軸承的故障分析及維修

董紹凱

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江齊齊哈爾161005）

1 引 言

軸承是在機械設備中的常用零件，主要用于支撐進行相對旋轉運動的部件并且減小它們之間的摩擦系數。根據相對運動元件之間的摩擦是滾動摩擦還是滑動摩擦，可以把軸承分為兩種，即滾動軸承和滑動軸承。滾動軸承是指在滾動摩擦下進行工作的軸承，它通常由內圈、外圈、滾動體和保持架構成；滑動軸承是指在滑動摩擦下進行工作的軸承，軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配合的零件稱為軸瓦。

2 判斷軸承故障的方法

判斷軸承是否正常工作，可以通過以下幾種方法來檢查：

（1）軸承聲音：采用測聲器對運轉中軸承的滾動聲音的音質進行測量，當軸承有微小的剝落等損傷時，測聲器即可分辨出軸承運轉時的異常音和不規則音，從而可以判斷軸承是否出現損傷。

（2）軸承溫度：通常情況軸承溫度隨著它的運轉時間逐漸上升，在正常運轉一定時間后其溫度趨于穩定。如果軸承選型和安裝得當，潤滑合適，則軸承的溫度不會急劇升高。當出現軸承溫度急劇升高時，說明出現故障，必須立即停止機械運轉。

（3）軸承振動：如果軸承發生剝落、裂紋等情況，在軸承運轉過程中會出現一定的振動現象。通過振動測量儀或振動頻率分析儀測出振動的大小，根據振動頻率可以推斷出軸承異常的具體情況。因為軸承的使用條件和傳感器的安裝位置不同，所以需要事先對每臺機器的測量值進行分析比較后才能確定判斷標準。

3 滾動軸承常見故障分析與維修

滾動軸承的使用壽命與軸承的選型、安裝、使用和保養有很大關系。通常滾動軸承出現故障后不進行維修，而是直接更換軸承，這主要是由于滾動軸承結構相對較為復雜，精度要求較高，維修難度較大。

3.1 滾動軸承常見的故障

滾動軸承常見的故障有如下幾種：（1）在交變載荷應力的作用下，滾動軸承的工作表面因疲勞而發生脫落現象。（2）軸承在運轉過程中，由于溫度過高，軸承過熱使其退火。（3）因軸承裝配不當或維護不當而產生裂紋。（4）由于軸承的密封和潤滑不良，致使灰塵進入軸承，最終腐蝕軸承工作表面。（5）由于長期工作在交變載荷的作用下使滾動體出現凹坑。（6）保持架變形損壞導致軸承故障。（7）內外滾道磨損出現疲勞點蝕現象。（8）內外滾道變形，軸承運轉時有明顯周期性噪音。

3.2 滾動軸承的維修

如果重新購買相同型號的軸承比較困難，或是對于一些特殊型號的滾動軸承，為了節省經濟成本或是節約生產時間，可以采取對滾動軸承進行維修來使機械設備在較短時間內繼續工作。

（1）選配法：根據滾動軸承的配合精度和間隙，對于個別損壞的零件可以選配新的零件來替代已損壞的零件，而不需要維修。（2）電鍍法：如果選配法不能適用，則可以按滾動軸承原內外圈的尺寸對其滾道進行鍍鉻，從而恢復滾道原尺寸。注意在電鍍時鉻層不能太厚，否則容易引起裝配誤差或引起剝落。（3）電焊法：電焊修補法主要用于圓錐或圓柱滾子軸承，它的工藝過程包括檢查、焊補、車削修整、拋光和裝配。

4 滑動軸承常見故障分析與維修

滑動軸承的磨損可以分為兩種情況，一種是正常使用情況下的磨損，其特點是在機床剛投入使用時磨損程度較大，之后軸承的磨損度逐漸減小并趨于穩定，當滑動軸承使用一定時間后，磨損程度加劇，即符合浴盆曲線；另一種情況是異常磨損導致軸承損壞。

4.1 滑動軸承的故障

滑動軸承的故障一般分為以下幾種：

（1）滑動軸承變形：滑動軸承變形的主要原因有由于潤滑不良和載荷過大導致抱軸現象產生而引起軸承變形、超載使軸承局部區域壓力超過彈性極限、滑動軸承裝配不當等。

（2）疲勞磨損：滑動軸承疲勞主要是交變載荷長期作用的結果，磨損的主要原因有載荷分布不均、軸承過載、軸承材料選擇不合適、軸承蓋松動等。

（3）磨粒磨損：由于潤滑油中混入顆粒較大的油污，在壓力作用下顆粒嵌入軸瓦表面，當軸承和軸相對運轉時發生磨粒磨損。磨損原因主要有軸承在裝配前沒有清洗干凈、潤滑油不干凈、零件在摩擦過程中剝落的磨屑混入到了潤滑油中等。

圖1 浴盆曲線

（4）黏著磨損：滑動軸承與軸形成的摩擦副在相對運動時，軸承內表面的溫度逐漸升高，油膜被破壞導致金屬表面直接接觸，接觸點不斷重復黏著、撕開的循環，最終導致軸承產生黏著磨損。磨損原因主要有軸與軸承間隙過大或過小、潤滑不良、機械設備過熱等。

（5）腐蝕磨損：由于潤滑油的失效，會導致其酸值過大而對軸承產生腐蝕磨損。主要原因有潤滑油長期使用變質、潤滑油含有腐蝕性物質等。

4.2 滑動軸承常用的維修方法

（1）更換軸承。如果軸承損壞嚴重，沒有維修的價值，則直接更換新的軸承。通常情況當軸承出現嚴重燒損、軸瓦損傷面積大、磨損程度大、不能用刮研法進行修理時，采取直接更換軸承的方式來保證機械設備正常運行。

（2）刮研。刮研常用于修復軸承在運轉中的擦傷、抱軸或是有硬質顆粒引起的軸瓦磨損等故障。在刮研前要先將軸瓦的內表面清洗干凈，以與之相配合的軸頸為校準工具。

表1 軸瓦接觸精度的研點數標準

（3）徑向間隙的調整。在滑動軸承的維修過程中，確定軸頸與軸瓦之間的配合間隙至關重要,滑動軸承的徑向間隙是保證液體摩擦的主要條件。一般可以按公式來計算徑向間隙。也可以通過實驗法來測量徑向間隙。可以通過壓鉛法來測量間隙：首先選用直徑為0.6～1mm 之間的鉛絲將其放置在軸瓦和軸之間，然后將上軸瓦、軸承蓋合上，用螺栓擰緊后再將軸承蓋打開，取出被壓扁的鉛絲，用千分尺測出其厚度并記錄。將鉛絲放置于不同位置多做幾次實驗，最后求出其間隙的平均值。

5 結 語

如果軸承發生故障，應根據故障的具體形式進行相應的維修或者更換軸承。了解軸承常見故障及原因，采取合理的維修方法，對保證機械設備的運行具有重要意義。

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