淺談礦用機械滾動軸承的失效和潤滑

王慶功

摘 要：礦用機械在工作時，滾動軸承所起到的作用非常大，關系到施工工程的安全和經濟效益的產生，軸承甚至還被稱為工業的糧食。在很多機械領域都會應用到滾動軸承，不僅僅是在采礦業上，交通業、電器業等行業發展中都需要做好機械滾動軸承的維修和潤滑工作，以保證其順利完成施工目標。在實際操作中，由于安裝不當、保修超時等一系列原因，很容易出現滾動軸承失效的問題，降低工程建設的效率，甚至產生更嚴重的后果。本文將針對一般機械運作的原理等做一個簡單的分析，再結合礦用機械在實際操作中的特點和具體情況，來探討造成礦用機械滾動軸承失效的具體因素，對于失效的狀況制定出合理的解決措施，以及研究如何開展滾動軸承的潤滑工作，以確保機械順利完成工程作業。

關鍵詞：礦用機械 滾動軸承 潤滑保修 工程事業 工作效率

中圖分類號：TH162 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2019）02-0-02

引言

對于礦用機械滾動軸承的研究，相關人員要對軸承失效案例的具體情況做一個分析探討，明確軸承運作的基本原理，做好維修潤滑工作。軸承在使用中所受到的應力大小是一個關鍵研究點，還有在安裝滾動軸承時，不正確的安裝步驟也會直接縮短軸承的使用壽命，要選擇好零件的大小，對軸、軸承以及軸承座都要做好檢驗保修工作，嚴密檢查相關部件的精確度。我們對可能造成滾動軸承失效的因素做了一個列舉剖析，掌握事物發生狀況的根本原因，并且提出解決的方案，這樣才能夠從根本上保證礦用機械順利完成施工工作。滾動軸承失效的原因有正常的和非正常的，那么我們要盡量避免人為事故的發生，選擇符合要求的部位零件，及時做好軸承的潤滑，促進工作效率的提升。接下來我們就這些方面展開論證，提出切實有效的軸承維修和潤滑方案，分析軸承失效的表現形式和成因，簡要概述相關的潤滑方法，希望能夠給采礦行業的研究和施工人員提供借鑒。

關于礦用機械滾動軸承的失效情況，相關人員要對其投入一定的研究，探析失效現象發生的具體原因，通過深入了解滾動軸承工作的原理和依據，我們可以得知滾動軸承基本上是由滾動體、內外圈以及保持架這幾個構件組成的，對于其具體的運轉，主要表現為滑動摩擦和滾動摩擦。在長期的工作負荷下，軸承就會呈現出各種問題，要想保證大型機械長久正常的運作，我們對其所發生的狀況要預先規劃解決方案，認識到軸承失效的主要發生狀況和表現形式，這樣才能夠真正做到防患于未然。

一、礦用機械滾動軸承失效主要表現為以下幾種形式

1.過度磨損導致的軸承失效

滾動軸承在工作時一直處于運動的狀態中，所以必然會存在磨損的現象，久而久之，過度的磨損就會對軸承產生一定的影響，造成軸承磨損失效。作為失效情況中最為常見的一種，導致軸承磨損失效的因素來源于兩個方面，那就是正常磨損以及非正常磨損，我們對非正常磨損的現象做一個分析概述。潤滑劑的選擇或使用不符合相關規定會造成滾動軸承出現不必要的磨損，在機械進行正常工作時，添加的潤滑劑要達到足夠的量，否則會使機器的溫度急劇升高，軸承的熱度也隨之上升，其硬度就會下降，這樣在工作時軸承的磨損現象會比較嚴重。滑動磨損則和潤滑劑調配的濃度有關，如果潤滑劑過于稠密，在潤滑軸承時就不能夠發揮出良好的效用，軸承很難靈敏地運轉起來，導致滑動磨損問題的出現。而另外一種磨損情況則多是在進入磨料之后發生的，滾動軸承在工作時會出現高頻振動的現象，運轉時以外圈為中心，其內外圈和滾動體相互配合，運轉起來容易產生微動磨損，運作久了就會發生松動的現象。軸承磨損越來越嚴重時，其工作重心會漸漸產生偏移，損壞機械零件，其性能和工作效率都會大幅下降，軸承日漸走向失效。礦用機械中許多設備的滾動軸承都是以這種形式逐漸失效的，比如水泵、輸送機等，對此相關部門需要研制出科學的方針，來治理這些軸承失效問題。

2.載荷負擔帶來的疲勞失效

一般而言，我們可以將滾動軸承工作時的狀態看做是一個脈動循環，滾動體和內外圈一直處于相互作用之中，在這個過程中機械部件就會受到應力的影響，長久以往為滾動軸承的失效埋下了隱患。軸承經過高強度的運動工作，會給金屬表面帶來強烈的載荷壓力，久而久之就會出現疲勞裂紋以及疲勞點蝕的情況，這些都是疲勞失效的演化前提，而且是很難避免的一個現象，機械在運行的過程中往往都會進行高強度的工作，零部件操作過于頻繁已是常事。在安裝滾動軸承的部位零件時，要進行規范化、專業化的操作步驟，否則會造成軸承的內外圈銜接不規范等一系列不良影響，導致軸承受到不同的壓力荷載，局部位置發生嚴重的形變，進而對大型機械的整體結構造成破壞。此外，軸承內部結構調整得過于緊密同樣會造成機械的耗損，使金屬結構直接剝落，影響機械的正常運作。滾動軸承的材料和屬性會決定其工作的質量，如果制造軸承的材料有質量問題，或者是滾動軸承的內部結構存在不合理，那么礦用機械就無法承受住軸承脈動循環時所產生的種種壓力，軸承圈也會出現疲勞裂紋，當這種情況發生時，軸承將會面臨斷裂、報廢的危機。在絕大多數軸承疲勞失效的案例中，都是由疲勞點蝕而引發的，相關操作人員進行不正確的安裝步驟，安裝方式缺乏科學性與合理性，以及軸承材料的選擇工作不嚴謹等，都會嚴重地縮短滾動軸承疲勞失效的周期，減少礦用機械的工作壽命。與一般的大型機械相比，礦用機械的工作負荷更重，受到的沖擊壓力也更大，也就更容易導致疲勞失效，采煤采礦機器中的支撐軸承就是一個典型的例子，類似的機械失效情況還有很多，需要研究人員針對具體情況和原因進行深入探索，提出解決方案。

3.滾動軸承中各種腐蝕造成失效

腐蝕失效也是滾動軸承失效的表現形式之一，其中造成腐蝕的因素主要有三種，分別是化學腐蝕、電腐蝕以及微振腐蝕，腐蝕現象一旦發生就是不可逆的，雖然相較而言其對礦用機械滾動軸承帶來的破壞和傷害較小，但是也不能忽視腐蝕失效的影響力。化學腐蝕發生的源頭是滾動軸承中的潤滑劑、水分等與金屬材料發生化學作用，進而對機械部件造成破壞，這種腐蝕作用發生的速度比較緩慢，而且還需要具備足夠的材料和條件才能發生，但是也要依據具體實際情況制定相應的對策。電腐蝕則是由于機械長期處于通電狀態而形成的，在電力的長期作用下，或多或少會給機械滾動軸承帶來影響，因為大型機械在工作時必然要接通電源，而且還會進行不停歇的運轉，所以電腐蝕會持續存在于滾動軸承上。微振腐蝕是在機械滾動軸承工作運作時不停振動產生的，大型機械在工作時，會發生較為強烈的反應，主要以振動的形式表現出來，時間一長，就會出現相應的負面影響，就是微振腐蝕，降低機械操作的工作效率。礦用機械工作的環境條件一般都比較惡劣，會遇到各種各樣的自然環境和種種難題，而在機器運行過程中遇到雜物或者潮濕的環境就會發生相應的腐蝕作用，造成滾動軸承腐蝕失效的局面，在對軸承元件磨損和疲勞的問題進行解決時，也要適當地兼顧好腐蝕失效的應對工作。

潤滑是保證滾動軸承正常工作的一項必需操作，礦用機械滾動軸承在進行滾動或者滑動摩擦時會帶來很多影響，可以導致零件部位的熱變形，如果潤滑工作不到位還會造成摩擦力增大，引起嚴重的軸承損害現象發生，時間長了相關零件就會報廢。正常、規范的潤滑操作可以延長滾動軸承的使用壽命，減少主軸零件的疲勞和磨損壓力，軸承的失效情況也會有明顯的改善。對潤滑劑的選擇和潤滑方法的制定研究都要經過嚴密的考慮，對于滾動軸承工作時的溫度、磨損、振動等具體情況做一個詳盡的研究分析，并且提出具有針對性、科學性的實施方案，以此來保障零件的正常運行。根據相關的資料數據顯示，造成一部分軸承失效的原因就與潤滑工作有關，潤滑步驟操作不當會對滾動軸承直接產生不良反應，所以要合理地計算好潤滑劑的用量，設計出優化性能最高的潤滑計劃，對潤滑工作的周期做一個科學把握。

二、對于不同時間、地點等進行的不同潤滑方式主要有以下幾種

1.油潤滑

大型機械在進行工業活動時一般都處于高溫高壓的環境當中，使用潤滑油進行滾動軸承的潤滑工作是比較常見的一種方式，而潤滑油的選擇又分為很多種，有機械油、壓縮機油、汽缸油等等，在不同的機械材質和工作情況下采用不同的潤滑油，以達到更好的效果。在使用潤滑油時，要嚴格把控好其粘度大小，這與形成潤滑油膜的質量水平息息相關，在面對一定范圍內的工作溫度時，潤滑油能夠不失去其最低粘度，這樣才是最好的效果，能夠保證機械滾動軸承工作的順暢安全。潤滑油粘度的選擇還和滾動軸承工作的轉速有關，而且軸承轉速和潤滑油粘度最好呈負相關，而軸承所承受的負荷強度則和潤滑油粘度呈正相關，視具體情況而選取不同粘度的潤滑油，可以使軸承保持正常運轉，提升機械工作的效率。油潤滑按照系統結構、操作方式等情況的不同，可以列舉出好幾個潤滑方式，適合不同的機械結構和材質，掌握好這些能夠為滾動軸承的潤滑工作提供借鑒和保障，避開軸承失效的狀況。

1.1油浴潤滑

在對滾動軸承進行潤滑時，油浴潤滑是比較常見而且很普遍的方式，它是直接將潤滑油加入到軸承零件當中去，讓潤滑油隨著軸承的運轉而流動，完成潤滑工作后再流回到油箱之中，這種潤滑形式可以廣泛地用于中、低速的滾動軸承中。在進行油浴潤滑時，要重點注意的一點就是控制好潤滑油的量，過量或者不足都不行，否則會造成機械大幅度攪動或者促使軸承失效提前到來。[1]如果不能夠精準地把握好油量，那么可以借助油位指示器等工具的幫助，計算好潤滑油的總量可以使其在完成潤滑工作同時，延長軸承使用壽命，提升機器運行效率。

1.2滴油潤滑

在需要潤滑的零部件數量不多以及機械零件容易接觸的情況下，可以采取滴油潤滑的方式，一般發生在鏈條、齒輪等零部件的潤滑工作中，可以利用潤滑油自身的重力將其滴落到摩擦副上，還可以配置相應規格的注油杯。這個潤滑方法適用于需油量較少的部件上，具體操作時將潤滑油以滴為單位，而且滴油量控制在每秒3～8滴，不宜過多或者過于頻繁，否則可能還會造成軸承部件急劇升溫，引起不良影響。滴油潤滑的方法并不能夠廣泛地適用于一切機械部件上，而是要根據具體情況做正確的選擇。

1.3循環油潤滑

循環油潤滑可以防止機械中機油的老化，使滾動軸承工作環境的溫度趨于低溫平衡，減少因高溫給軸承造成的損害。在滾動軸承的兩端各設置一個小口，分別作為潤滑油的入口和出口，潤滑油經過軸承的時候可以帶走一些熱量，降低溫度，而潤滑油的循環利用可以有效提高資源的利用效率。這個方法適用于軸承轉速較高的機械潤滑工作，可以有效解決高速造成高溫現象帶來的問題，此外，為了不讓潤滑油滯留在軸承座中，潤滑油出口應該要設計得比入口大，以充分帶走潤滑油。

1.4噴油潤滑

噴油潤滑的方法一般用于中、低轉速的滾動軸承潤滑工作，采用高壓噴射的形式對軸承內部進行潤滑，將潤滑油注入到軸承中，然后潤滑后的油再流進油箱，在潤滑工作進行時，高壓噴嘴的位置要處于軸承內圈和保持架的中間，用不低于15米每秒的噴射速度將潤滑油注入軸承。這一方法可以使軸承均勻地得到潤滑，增加其工作的平穩性。噴油潤滑可以對潤滑資源產生有效的利用，節約工作成本，有利于更好地優化資源的利用與配置，而且這是在軸承運轉時進行的潤滑工序操作，所以對工作人員的技術水平有一定的要求，不能夠將潤滑油噴到其他零部件位置上，否則不但不能達到預期的效果，可能還會造成負面影響。

1.5油氣潤滑

油氣潤滑是利用高壓氣槍等工具將壓縮空氣和少量潤滑油形成的油霧混合物噴射到工作強度比較大的滾動軸承之中，可以快速降低機器的溫度，冷卻軸承的同時隔開雜質，適合高速、高溫條件下的軸承潤滑工作。油氣潤滑可以對軸承較為細小的部件位置都進行好潤滑的工作，兼顧好機械軸承的各個部位，有效節約潤滑材料以及提高工作效率和資源的利用效率。在高速運轉下，軸承的溫度急劇上升，而且高溫環境下容易對零件材料產生破壞，這時就需要進行油氣潤滑來對軸承做一個保護措施，使其發揮出最佳的工作效果。

2.脂潤滑

相比較下脂潤滑的操作較為簡易、成本比較低，近年來得到了廣泛的使用，脂潤滑適合在中、低速的軸承中進行操作，而且隨著科技的進步，該潤滑方式所需的材料種類和用途得到了創新性的進步。鋰基潤滑脂、鈣基潤滑脂等都是比較常見的潤滑脂材料，包括抗磨添加劑等新型材料的出現，都可以促進脂潤滑更好地發揮作用，針對不同情況的需要，可以選擇功效各異的潤滑材料進行操作。脂潤滑方式的廣泛應用在許多滾動軸承中都收到了顯著的效果，在這種潤滑形式下，操作人員的工作會更有效率且相對簡單，適用于大多數礦用機械的維修保養工作。

3.固體潤滑

固體潤滑可以在油潤滑和脂潤滑兼顧不到的情況下發揮效用，在特殊的工作條件下滿足潤滑工作的需求，固體潤滑劑可以按一定的比例添加到潤滑脂或者相關工業材料中，提升材料自身的性能，以適應惡劣的環境。固體潤滑劑的正確使用還可以減少軸承在運轉中產生的磨損，在滾動體上形成一層潤滑薄膜，更好地保護滾動軸承以及相關機械部件。

三、總結

如何促進礦用機械工作室的效率、減輕軸承失效帶來的損失是有關工程人員和研究工作者一直思考的問題，對軸承失效情況的研究不能夠淺嘗輒止，不僅要對工作中出現的問題進行深入研究，還要提出對應的措施。軸承的潤滑工作是一項精密又常見的維修保養工作，需要相關技術人員嚴格遵守工序步驟和具體要求，來完成軸承在不同情況下的潤滑作業，這不僅僅是在潤滑上，在一切大型機械的操作過程中，都要謹慎地走好每一步，確保工程安全進行以及提高施工的效率水平。而軸承潤滑工作順利展開則可以促進機械壽命的延長，針對不同環境進行不同形式的軸承潤滑，需要每一個工作者做到深思熟慮，從工程建設的整體角度出發，利用好先進的科學技術，提升機械工作的質量和水平。

參考文獻

[1]張倩；張志新；王亮；；基于振動測試的滾動軸承故障診斷技術進展[J]；風機技術；2012年01期