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1、2012新版关于如何延长关节轴承寿命的常用方法及轴承质量判断摘要： 自然界苛刻的工作条件会导致关节轴承的失效，但是如果遵循一些简单的规则，关节轴承正常运转的机会是能够被提高的。在关节轴承的使用过程当中，过分的忽视会导致关节轴承的过热现象，也可能使关节轴承不能够再被使用，甚至完全的破坏。但是一个被损坏的关节轴承，会留下它为什么被损坏的线索。通过一些细致的侦察工作，我们可以采取行动来避免关节轴承的再次失效。关键词： 关节轴承 失效 寿命导致关节轴承失效的原因很多，但常见的是不正确的使用、污染、润滑剂使用不当、装卸或搬运时的损伤及安装误差等。诊断失效的原因并不困难，因为根据关节轴承上留下的痕迹可以确
2、定关节轴承失效的原因。然而，当事后的调查分析提供出宝贵的信息时，最好首先通过正确地选定关节轴承来完全避免失效的发生。为了做到这一点，再考察一下制造厂商的尺寸定位指南和所选关节轴承的使用特点是非常重要的。1 关节轴承失效的原因在推力滚子关节轴承的失效中约有40%是由灰尘、脏物、碎屑的污染以及腐蚀造成的。污染通常是由不正确的使用和不良的使用环境造成的，它还会引起扭矩和噪声的问题。由环境和污染所产生的关节轴承失效是可以预防的，而且通过简单的肉眼观察是可以确定产生这类失效的原因。通过失效后的分析可以得知对已经失效的或将要失效的关节轴承应该在哪些方面进行查看。弄清诸如剥蚀和疲劳破坏一类失效的机理，有助于
3、消除问题的根源。只要使用和安装合理，关节轴承的剥蚀是容易避免的。剥蚀的特征是在关节轴承圈滚道上留有由冲击载荷或不正确的安装产生的压痕。剥蚀通常是在载荷超过材料屈服极限时发生的。如果安装不正确从而使某一载荷横穿关节轴承圈也会产生剥蚀。关节轴承圈上的压坑还会产生噪声、振动和附加扭矩。类似的一种缺陷是当关节轴承不旋转时由于滚珠在关节轴承圈间振动而产生的椭圆形压痕。这种破坏称为低荷振蚀。这种破坏在运输中的设备和不工作时仍振动的设备中都会产生。此外，低荷振蚀产生的碎屑的作用就象磨粒一样，会进一步损害关节轴承。与剥蚀不同，低荷振蚀的特征通常是由于滚动振磨损腐蚀在润滑剂中会产生淡红色。消除振动源并保持良好的
4、关节轴承润滑可以防止低荷振蚀。给设备加隔离垫或对底座进行隔离可以减轻环境的振动。另外在关节轴承上加一个较小的预载荷不仅有助于滚珠和关节轴承圈保持紧密的接触，并且对防止在设备运输中产生的低荷振蚀也有帮助。造成关节轴承卡住的原因是缺少内隙、润滑不当和载荷过大。在卡住之前，过大的摩擦和热量使关节轴承钢软化。过热的关节轴承通常会改变颜色，一般会变成蓝黑色或淡黄色。摩擦还会使保持架受力，这会破坏支承架，并加速关节轴承的失效。材料过早出现疲劳破坏是由重载后过大的预载引起的。如果这些条件不可避免，就应仔细计算关节轴承寿命，以制定一个维护计划。另一个解决办法是更换材料。若标准的关节轴承材料不能保证足够的关节轴
5、承寿命，就应当采用特殊的材料。另外，如果这个问题是由于载荷过大造成的，就应该采用抗载能力更强或其他结构的关节轴承。蠕动不象过早疲劳那样普遍。关节轴承的蠕动是由于轴和内圈之间的间隙过大造成的。蠕动的害处很大，它不仅损害关节轴承，也破坏其他零件。蠕动的明显特征是划痕、擦痕或轴与内圈的颜色变化。为了防止蠕动，应该先用肉眼检查一下关节轴承箱件和轴的配件。蠕动与安装不正有关。如果关节轴承圈不正或翘起，滚珠将沿着一个非圆周轨道运动。这个问题是由于安装不正确或公差不正确或关节轴承安装现场的垂直度不够造成的。如果偏斜超过0.25，关节轴承就会过早地失效。检查润滑剂的污染比检查装配不正或蠕动要困难得多。污染的特
6、征是使关节轴承过早的出现磨损。润滑剂中的固体杂质就象磨粒一样。如果滚珠和保持架之间润滑不良也会磨损并削弱保持架。在这种情况下，润滑对于完全加工形式的保持架来说是至关重要的。相比之下，带状或冠状保持架能较容易地使润滑剂到达全部表面。锈是湿气污染的一种形式，它的出现常常表明材料选择不当。如果某一材料经检验适合工作要求，那么防止生锈的最简单的方法是给关节轴承包装起来，直到安装使用时才打开包装。2 避免失效的方法解决关节轴承失效问题的最好办法就是避免失效发生。这可以在选用过程中通过考虑关键性能特征来实现。这些特征包括噪声、起动和运转扭矩、刚性、非重复性振摆以及推力滚子和轴向间隙。扭矩要求是由润滑剂、保
7、持架、关节轴承圈质量（弯曲部分的圆度和表面加工质量）以及是否使用密封或遮护装置来决定。润滑剂的粘度必须认真加以选择，因为不适宜的润滑剂会产生过大的扭矩，这在小型关节轴承中尤其如此。另外，不同的润滑剂的噪声特性也不一样。举例来说，润滑脂产生的噪声比润滑油大一些。因此，要根据不同的用途来选用润滑剂。在关节轴承转动过程中，如果内圈和外圈之间存在一个随机的偏心距，就会产生与凸轮运动非常相似的非重复性振摆（NRR）。保持架的尺寸误差和关节轴承圈与滚珠的偏心都会引起NRR。和重复性振摆不同的是，NRR是没有办法进行补偿的。在工业中一般是根据具体的应用来选择不同类型和精度等级的关节轴承。例如，当要求振摆最小
8、时，关节轴承的非重复性振摆不能超过0.3滚动米。同样，机床主轴只能容许最小的振摆，以保证切削精度。因此在机床的应用中应该使用非重复性振摆较小的关节轴承。在许多工业产品中，污染是不可避免的，因此常用密封或遮护装置来保护关节轴承，使其免受灰尘或脏物的侵蚀。但是，由于关节轴承内外圈的运动，使关节轴承的密封不可能达到完美的程度，因此润滑油的泄漏和污染始终是一个未能解决的问题。一旦关节轴承受到污染，润滑剂就要变质，运行噪声也随之变大。如果关节轴承过热，它将会卡住。当污染物处于滚珠和关节轴承圈之间时，其作用和金属表面之间的磨粒一样，会使关节轴承磨损。采用密封和遮护装置来挡开脏物是控制污染的一种方法。噪声是
9、反映关节轴承质量的一个指标。关节轴承的性能可以用不同的噪声等级来表示。噪声的分析是用安德逊计进行的，该仪器在关节轴承生产中可用来控制质量，也可对失效的关节轴承进行分析。将一传感器连接在关节轴承外圈上，而内圈在心轴以1800r/min的转速旋转。测量噪声的单位为anderon。即用um/rad表示的关节轴承位移。根据经验，观察者可以根据声音辨别出滚动小的缺陷。例如，灰尘产生的是不规则的劈啪声；滚珠划痕产生一种连续的爆破声，确定这种划痕最困难；内圈损伤通常产生连续的高频噪声，而外圈损伤则产生一种间歇的声音。关节轴承缺陷可以通过其频率特性进一步加以鉴定。通常关节轴承缺陷被分为低、中、高三个波段。缺陷
10、还可以根据关节轴承每转动一周出现的不规则变化的次数加以鉴定。低频噪声是长波段不规则变化的结果。关节轴承每转一周这种不规则变化可出现1.610次，它们是由各种干涉（例如关节轴承圈滚道上的凹坑）引起的。可察觉的凹坑是一种制造缺陷，它是在制造过程中由于多爪卡盘夹的太紧而形成的。中频噪声的特征是关节轴承每旋转一周不规则变化出现1060次。这种缺陷是由在关节轴承圈和滚珠的磨削加工中出现的振动引起的。关节轴承每旋转一周高频不规则变化出现60300次，它表明关节轴承上存在着密集的振痕或大面积的粗糙不平。利用关节轴承的噪声特性对关节轴承进行分类，用户除了可以确定大多数厂商所使用的ABEC标准外，还可确定关节轴
11、承的噪声等级。ABEC标准只定义了诸如孔、外径、振摆等尺寸公差。随着ABEC级别的增加（从3增到9），公差逐渐变小。但ABEC等级并不能反映其他关节轴承特性，如关节轴承圈质量、粗糙度、噪声等。因此，噪声等级的划分有助于工业标准的改进。轴承是生活中必不可少的东西，生活中很多地方都要用到轴承，轴承的好坏直接影响到产品的整体性能，现在我就来告诉大家如何辨别关节轴承质量的好坏。如何辨别关节轴承质量好坏辨别关节轴承质量的方法三要素如下：1.看。观察关节轴承加工面，劣质关节轴承表面粗糙，倒角不均匀。优质关节轴承表面加工细腻光滑，倒角均匀2.转。一只手握住关节轴承内圈，另一只手旋转该关节轴承的外圈，劣质关节
12、轴承在转动时能感觉到在关节轴承沟道内有异物的存在，选择不流畅。优质关节轴承旋转起来平稳而流畅，没有阻挡感3.听。关节轴承在运转时，劣质关节轴承存在“嚓嚓”的摩擦声，而优质关节轴承不存在关节轴承配置方式的选择通常，轴是以两个关节轴承在径向和轴向进行支撑的，此时，将一侧的关节轴承称为固定侧关节轴承，它承受径向和轴向两种负荷，起固定轴与关节轴承箱之间的相对轴向位移的作用。将另一侧称之为自由侧，仅承受径向负荷，轴向可以相对移动，以此解决因温度变化而产生的轴的伸缩部题和安装关节轴承的间隔误差。对于固定侧关节轴承，需选择可用滚动面在轴向移动（如关节轴承关节轴承）或以装配面移动（如向心推力球关节轴承）的关节
13、轴承。在比较短的轴上，固定侧与自由侧无甚别的情况下，使用只单向固定轴向移动的关节轴承（如向心推力推力球关节轴承）。高速关节轴承的安装配合与调整高速关节轴承的配合和游隙由于高速关节轴承既要按高精度关节轴承要求，又要按高温关节轴承要求，所以在考虑其配合和游隙时，要顾及下面两点：(1)由常温升至高温时的尺寸变化和硬度变化；(2)高速下离心力所引起的力系变化和形状变化。总之，在高速、高温的条件下，从配合和游隙的选择上要力求保持关节轴承的精度和工作性能，这是有难度的。为了保证关节轴承安装后的滚道变形小，过盈配合的过盈量不能取得太大，而高速下的离心力和高温下的热膨胀，或是抵销配合表面的法向压力。或是使配合
14、面松弛，因此过盈量必须在考虑上述两种因素的前提下审慎地加以计算，在常温常速下有效的过盈量对于高速关节轴承可能是无效的。如果计算结果这个矛盾太大(通常只有在超高速下才有这种情况)，只有采取环下润滑法与静压润滑法并用的双重润滑措施，而这种方案有可能使关节轴承的dmn值突破300万的大关。在考虑高速关节轴承游隙时不但要考虑上述各项因素，而且要考虑轴的热伸长对游隙的影响，要求关节轴承在工作状态下，即在工作温度下有最佳的游隙，而这种游隙是在内、外圈推力球沟中心精确对位的状态下形成的。由于高速关节轴承力求降低相对滑动和内部摩擦，最好不要采用将内、外圈沿轴向相对错位的方法来调整推力球关节轴承的游隙。在考虑关
15、节轴承的配合过盈量和游隙时，要注意到材料在高温下变得松软而容易变形的特点，以及多次由常温到高温的温度改变引起一定永久变形的可能性。2.对主机相关零件的要求高速关节轴承要求关节轴承所在回转系统经过精密的动平衡，轴与座孔安装关节轴承的部位应具有高于一般要求的尺寸精度和形位精度，特别是同轴度和挡肩对座孔或轴颈的垂直度，而在考虑这些问题的时候，同样必须注意到关节轴承运转时的高速因素和高温因素。轴支承系统既要求刚性高，又要求质量尽可能地轻，为克服这个矛盾，可以采取诸如降低表面粗糙度和提高表面强化等措施以提高支承刚度，利用空心轴以减少系统质量等。3.超高速关节轴承的开发实例兹以超高速HA型圆锥滚子关节轴承
16、的开发为例。(1)问题的提出在燃气轮机及某些机床及工程机械中，高速而且轴向负荷大，使用推力球关节轴承则使用寿命过短，使用短关节轴承关节轴承则轴向负荷能力不足，轴向游隙难于调整，希望利用圆锥滚子关节轴承突破这个难题。(2)必须解决的技术关键提高圆锥滚子关节轴承高速限制的技术关键在于改进内圈大挡边与滚子大端面间的润滑状态，这个部位在高速时最易发生剧烈磨损和烧伤，是限制其高速化的主要原因。(3)解决办法普通结构的圆锥滚子关节轴承中，润滑油的流通路线在内圈大挡边与滚子大端面接触部位很难得到润滑油，而此部位相对滑动大，恰恰又最需要润滑油。因此，日本等国开发了HA型圆锥滚子关节轴承，这种关节轴承挡边在外圈
17、，这样流通的润滑油就能润滑外圈挡边和滚子大端面的接触部位，同时此处即使在静止时也能储存些油，避免了起动时贫油烧伤的事故，但外圈挡边上按需要开设几个排油孔，以避免油无排出通道，潴留于某部位造成油搅拌的动力损失和温升过高。由于内圈无挡边，温度有所降低，因而减少了内圈与轴之间配合面间发生蠕动的可能性。这种结构的关节轴承对保持架采用外圈引导方式，使得保持架能较平稳地引导滚子不致歪斜地正常运转，避免发生振动和过度磨损，这也有利于高速(4)能达到的效果这种HA型关节轴承的dmn值可达200万，比普通结构的提高两倍，例如用于燃气轮机减速器主轴的这种关节轴承(型号为I-IA30205)，在轴向负荷1000N的
18、条件下，保证有2Lmin的给油量对关节轴承实行循环供给4号透平油，其工作转速可达6万转而不致出现烧伤关节轴承表面磨削缺陷原因以及对策关节轴承在磨加工过程中，其工作表面是通过高速旋转的砂轮进行磨削的，因此在磨削时如果不按作业指导书进行操作和调整设备，就会在关节轴承工作表面出现种种缺陷，以致影响关节轴承的整体质量。关节轴承在精密磨削时，由于粗糙要求很高，工作表面出现的磨削痕迹往往能用肉眼观察到其表面磨削痕迹主要有以下几种。表现出现交叉螺旋线痕迹出现这种痕迹的原因主要是由于砂轮的母线平直性差，存在凹凸现象，在磨削时，砂轮与工件仅是部分接触，当工件或砂轮数次往返运动后，在工件表现就会再现交叉螺旋线且肉
19、眼可以观察到。这些螺旋线的螺距与工件台速度、工件转速大小有关，同时也与砂轮轴心线和工作台导轨不平行有关。(一)螺旋线形成的主要原因1.砂轮修整不良，边角未倒角，未使用冷却液进行修整；2.工作台导轨导润滑油过多，致使工作台漂浮；3.机床精度不好；4.磨削压力过大等。(二)螺旋线形成的具有原因1.V形导轨刚性不好，当磨削时砂轮产生偏移，只是砂轮边缘与工作表面接触；2.修整吵轮时工作台换向速度不稳定，精度不高，使砂轮某一边缘修整略少；3.工件本身刚性差；4.砂轮上有破碎太剥落的砂粒和工件磨削下的铁屑积附在砂轮表面上，为此应将修整好的砂轮用冷却水冲洗或刷洗干净；5.砂轮修整不好，有局部凸起等。关节轴承
20、规则和不规则噪声原因分析关节轴承规则噪声原因1：由于异物造成滚动面产生压痕、锈蚀或伤痕，对策：更换关节轴承，清洗有关零件，改善密封装置，使用干净的润滑剂。原因2：(钢渗碳后)表面变形，对策：更换关节轴承，注意其使用。原因3：滚道面剥离，对策：更换关节轴承。关节轴承不规则噪声原因1：游隙过大，对策：研究配合及关节轴承游隙，修改预负荷量。原因2：异物侵入，对策：研究更换关节轴承，清洗有关零件，改善密封装置，使用干净润滑剂。原因3：推力球面伤、剥离，对策：更换关节轴承。异常的温度升高原因1：润滑剂过多，对策：减少润滑剂，适量使用，选择较硬的润滑脂。原因2：润滑剂不足或不适合，对策：补充润滑剂，选择适
21、当的润滑剂。原因3：异常负荷，对策：修改配合，研究关节轴承的游隙，调整预负荷，修改外壳的挡肩位置。原因4：安装不良，对策：改善轴和外壳的加工精度、安装精度、安装方法。原因5：配合面的蠕变、密封装置摩擦过大，对策：更换关节轴承，研究配合，修改轴和外壳，更改密封形式。振动大(轴的跳动)原因1：(钢渗碳后)表面变形，对策：注意关节轴承更换操作。原因2：剥离，对策：更换关节轴承。原因3：安装不良，对策：修改轴、外壳挡肩直角、衬垫侧面的直角度。原因4：异物侵入，对策：更换关节轴承，清洗各零件，改善密封装置等。润滑剂泄漏过多，变色原因：润滑剂过多，异物侵入、磨损粉末产生异物等，对策：适量使用润滑剂，研究改
22、换选择润滑剂，研究关节轴承的更换，清洗外壳。关节轴承选择和应用原则关节轴承配置不仅包括滚动关节轴承，而且包括同关节轴承有关的部件，如轴和关节轴承座。润滑剂也是关节轴承配置的一个非常重要的组成部分，因为润滑剂要防磨损防腐蚀，这样关节轴承才能充分发挥作用。此外，密封件也是一个非常重要的部件，密封件的性能对润滑剂的清洁至关重要。保持清洁对关节轴承的使用寿命有深远影响，这就是为什么润滑剂和密封件已成为SKF业务一部分的原因所在。为了设计滚动关节轴承配置，需要选择合适的关节轴承种类并决定适当的关节轴承尺寸，但这还不够。还要考虑其它几个方面：例如关节轴承配置中其它部件的适当形式和设计、正确的配合和关节轴承
23、的内部游隙或预载荷、固定装置、适当的密封件、润滑剂的种类和剂量，以及安装和拆除方法等。每个单独的决定都会影响到关节轴承配置的性能、可靠性和经济性。所需工作量取决于是否具备类似的关节轴承选配经验。遇上缺乏经验、有特殊要求、或需要对关节轴承配置的成本及任何其它随后的外形给予特殊考虑时，就需要做更多工作，例如更精确的计算和/或测试。在综合技术介绍之后的章节，关节轴承配置的设计人员会看到按照一般要求的顺序而提供的必要基本信息。显而易见，不可能将每一种可以想到的关节轴承应用所需要的所有信息都包括在内。基于这个理由，我们会在多处提到全面的SKF应用工程服务，该服务包括正确选择关节轴承以及如何进行完整的关节
24、轴承配置计算等技术支持。对于关节轴承配置的技术要求越高、在特定应用中使用关节轴承的经验越有限，就越应该利用这一服务。在综合技术章节中所包括的信息通常适用于普通滚动关节轴承，或至少适用于一组关节轴承。如果只需要某种特定关节轴承的确切信息，可在相应的分类表格章节之前的有关文字中找到。应注意，在产品表中出现的载荷和速度数值以及疲劳载荷极限值都是四舍五入后的近似值。关节轴承的几种保持架冠型保持架冠型保持架是根据设计要求用冲床将精密加工好的带状不锈钢整体冲压而成，因此它保持了强度，在嵌入钢推力球关节轴承时不变形，推力球袋处也加工成能与钢推力球推力球面平滑接触，该种保持架，由内圈导向在推力球关节轴承旋转时
25、，它接触在轨道上，因此在低速旋转时具有低转矩的效果。浪型保持架浪型保持架具有按钢推力球做成的推力球型口袋，它是由一对用钢板冲压成形的零件组装而成的。通过一个零件上带的爪子固定到另一个零件上。SL的浪型保持架在设计上使得关节轴承在起动和旋转中摩擦转矩变小。高速旋转用保持架是用酚醛树脂，聚醛树脂和聚脂氧乙稀树脂的等材料，通过机械加工或注塑加工制成的环状保持架。为了延长这些保持架的寿命，有些是浸渍过润滑油。轴径两用关节轴承用保持架使用非金属材料，经过机械加工，制成形状，非金属材料通常使用酚醛树脂等具有多孔性的材料。由于用于高速旋转为主通常浸渍润滑油，轴径两用滚珠关节轴承分为可分离和非分离型，且由于使用条件不同，保持架的设计也不一样，因此需要客户与SL营业技术部进行充分的协商。控制关节轴承噪声影响的途径一般地说，要控制滚动关节轴承的噪声影响，必须针对这些噪声的产生根源采取对策，才能收到治本的效果。主要的途径是：(1)选择低噪声关节轴承；(2)从关节轴承应用环节上设法消除噪声，(3)避免与主机发生共振，避开共振敏感转速；(4)在其他方法无效时，采取隔音和消声的附加措施。滚动关节轴承拆卸4点的方法Q345无缝方管、16mn焊管厂、Q235直缝焊管 http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/