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如何避免轴承失效?
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如何避免轴承失效?

   自然界苛刻的工作条件会导致轴承的失效,但是如果遵循一些简单的规则,轴承正常运转的机会是能够被提高的。
   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。
   解决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、非重复性振摆以及径向和轴向间隙。

一、扭矩

     扭矩要求是由润滑剂、保持架、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轴承。例如,当要求振摆最小时,轴承的非重复性振摆不能超过0.3微米。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轴承。

二、污染

    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轴承,使其免受灰尘或脏物的侵蚀。但是,由于轴承内外圈的运动,使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。
    一旦轴承受到污染,润滑剂就要变质,运行噪声也随之变大。如果轴承过热,它将会卡住。当污染物处于滚珠和轴承圈之间时,其作用和金属表面之间的磨粒一样,会使轴承磨损。采用密封和遮护装置来挡开脏物是控制污染的一种方法。

三、噪声

    噪声是反映轴承质量的一个指标。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,该仪器在轴承生产中可用来控制质量,也可对失效的轴承进行分析。将一传感器连接在轴承外圈上,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表示的轴承位移。
根据经验,观察者可以根据声音辨别出微小的缺陷。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。
    轴承缺陷可以通过其频率特性进一步加以鉴定。通常轴承缺陷被分为低、中、高三个波段。缺陷还可以根据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。轴承每转一周这种不规则变化可出现1.6~10次,它们是由各种干涉(例如 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。中频噪声的特征是轴承每旋转一周不规则变化出现10~60次。这种缺陷是由在     轴承圈和滚珠的磨削加工中出现的振动引起的。轴承每旋转一周高频不规则变化出现60~300次,它表明轴承上存在着密集的振痕或大面积的粗糙不平。
    利用轴承的噪声特性对轴承进行分类,用户除了可以确定大多数厂商所使用的ABEC标准外,还可确定轴承的噪声等级。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轴承特性,如轴承圈质量、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。

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