淺談?shì)S承成品檢測(cè)與故障分析

孫波　費(fèi)連玲

摘 要：軸承成品檢測(cè)與運(yùn)行診斷技術(shù)是一種了解和掌握軸承在使用過(guò)程中的狀態(tài)，確定其整體或局部正?；虍惓?，并且能夠預(yù)報(bào)故障發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)。在工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中，滾動(dòng)軸承是其中的重要部件，而滾動(dòng)軸承出現(xiàn)故障是引起設(shè)備失效的重要原因，因而對(duì)軸承狀態(tài)的檢測(cè)是十分重要的。

關(guān)鍵詞：軸承；檢驗(yàn)；潤(rùn)滑

軸承是機(jī)械設(shè)備旋轉(zhuǎn)部分的重要支撐部件，在機(jī)械設(shè)備中被廣泛應(yīng)用。工業(yè)生產(chǎn)中常用軸承特別是在高速重載條件下的滾動(dòng)軸承，由于工作面接觸應(yīng)力的長(zhǎng)期反復(fù)作用，極易引起疲勞，裂紋，剝蝕，壓痕等故障，從而引發(fā)軸承產(chǎn)生斷裂，膠著，燒損等現(xiàn)象。而這些故障會(huì)使軸承的旋轉(zhuǎn)精度降低，產(chǎn)生震動(dòng)，噪聲，增加軸承的旋轉(zhuǎn)阻力。最終將使軸承受到阻滯和卡死，造成工業(yè)機(jī)械系統(tǒng)的失效。因此對(duì)于成品軸承進(jìn)行運(yùn)行檢驗(yàn)是非常必要的，下面我們就討論下軸承檢驗(yàn)的常用方法和軸承常見(jiàn)故障的原因分析。

1 常用軸承檢測(cè)方法

1.1 傳統(tǒng)的方法，是靠有經(jīng)驗(yàn)的工人用手摸用耳聽(tīng)來(lái)判斷機(jī)械設(shè)備內(nèi)部軸承的工況。雖然簡(jiǎn)單快捷，但存在以下弊端，一是只能做出一個(gè)定性的判斷結(jié)果；二是檢測(cè)人員本身的技能、經(jīng)驗(yàn)和精神狀態(tài)等因素對(duì)檢測(cè)的結(jié)果影響較大；三是沒(méi)有預(yù)見(jiàn)性，不能及早進(jìn)行安排處理，極易造成突發(fā)事故，從而影響生產(chǎn)。

1.2 軸承溫度檢測(cè)法，通過(guò)檢測(cè)軸承座處的溫度來(lái)判斷軸承工作是否正常。溫度檢測(cè)對(duì)軸承載荷、速度和潤(rùn)滑情況的變化反映比較敏感，尤其是對(duì)潤(rùn)滑不良而引起的軸承過(guò)熱現(xiàn)象很敏感。但當(dāng)軸承出現(xiàn)諸如早期點(diǎn)蝕、剝落、輕微磨損等比較小的故障時(shí)，溫度檢測(cè)基本沒(méi)有反映，只有當(dāng)故障達(dá)到一定的嚴(yán)重程度時(shí)（往往軸承已經(jīng)發(fā)生比較嚴(yán)重的損傷，甚至事故已經(jīng)發(fā)生），用這種方法才能檢測(cè)到。滑動(dòng)軸承金屬測(cè)溫包括：插入式熱電阻和埋入式熱電阻兩種安裝方式。

1.3 聲發(fā)射檢測(cè)法，是指滾動(dòng)軸承在運(yùn)行過(guò)程中，其故障（不管是表面損傷、裂紋還是磨損故障）會(huì)引起接觸面的彈性沖擊而產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)，該信號(hào)蘊(yùn)涵了豐富的碰摩信息，因此可利用聲發(fā)射來(lái)監(jiān)測(cè)和診斷滾動(dòng)軸承故障。聲發(fā)射傳感器將軸承釋放出的AE（Acoustic Emission）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)然后進(jìn)行檢測(cè)分析。

1.4 振動(dòng)診斷技術(shù)

軸承元件的工作表面出現(xiàn)疲勞剝落、壓痕或局部腐蝕時(shí)，軸承運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)周期性的脈沖信號(hào)。這種周期性的信號(hào)可有安裝在軸承座上的傳感器（速度型或加速度型）來(lái)接收，通過(guò)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的分析來(lái)診斷軸承的故障。特點(diǎn)：振動(dòng)診斷技術(shù)應(yīng)用廣泛；可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)；診斷快，診斷理論已成熟。應(yīng)用范圍：特別適合旋轉(zhuǎn)機(jī)械中軸承的故障監(jiān)測(cè)。

1.5 壓力波檢測(cè)法，有研究發(fā)現(xiàn)，向動(dòng)載滑動(dòng)軸承供油的機(jī)油管內(nèi)存在著壓力波，軸承從正常工作狀態(tài)到擦傷過(guò)程中，壓力波峰值都存在一個(gè)臨界點(diǎn)。它為用壓力波檢測(cè)動(dòng)載荷軸承故障提供了依據(jù)。在任何工況下，用壓力波檢測(cè)軸承故障，尤其是早期故障是一種十分方便的方法。軸承從輕度擦傷到中度擦傷有一段潛伏期。只要在潛伏期內(nèi)改善軸承工作條件，軸承擦傷程度就不至于加劇。

2 軸承無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

美國(guó)NASA 認(rèn)為可分為六大類約七十余種，在實(shí)際應(yīng)用中比較常見(jiàn)的有十幾種，常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法除直接目視檢測(cè)外還有：超聲檢測(cè) Ultrasonic Testing-UT，射線檢測(cè)Radiographic Testing-RT，磁粉檢測(cè)Magnetic particle Testing-MT，滲透檢測(cè) Penetrant Testing-PT ，渦流檢測(cè) Eddy current Testing-ET。

2.1 射線檢測(cè)法

利用 x、γ、中子射線穿透物體過(guò)程中具有一 定的衰減規(guī)律，根據(jù)通過(guò)被測(cè)物體各部位衰減 后射線強(qiáng)度檢測(cè)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)或缺欠。

x射線照相檢測(cè)法就是將強(qiáng)度均勻的射線照射在被檢物體上，透過(guò)的射線在照相膠片上感光，將膠片顯影后就可得到與物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的黑度不同的底片，通過(guò)對(duì)底片的觀察來(lái)判斷缺欠種類、尺寸、分布等。

2.2 超聲波檢測(cè)法

利用壓電換能器（由電磁振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)）在被檢材料表面激發(fā)聲脈沖信號(hào)，該聲束導(dǎo)入材料后被內(nèi)部缺欠反射回?fù)Q能器。通過(guò)測(cè)定信號(hào)返回時(shí)間間隔來(lái)確定缺欠部位；測(cè)量回波幅度與換能器位置可得知材料內(nèi)部或表面缺欠尺寸和部位?？v波、橫波、表面波、蘭姆波連續(xù)波、脈沖波、單探頭、雙探頭。

2.3 渦流檢測(cè)法

交變磁場(chǎng)在金屬材料內(nèi)產(chǎn)生相同頻率的渦電流，利用渦電流大小與金屬材料比電阻之間的關(guān)系變化來(lái)檢測(cè)缺欠。利用通有射頻電流的線圈在被測(cè)材料表面激發(fā)渦流，當(dāng)材料表面存在缺欠（裂紋、氣孔、夾渣等），該處比電阻會(huì)增大，渦電流便相應(yīng)減小。通過(guò)測(cè)量渦流的變化量來(lái)進(jìn)行試件探傷、材質(zhì)檢測(cè)、形狀測(cè)試等。

2.4 滲透檢測(cè)法

以毛細(xì)現(xiàn)象為基礎(chǔ)，檢查物體表面開(kāi)口缺欠。包括熒光和著色兩種方法。將被檢物體浸入熒光液中，其缺欠內(nèi)吸滿液體。除掉表面液體后，由于光致效應(yīng)，熒光液在紫外線照射下發(fā)出可見(jiàn)光而顯現(xiàn)缺欠。被檢物體可以是鐵磁性材料，也可以是非鐵磁性及非金屬材料。

3 軸承檢測(cè)的其他問(wèn)題

軸承與軸的配合間隙必須合適，徑向間隙的檢測(cè)可采用下列方法。

3.1 賽尺檢測(cè)法

對(duì)于直徑較大的軸承，間隙較大，應(yīng)用較窄的塞尺直接檢測(cè)。對(duì)于直徑較小的軸承，間隙較小，不便用塞尺測(cè)量，但軸承的側(cè)隙，必須用厚度適當(dāng)?shù)娜邷y(cè)量。

3.2 壓鉛檢測(cè)法

用壓鉛法檢測(cè)軸承間隙較用塞尺檢測(cè)準(zhǔn)確，但較費(fèi)事。檢測(cè)所用的鋁絲應(yīng)當(dāng)柔軟，直徑不宜太大或太小，最理想的直徑為間隙的1.5～2倍，實(shí)際工作中通常用軟鉛絲進(jìn)行檢測(cè)。

3.3 軸承與軸潤(rùn)滑檢測(cè)

對(duì)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)檢查及外圍零件更換時(shí)被拆卸下來(lái)的軸承進(jìn)行檢查，以此判斷可否再次使用或使用情況的好與壞。要在考慮軸承損傷的程度，機(jī)器性能、重要性、運(yùn)行條件、檢查周期等以后再來(lái)決定檢查結(jié)果，如果發(fā)現(xiàn)軸承有損傷和異常情況時(shí)，對(duì)損傷的內(nèi)容查明原因，制定對(duì)策。另外，檢查結(jié)果，如果有下面幾種缺陷的話，軸承就不能再用了，需要更換新的軸承。

3.4 滑動(dòng)軸承的安裝

清洗刮削好的滑動(dòng)軸承、軸承座、軸承蓋及油路管道。為了防止滑動(dòng)軸承在軸承座內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)，除了在軸承與軸承蓋安裝定位銷外，還必須用軸承蓋對(duì)軸承產(chǎn)生一定的壓緊力，這個(gè)力不能太大，也不能太小。常用壓鉛的辦法來(lái)確定軸承蓋對(duì)滑動(dòng)軸承的壓緊力，通過(guò)調(diào)整軸承蓋與軸承座和滑動(dòng)軸承之間的墊片來(lái)保證滑動(dòng)軸承被壓緊的變形量為0.04～0.08mm。