自然界苛刻的工作條件會導(dǎo)致軸承的失效,但是如果遵循一些簡單的規(guī)則,軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)會是能夠被提高的。
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(huán)境造成的,它還會引起扭矩和噪聲的問題。由環(huán)境和污染所產(chǎn)生的軸承失效是可以預(yù)防的,而且通過簡單的肉眼觀察是可以確定產(chǎn)生這類失效的原因。
解決軸承失效問題的最好辦法就是避免失效發(fā)生。這可以在選用過程中通過考慮關(guān)鍵性能特征來實現(xiàn)。這些特征包括噪聲、起動和運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩、剛性、非重復(fù)性振擺以及徑向和軸向間隙。
一、扭矩
扭矩要求是由潤滑劑、保持架、軸承圈質(zhì)量(彎曲部分的圓度和表面加工質(zhì)量)以及是否使用密封或遮護(hù)裝置來決定。
潤滑劑的粘度必須認(rèn)真加以選擇,因為不適宜的潤滑劑會產(chǎn)生過大的扭矩,這在小型軸承中尤其如此。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(chǎn)生的噪聲比潤滑油大一些。因此,要根據(jù)不同的用途來選用潤滑劑。
在軸承轉(zhuǎn)動過程中,如果內(nèi)圈和外圈之間存在一個隨機(jī)的偏心距,就會產(chǎn)生與凸輪運(yùn)動非常相似的非重復(fù)性振擺(NRR)。保持架的尺寸誤差和軸承圈與滾珠的偏心都會引起NRR。和重復(fù)性振擺不同的是,NRR是沒有辦法進(jìn)行補(bǔ)償?shù)摹?/p>
在工業(yè)中一般是根據(jù)具體的應(yīng)用來選擇不同類型和精度等級的軸承。例如,當(dāng)要求振擺最小時,軸承的非重復(fù)性振擺不能超過0.3微米。同樣,機(jī)床主軸只能容許最小的振擺,以保證切削精度。因此在機(jī)床的應(yīng)用中應(yīng)該使用非重復(fù)性振擺較小的軸承。
二、污染
在許多工業(yè)產(chǎn)品中,污染是不可避免的,因此常用密封或遮護(hù)裝置來保護(hù)軸承,使其免受灰塵或臟物的侵蝕。但是,由于軸承內(nèi)外圈的運(yùn)動,使軸承的密封不可能達(dá)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。
一旦軸承受到污染,潤滑劑就要變質(zhì),運(yùn)行噪聲也隨之變大。如果軸承過熱,它將會卡住。當(dāng)污染物處于滾珠和軸承圈之間時,其作用和金屬表面之間的磨粒一樣,會使軸承磨損。采用密封和遮護(hù)裝置來擋開臟物是控制污染的一種方法。
三、噪聲
噪聲是反映軸承質(zhì)量的一個指標(biāo)。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(jìn)行的,該儀器在軸承生產(chǎn)中可用來控制質(zhì)量,也可對失效的軸承進(jìn)行分析。將一傳感器連接在軸承外圈上,而內(nèi)圈在心軸以1800r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。測量噪聲的單位為anderon。即用um/rad表示的軸承位移。
根據(jù)經(jīng)驗,觀察者可以根據(jù)聲音辨別出微小的缺陷。例如,灰塵產(chǎn)生的是不規(guī)則的劈啪聲;滾珠劃痕產(chǎn)生一種連續(xù)的爆破聲,確定這種劃痕最困難;內(nèi)圈損傷通常產(chǎn)生連續(xù)的高頻噪聲,而外圈損傷則產(chǎn)生一種間歇的聲音。
軸承缺陷可以通過其頻率特性進(jìn)一步加以鑒定。通常軸承缺陷被分為低、中、高三個波段。缺陷還可以根據(jù)軸承每轉(zhuǎn)動一周出現(xiàn)的不規(guī)則變化的次數(shù)加以鑒定。 低頻噪聲是長波段不規(guī)則變化的結(jié)果。軸承每轉(zhuǎn)一周這種不規(guī)則變化可出現(xiàn)1.6~10次,它們是由各種干涉(例如 軸承圈滾道上的凹坑)引起的??刹煊X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。 中頻噪聲的特征是軸承每旋轉(zhuǎn)一周不規(guī)則變化出現(xiàn)10~60次。這種缺陷是由在 軸承圈和滾珠的磨削加工中出現(xiàn)的振動引起的。軸承每旋轉(zhuǎn)一周高頻不規(guī)則變化出現(xiàn)60~300次,它表明軸承上存在著密集的振痕或大面積的粗糙不平。
利用軸承的噪聲特性對軸承進(jìn)行分類,用戶除了可以確定大多數(shù)廠商所使用的ABEC標(biāo)準(zhǔn)外,還可確定軸承的噪聲等級。ABEC標(biāo)準(zhǔn)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軸承特性,如軸承圈質(zhì)量、粗糙度、噪聲等。因此,噪聲等級的劃分有助于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)。
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