如何延長圓錐滾子軸承壽命的常用方法

在圓錐滾子圓錐滾子型軸承的失效中約有40%是由灰塵、臟物、碎屑的污染以及腐蝕造成的。污染通常是由不正確的使用和不良的使用環境造成的，它還會引起扭矩和噪聲的問題。由環境和污染所產生的圓錐滾子型軸承失效是可以預防的，而且通過簡單的肉眼觀察是可以確定產生這類失效的原因。

通過失效后的分析可以得知對已經失效的或將要失效的圓錐滾子型軸承應該在哪些方面進行查看。弄清諸如剝蝕和疲勞破壞一類失效的機理，有助于消除問題的根源。

只要使用和安裝合理，圓錐滾子型軸承的剝蝕是容易避免的。剝蝕的特征是在圓錐滾子型軸承圈滾道上留有由沖擊載荷或不正確的安裝產生的壓痕。剝蝕通常是在載荷超過材料屈服極限時發生的。如果安裝不正確從而使某一載荷橫穿圓錐滾子型軸承圈也會產生剝蝕。圓錐滾子型軸承圈上的壓坑還會產生噪聲、振動和附加扭矩。

類似的一種缺陷是當圓錐滾子型軸承不旋轉時由于滾珠在圓錐滾子型軸承圈間振動而產生的橢圓形壓痕。這種破壞稱為低荷振蝕。這種破壞在運輸中的設備和不工作時仍振動的設備中都會產生。此外，低荷振蝕產生的碎屑的作用就象磨粒一樣，會進一步損害圓錐滾子型軸承。與剝蝕不同，低荷振蝕的特征通常是由于微振磨損腐蝕在潤滑劑中會產生淡紅色。

消除振動源并保持良好的圓錐滾子型軸承潤滑可以防止低荷振蝕。給設備加隔離墊或對底座進行隔離可以減輕環境的振動。另外在圓錐滾子型軸承上加一個較小的預載荷不僅有助于滾珠和圓錐滾子型軸承圈保持緊密的接觸，并且對防止在設備運輸中產生的低荷振蝕也有幫助。

造成圓錐滾子型軸承卡住的原因是缺少內隙、潤滑不當和載荷過大。在卡住之前，過大的摩擦和熱量使圓錐滾子型軸承鋼軟化。過熱的圓錐滾子型軸承通常會改變顏色，一般會變成藍黑色或淡黃色。摩擦還會使保持架受力，這會破壞支承架，并加速圓錐滾子型軸承的失效。

材料過早出現疲勞破壞是由重載后過大的預載引起的。如果這些條件不可避免，就應仔細計算圓錐滾子型軸承壽命，以制定一個維護計劃。

另一個解決辦法是更換材料。若標準的圓錐滾子型軸承材料不能保證足夠的圓錐滾子型軸承壽命，就應當采用特殊的材料。另外，如果這個問題是由于載荷過大造成的，就應該采用抗載能力更強或其他結構的圓錐滾子型軸承。

蠕動不象過早疲勞那樣普遍。圓錐滾子型軸承的蠕動是由于軸和內圈之間的間隙過大造成的。蠕動的害處很大，它不僅損害圓錐滾子型軸承，也破壞其他零件。

蠕動的明顯特征是劃痕、擦痕或軸與內圈的顏色變化。為了防止蠕動，應該先用肉眼檢查一下圓錐滾子型軸承箱件和軸的配件。

蠕動與安裝不正有關。如果圓錐滾子型軸承圈不正或翹起，滾珠將沿著一個非圓周軌道運動。這個問題是由于安裝不正確或公差不正確或圓錐滾子型軸承安裝現場的垂直度不夠造成的。如果偏斜超過0.25°，圓錐滾子型軸承就會過早地失效。

檢查潤滑劑的污染比檢查裝配不正或蠕動要困難得多。污染的特征是使圓錐滾子型軸承過早的出現磨損。潤滑劑中的固體雜質就象磨粒一樣。如果滾珠和保持架之間潤滑不良也會磨損并削弱保持架。在這種情況下，潤滑對于完全加工形式的保持架來說是至關重要的。相比之下，帶狀或冠狀保持架能較容易地使潤滑劑到達全部表面。

銹是濕氣污染的一種形式，它的出現常常表明材料選擇不當。如果某一材料經檢驗適合工作要求，那么防止生銹的最簡單的方法是給圓錐滾子型軸承包裝起來，直到安裝使用時才打開包裝。

2 避免失效的方法

解決圓錐滾子型軸承失效問題的最好辦法就是避免失效發生。這可以在選用過程中通過考慮關鍵性能特征來實現。這些特征包括噪聲、起動和運轉扭矩、剛性、非重復性振擺以及圓錐滾子和軸向間隙。

扭矩要求是由潤滑劑、保持架、圓錐滾子型軸承圈質量（彎曲部分的圓度和表面加工質量）以及是否使用密封或遮護裝置來決定。潤滑劑的粘度必須認真加以選擇，因為不適宜的潤滑劑會產生過大的扭矩，這在小型圓錐滾子型軸承中尤其如此。另外，不同的潤滑劑的噪聲特性也不一樣。舉例來說，潤滑脂產生的噪聲比潤滑油大一些。因此，要根據不同的用途來選用潤滑劑。

在圓錐滾子型軸承轉動過程中，如果內圈和外圈之間存在一個隨機的偏心距，就會產生與凸輪運動非常相似的非重復性振擺（NRR）。保持架的尺寸誤差和圓錐滾子型軸承圈與滾珠的偏心都會引起NRR。和重復性振擺不同的是，NRR是沒有辦法進行補償的。

在工業中一般是根據具體的應用來選擇不同類型和精度等級的圓錐滾子型軸承。例如，當要求振擺最小時，圓錐滾子型軸承的非重復性振擺不能超過0.3微米。同樣，機床主軸只能容許最小的振擺，以保證切削精度。因此在機床的應用中應該使用非重復性振擺較小的圓錐滾子型軸承。

在許多工業產品中，污染是不可避免的，因此常用密封或遮護裝置來保護圓錐滾子型軸承，使其免受灰塵或臟物的侵蝕。但是，由于圓錐滾子型軸承內外圈的運動，使圓錐滾子型軸承的密封不可能達到完美的程度，因此潤滑油的泄漏和污染始終是一個未能解決的問題。

一旦圓錐滾子型軸承受到污染，潤滑劑就要變質，運行噪聲也隨之變大。如果圓錐滾子型軸承過熱，它將會卡住。當污染物處于滾珠和圓錐滾子型軸承圈之間時，其作用和金屬表面之間的磨粒一樣，會使圓錐滾子型軸承磨損。采用密封和遮護裝置來擋開臟物是控制污染的一種方法。

噪聲是反映圓錐滾子型軸承質量的一個指標。圓錐滾子型軸承的性能可以用不同的噪聲等級來表示。

噪聲的分析是用安德遜計進行的，該儀器在圓錐滾子型軸承生產中可用來控制質量，也可對失效的圓錐滾子型軸承進行分析。將一傳感器連接在圓錐滾子型軸承外圈上，而內圈在心軸以1800r/min的轉速旋轉。測量噪聲的單位為anderon。即用um/rad表示的圓錐滾子型軸承位移。

根據經驗，觀察者可以根據聲音辨別出微小的缺陷。例如，灰塵產生的是不規則的劈啪聲；滾珠劃痕產生一種連續的爆破聲，確定這種劃痕最困難；內圈損傷通常產生連續的高頻噪聲，而外圈損傷則產生一種間歇的聲音。

圓錐滾子型軸承缺陷可以通過其頻率特性進一步加以鑒定。通常圓錐滾子型軸承缺陷被分為低、中、高三個波段。缺陷還可以根據圓錐滾子型軸承每轉動一周出現的不規則變化的次數加以鑒定。

低頻噪聲是長波段不規則變化的結果。圓錐滾子型軸承每轉一周這種不規則變化可出現1.6~10次，它們是由各種干涉（例如圓錐滾子型軸承圈滾道上的凹坑）引起的。可察覺的凹坑是一種制造缺陷，它是在制造過程中由于多爪卡盤夾的太緊而形成的。

中頻噪聲的特征是圓錐滾子型軸承每旋轉一周不規則變化出現10~60次。這種缺陷是由在圓錐滾子型軸承圈和滾珠的磨削加工中出現的振動引起的。圓錐滾子型軸承每旋轉一周高頻不規則變化出現60~300次，它表明圓錐滾子型軸承上存在著密集的振痕或大面積的粗糙不平。

利用圓錐滾子型軸承的噪聲特性對圓錐滾子型軸承進行分類，用戶除了可以確定大多數廠商所使用的ABEC標準外，還可確定圓錐滾子型軸承的噪聲等級。ABEC標準只定義了諸如孔、外徑、振擺等尺寸公差。隨著ABEC級別的增加（從3增到9），公差逐漸變小。但ABEC等級并不能反映其他圓錐滾子型軸承特性，如圓錐滾子型軸承圈質量、粗糙度、噪聲等。因此，噪聲等級的劃分有助于工業標準的改進。

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