内过多的油脂将造成油脂的过度搅拌,从而产生极高的温度。
2.2.5如何安装和拆卸?
安装时勿直接锤击轴承端面和非受力面,应以压块、套筒或其它安装工具使轴承均匀受力。
如果安装表面涂上润滑油,将使安装更顺利。
如配合过盈较大,应把轴承放入矿物油内加热至90~100℃后立即安装。
在拆卸遇到困难时,建议您使用拆卸工具向外拉的同时向内圈上小心的浇洒热油,热量会使轴承内圈膨胀,从而使其较易脱落。
2.2.6轴承的径向游隙越小越好吗?
不是所有的轴承都要求最小的工作游隙,您必须根据条件选用合适的游隙。
国标4604-93中,滚动轴承径向游隙共分五组-2组、0组、3组、4组、5组,游隙值依次由小到大,其中0组为标准游隙。
基本径向游隙组适用于一般的运转条件、常规温度及常用的过盈配合;在高温、高速、低噪声、低磨擦等特殊条件下工作的轴承则宜选用大的径向游隙;对精密主轴、机床主轴用轴承等宜选用较小的径向游隙;对于滚子轴承可保持少量的工作游隙。
另外,对于分离型的轴承则无所谓游隙;最后,轴承装机后的工作游隙,要比安装前的原始游隙小,因为轴承要承受一定的负荷旋转,还有轴承配合和负荷所产生的弹性变形量。
3轴承的声音、温度及振动
3.1轴承的滚动声
采用测声器对运转中的轴承的滚动声的大小及音质进行检查,轴承即使有轻微的剥离等损伤,也会发出异常音和不规则音,用测声器能够分辨。
利用听觉来辨识不规则的运转是一种很普通的方法。
例如:
藉助电子式听诊器来查觉某一零件的不正常噪常是有经验操作员使用的方法。
轴承若处于良好的连转状态会发出低低的呜呜声音。
若是发出尖锐的嘶嘶音,吱吱音及其它不规则的声音,经常表示轴承处于不良的连转状况。
尖锐的吱吱噪音可能是由于不适当的润滑所造成的。
不适当的轴承间隙也会造成金属声。
轴承外圈轨道上的凹轨道的凹痕会引起振动,并造成平顺清脆的声音。
若是由于安装时所造成的敲击伤痕也会产生噪音,此噪音会随着轴承转速的高低而不同。
若是有间歇性的噪音,则表示滚动件可能受损。
此声音是发生在当受损表面被辗压过时,轴承内若有污染物常会引起嘶嘶音。
严重的同承损坏会产生不规则并且巨大的噪音。
轴承损坏固然可藉由听力来查觉,但是通常此时已经到了轴承必须马上被更换不可。
所以,较好的方法例如使用诸如skf电子式状况监测仪器(ElectronicConditionMonitoring)。
比起旧方法使用一根木棍或螺丝起子抵在轴承箱上,另一端贴住耳朵,新发明可确保更安全,更精确的预估轴承状况。
3.2轴承的温度
轴承的温度,一般由轴承室外面的温度就可以测出来,如果利用油孔能直接测量轴承外圈温度,则更为合适。
通常,轴承的温度随着轴承运转开始慢慢上升,1-2小时后达到稳定状态。
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。
高温经常表示轴承已处于异常情况。
高温也有害于轴承的润滑剂。
有时轴承过热可归诸于轴承的润滑剂。
若轴承在超过125℃的温度长期连转会降低轴承寿命。
引起高温轴承的原因包括:
润滑不足或过分润滑,润滑剂。
内含有杂质,负载过大,轴承损环,间隙不足,及油封产生的高磨擦等等。
因此连续性的监测轴承温度是有必要的,无论是量测轴承本身或其它重要的零件。
如果是在运转条件不变的情况下,任何的温度改变可表示已发生故障。
轴承温度的定期量测可藉助于温度计,例如skf数字型温度计,可精确的测轴承温度并依℃或华氏温度定单位显示。
重要性的轴承,意谓当其损坏时,会造成设备的停机,因此这类轴承最好应加装温度探测器。
正常情况下,轴承在刚润滑或再润滑过后会有自然的温度上升并且持续一或二天。
3.3轴承的振动
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(频率分析器等)可测量出振动的大小,通过频率分不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。
4轴承的安装
轴承安装的好坏与否,将影响到轴承的精度、寿命和性能。
因此,请充分研究轴承的安装,即请按照包含如下项目在内的操作标准进行轴承安装。
4.1清洗轴承及相关零件
由于轴承经过防锈处理并加以包装,因此不到临安装前不要打开包装。
另外,轴承上涂布的防锈油具有良好的润滑性能,对于一般用途的轴承或充填润滑脂的轴承,可不必清洗直接使用。
但对于仪表用轴承或用于高速旋转的轴承,应用清洁的清洗油将防锈油洗去,这时轴承容易生锈,不可长时间放置。
对已经脂润滑的轴承及双侧具油封或防尘盖,密封圈轴承安装前无需清洗。
4.2检查相关零件的尺寸及精加工情况
清洗轴承与外壳,确认无伤痕或机械加工留下的毛刺。
外壳内绝对不得有研磨剂(SiC、Al2O3等)型砂、切屑等。
其次检验轴与外壳的尺寸、形状和加工质量是否与图纸符合。
图1轴径的测量位置 图2外壳孔径的测量位置
如图1和图2所示,分几处测量轴径与外壳孔径。
还要认真检验轴与外壳的圆角尺寸及挡肩的垂直度。
安装轴承前,在检验合格的轴与外壳的各配合面涂布机械油。
4.3安装方法
轴承的安装应根据轴承结构,尺寸大小和轴承部件的配合性质而定,压力应直接加在紧配合得套圈端面上,不得通过滚动体传递压力,轴承安装一般采用如下方法:
4.3.1压入配合
轴承内圈与轴使紧配合,外圈与轴承座孔是较松配合时,可用压力机将轴承先压装在轴上,然后将轴连同轴承一起装入轴承座孔内,压装时在轴承内圈端面上,垫一软金属材料做的装配套管(铜或软钢),装配套管的内径应比轴颈直径略大,外径直径应比轴承内圈挡边略小,以免压在保持架上。
轴承外圈与轴承座孔紧配合,内圈与轴为较松配合时,可将轴承先压入轴承座孔内,这时装配套管的外径应略小于座孔的直径。
如果轴承套圈与轴及座孔都是紧配合时,安装室内圈和外圈要同时压入轴和座孔,装配套管的结构应能同时押紧轴承内圈和外圈的端面。
4.3.2加热配合
通过加热轴承或轴承座,利用热膨胀将紧配合转变为松配合的安装方法。
是一种常用和省力的安装方法。
此法适于过盈量较大的轴承的安装,热装前把轴承或可分离型轴承的套圈放入油箱中均匀加热80-100℃,然后从油中取出尽快装到轴上,为防止冷却后内圈端面和轴肩贴合不紧,轴承冷却后可以再进行轴向紧固。
轴承外圈与轻金属制的轴承座紧配合时,采用加热轴承座的热装方法,可以避免配合面受到擦伤。
用油箱加热轴承时,在距箱底一定距离处应有一网栅,或者用钩子吊着轴承,轴承不能放到箱底上,以防沉杂质进入轴承内或不均匀的加热,油箱中必须有温度计,严格控制油温不得超过100℃,以防止发生回火效应,使套圈的硬度降低。
4.3.3圆锥孔轴承的安装
圆锥孔轴承可以直接装在有锥度的轴颈上,或装载紧定套和退卸套的锥面上,其配合的松紧程度可用轴承径向游隙减小量来衡量,因此,安装前应测量轴承径向游隙,安装过程中应经常测量游隙以达到所需要的游隙减小量为止,安装时一般采用锁紧螺母安装,也可采用加热安装的方法。
4.3.4推力轴承的安装
推力轴承的周全与轴的配合一般为过渡配合,座圈与轴承座孔的配合一般为间隙配合,因此这种轴承较易安装,双向推力轴承的中轴泉应在轴上固定,以防止相对于轴转动。
轴承的安装方法,一般情况下是轴旋转的情况居多,因此内圈与轴的配合为过赢配合,轴承外圈与轴承室的配合为间隙配合。
4.3.5轴承安装后的检查
4.3.6润滑剂的添加
5轴承的维护保养
5.1定期检查
为使轴承充分发挥并长期保持其应有的性能,必须切实做好定期维护保养(定期检查)。
通过适当的定期检查,做到早期发现故障,防止事故于未然,对提高生产率和经济性十分重要。
5.1.1清洗
将轴承拆下检查时,先用摄影等方法做好外观记录。
另外,要确认剩余润滑剂的量并对润滑剂采样,然后再清洗轴承。
a、轴承的清洗分粗洗和精洗进行,并可在使用的容器底部放上金属网架。
b、粗洗时,在油中用刷子等清除润滑脂或粘着物。
此时若在油中转动轴承,注意会因异物等损伤滚动面。
c、精洗时,在油中慢慢转动轴承,须仔细地进行。
通常使用的清洗剂为中性不含水柴油或煤油,根据需要有时也使用温性碱液等。
不论用哪种清洗剂,都要经常过滤保持清洁。
清洗后,立即在轴承上涂布防锈油或防锈脂。
5.1.2检查与判断
5.1.2.1轴承的故障识别方法
不通过拆卸检查,即可识别或预测运转中的轴承有无故障,对提高生产率和经济性是十分重要的。
主要的识别方法如下:
a.通过声音进行识别
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。
b.通过工作温度进行识别
该方法属比较识别法,仅限于用在运转状态不太变化的场合。
为此,必须进行温度的连续记录。
出现故障时,不仅温度升高,还会出现不规则变化。
c.通过润滑剂的状态进行识别
对润滑剂采样分析,通过其污浊程度是否混入异物或金属粉末等进行判断。
该方法对不能靠近观察的轴承或大型轴承尤为有效。
5.1.2.2轴承的检查
对设备的定期检修,运转检查及外围零件更换时被拆卸下来的轴承进行检查,以次判断可否再次使用或使用情况的好于坏。
要仔细调查和记录被拆下来的轴承和外观情况,为了弄清和调查润滑剂的剩余量,取样以后,要很好地清洗一下轴承。
其次检查滚道面,滚动面和配合面的状况以及保持架的磨损状态等有无损伤和异常情况。
判断轴承可否再次使用,要在考虑轴承损伤的程度,机器性能、重要性、运行条件、检查周期等以后再来决定。
检查结果,如果发现轴承有损伤和异常情况时,伤一节的内容查明原因,制定对策。
另外,检查结果,如果有下面几种缺陷的话,轴承就不能再用了,需要更换新的轴承。
a.内外圈、滚动体、保持架其中任何一个有裂纹和出现碎片的。
b.内外圈、滚动体其中任何一个有剥离的。
c.滚道面、挡边、滚动体有显著卡伤的。
d.保持架的磨损严重或铆钉松动厉害的。
e.滚道面、滚动体生锈和有伤痕的。
f.滚动面、滚动体上有显著压痕和打痕的。
g.内圈内径面或外圈外径上有蠕变的。
h.过热变色厉害的。
i.润滑脂密封轴承的密封圈和防尘盖破损来严重的。
5.2停机检查
定期的检查轴承封维持轴承于最佳状况是很重要的工作。
最有利的检查时间是安排在定期的停机检查时期,事先的计划及知道轴承的型号及备有轴承备件通常是借助于检查工作。
5.2.1保持轴承及润滑的干净是很重要的。
检查前需先清洁机器表面,然后拆卸轴承周边的零件。
油封是很脆弱的零件,因此需小心的拆卸,切勿过度施力,然后仔细的检查油封及其周边的零件,如果已呈现出不良的症状时,务必更换掉,不良的油封会导致轴承的损坏及严得的设备停机。
5.2.2检查润滑剂
沾上点点润滑剂在两指之间摩擦,若有污染物存在,可感觉出来,或在手背上涂一薄层润滑剂,然后封光检查。
5.2.3更换润滑剂
机油润滑的轴承在泻除旧机油后,可能的话,再灌入新鲜的机油并让机器在低转速旋转几分钟。
尽可能使机油收集残馀的污染物,然后再泻除这些机油,机油在使用前最好先经过滤。
滑脂润滑的轴承在更换滑脂时所使用的乔除器应避免带有棉质物接角到轴承的任一部位,因为这些残留的纤维可能楔入于滚动件之间并且造成损坏,尤其是小轴承的应用更需注意此问题。
5.2.4覆盖暴露的轴承
检查轴承时,千万不要让轴承暴露于污染物或湿气的环境。
如果工作中断时,应以油纸塑胶片或类似材料覆曾机器。
若在不用拆卸而可能执行检查的情形下清洗无掩蔽的轴承的,要以涂敷用的刷子沾上石油溶剂(whitespirit)清洗,再以一块不起毛的布料擦干或用压缩空气吹干(注意不要让轴承组件起动旋转)。
以一面小镜子及类似牙医所用的那种探针来检查轴承之轨道面、保持器和珠子。
若轴承并未受损,应该根据机器原厂所提供之润滑说明之建议执行再润滑。
不可清洗加密封盖或防尘的轴承;只擦拭其外部表面即可。
如果轴承呈受损情形时即需更换掉。
在定期的停机保养时期内更换轴承远比由于阵承损坏所选成的突然停机之损失来得经济多了。
5.3运转中检查与故障处理
运转中的检查项目有轴承的滚动声、振动、温度、润滑的状态等,其中轴承的滚动声、轴承的振动、轴承的温度如前所述,此处着中介绍润滑如下:
5.3.1轴承润滑的作用
润滑对滚动轴承的疲劳寿命和摩擦、磨损、温升、振动等有重要影响,没有正常的润滑,轴承就不能工作。
分析轴承损坏的原因表明,40%左右的轴承损坏都与润滑不良有关。
因此,轴承的良好润滑是减小轴承摩擦和磨损的有效措施。
除此之外,轴承的润滑还有散热,防锈、密封、缓和冲击等多种作用,轴承润滑的作用可以简要地说明如下:
a.在相互接触的二滚动表面或滑动表面之间形成一层油膜把二表面隔开,减少接触表面的摩擦和磨损。
b.采用油润滑时,特别是采用循环油润滑、油雾润滑和喷油润滑时,润滑油能带走轴承内部的大部分摩擦热,起到有效的散热作用。
c.采用脂润滑时,可以防止外部的灰尘等异物进入轴承,起到封闭作用。
d.润滑剂都有防止金属锈蚀的作用。
e.延长轴承的疲劳寿命。
5.3.2脂润滑
润滑脂是由基础油,增稠剂及添加剂组成的润滑剂。
当选择时,应选择非常适合于轴承使用条件的润油脂,由于商标不同,在性能上也将会有很大的差别,所以在选择的时候,必须注意。
轴承常用的润滑脂有钙基润滑脂、钠基润滑脂、钙钠基润滑脂、锂基润滑脂、铝基润滑脂和二硫化钼润滑脂等。
轴承中充填润滑脂的数量,以充满轴承内部空间的1/2-1/3为适宜。
高速时应减少至1/3。
过多的润滑脂使温度升高。
5.3.3润滑脂的选择
按照工作温度选择润滑脂时,主要指标应是滴点,氧化安定性和低温性能,滴点一般可用来评价高温性能,轴承实际工作温度应低于滴点10-20℃。
合成润滑脂的使用温度应低于滴点20-30℃。
根据轴承负荷选择润滑脂时,对重负荷应选针入度小的润滑脂。
在高压下工作时除针入度小外,还要有较高的油膜强度和极压性能。
根据环境条件选择润滑脂时,钙基润滑脂不易溶于水,适于干燥和水分较少的环境。
5.3.4润滑剂的补充与更换
由于机械作用,老化及污染的增加,轴承配置中所填的润滑基将逐渐失去其润滑性能。
因此,对润滑秩需不断补充和更新。
润滑剂补充的间隔时间会因轴承的形成、尺寸和转速等而不同,根据运转时间需要补充润滑脂的大致间隔时间。
另外,当轴承温度超过70℃的情况下,轴承温度每上升15℃,就要使用润滑脂的补充间隔时间减少一半。
双面封闭轴承在制造时已经装入脂,“HRB”在这些产品中使用的是标准润滑脂,共运行温度范围和其他性能适宜于所规定的场合,且填脂量也与轴承大小相应,脂的使用寿命一般可超过轴承寿命,除特殊场合,不需补充润滑脂。
5.3.5轴承的损伤和对策
运转中无法直接观察轴承,但通过噪声、振动、温度、润滑剂等的状况可查出轴承异常。
下表为轴承损伤的代表例。
项目
现 象
原 因
措 施
剥离
运转面剥离
剥离后呈明显凸凹状
负荷过大,使用不当
安装不良
轴或轴承箱精度不良
游隙过小
异物侵入
发生生锈
异常高温造成的硬度下降
重新研究使用条件
重新选择轴承
重新考虑游隙
检查轴和轴承箱加工精度
研究轴承周围设计
检查安装时的方法
检查润滑剂及润滑方法
烧伤
轴承发热变色,进而烧伤不能旋转
游隙过小(包括变形部分游隙过小)
润滑不足或润滑剂不当
负荷过大(预压过大)
滚子偏斜
设定适当游隙(增大游隙)
检查润滑剂种类确保注入量
检查使用条件
防止定位误差
检查轴承周围设计(包括轴承受热)
改善轴承组装方法
裂纹缺陷
部分缺口且有裂纹
冲击负荷过大
过盈过大
有较大剥离摩擦裂纹
安装侧精度不良(拐角圆过大)
摩擦裂纹
使用不良(用铜锤,卡入大异物)
检查使用条件
设定适当过盈及检查材质
改善安装及使用方法
防止摩擦裂纹(检查润滑剂)
检查轴承周围设计
保持架破损
铆钉松动或断裂
保持架破裂
力矩负荷过大
高速旋转或转速变动频繁
润滑不良
卡入异物
振动大
安装不良(倾斜状态下安装)
异常温升(树脂保持架)
检查使用条件
检查润滑条件
重新研究保持架的选择
注意轴承使用
研究轴和轴承箱刚性
擦伤卡伤
表面粗糙、伴有微小溶敷套圈挡边与滚子端面的擦伤称作卡伤
润滑不良
异物侵入
轴承倾斜造成的滚子偏斜
轴向负荷大造成的挡边面断油
表面粗糙度大
滚动体滑动大
再研究润滑剂、润滑方法
检查使用条件
设定适宜的预压
强化密封性能
正确使用轴承
生锈腐蚀
表面局部或全部生锈,呈滚动体齿状生锈
保管状态不良
包装不当
防锈剂不足
水分、酸溶液等侵入
直接用手拿轴承
防止保管中生锈
强化密封性能
定期检查润滑油
注意轴承使用
磨蚀
配合面产生红锈色磨损粉粒
过盈量不够
轴承摇动角小
润滑不足(或处于无润滑状态)
非稳定性负荷
运输中振动
检查过盈及润滑剂涂布状态
运输时内外圈分开包装
不可分开时则施加预压
重新选择润滑剂
重新选择轴承
磨损
表面磨损、造成尺寸变化,多伴有磨伤、磨
润滑剂中混入异物
润滑不良
滚子偏斜
检查润滑剂及润滑方法
强化密封性能
防止定位误差
电蚀
滚动面有喷火状凹坑,进一步发展则呈波板状
滚动面通电
制作电流旁通阀
采取绝缘措施,避免电流通过轴承内部
压痕碰伤
卡入固体异物,或冲出造成的表面凹主安装时的擦伤
固体异物侵入
卡入剥离片
安装不良造成的掸击,脱落
在倾斜状态下安装
改善安装、使用方法
防止异物混入
若因金属片引起,则需检查其他部位
蠕变
内径面或外径面打滑,造成镜面或变色,有时卡住
配合处过盈不足
套筒紧固不够
异常温升
负荷过大
重新研究过盈量
研究使用条件
检查轴和轴承箱精度
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