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怎样辨别分析轴承 “还能用”? 这里的学问还真不少....

2022-05-19

首先,我们需要明确的是,本文标题提出的问题”轴承还能用”,包含着一个含义是轴承已经投入使用,而后能用多久。

因此,这里不包括轴承未经使用能够储存的时间。


如何定义轴承“还能用”


轴承能用多久,存在另一个衡量标准,即什么状态视为轴承不能用了
一般地,我们认为当轴承运行的时候不能实现其既定的设计性能即为轴承的失效,这里失效包含两种情况:
第一:轴承彻底丧失其性能,无法运转
第二:轴承部分的丧失性能,但是依然可以运转,但是轴系统的运转精度、振动等都已经出现了异常。
关于以上两种轴承故障的情况都可以在相应轴承失效分析标准中找到明确的说明。但是,可以看到,对于一个“已经不正常”的轴承,是否界定为“不能用“,需要根据用户自己的情况决定。
通常而言,关于轴承“不能用”的界定有好几种方式:
第一,按照轴承疲劳失效的定义,就是滚动体或者滚道表面出现第一个疲劳剥落的时候。此时轴承出现了疲劳失效。换言之,就是到了这个状态,轴承就“不能用了”。
第二,在实际工况中,当轴承出现第一个疲劳剥落的时候,有时候轴承的运行状态变化不大。比如此时轴承的振动并没有很大的变化。尤其是失效初期,有时候甚至难以察觉。此时轴承的温度也也基本正常。在很多使用者眼里,其实这个轴承“还能使用”。
第三,如果上述情况继续发展,轴承的失效进一步发展,最终将导致轴承的振动变大,轴承的温度上升等情况。此时可以依照有关设备的振动或者温度标准来判定这个轴承是不是已经“不能用”了。因此,这个“不能用”的标准来自于相关标准。在达到这个标准之前,虽然轴承有可能已经“带病”,但是依然“可以使用”。
第四,有些对轴精度等的要求并不高的场合,即便在上述情况下,轴承依然可以转,那么还认为可以用。直到有一天,这个轴承被卡住,无法旋转的时候,此时才被判定“不能用”了。
因此,“轴承还能用多久”的结论进行分析之前,需要确定“还能用”的标准是什么。否则,这样的还能用,是无从谈起的。


轴承“还能用”包含哪些因素


一般地,轴承基本额定寿命计算是轴承常用的校核方法,因此我们不妨引用这个计算中的定义。即,轴承内第一个失效点出现的时间。
我们都知道轴承包括滚动体、保持架、套圈、密封件、润滑脂等零部件。作为一个整体,轴承诸多零部件中,任何一个出现失效,都宣告轴承失效,即“不能用”了。
那么针对不同的轴承零部件,我们就有:

滚动体和套圈:
轴承的寿命通常指疲劳寿命。

疲劳与轴承的负荷和转速有关系。因此,轴承的滚动体和滚道的寿命受到轴承负荷和转速的影响,不同的负荷和不同的转速导致的轴承寿命不同。当然,机械工程师可以从轴承寿命计算中看到相关因子。

这里用一个很简单的比方就可以说明:一个轴承,用手盘(相当于没负荷,低转速),几乎不可能被盘坏了,也即是说其寿命非常非常长(接近于无限)。但是相同的轴承,给很大的负荷,很高转速运行,可能很快就坏了。

因此,要想大致预估轴承的疲劳寿命,需要考虑负荷和转速,单纯的问一句“轴承能用多久”是无法给出答案的。
保持架:
保持架在轴承内部受到往复受力,正常情况下也会出现疲劳,同时在工况变动的时候,保持架也会受到额外的负荷。但正常情况下,保持架所受的负荷与滚动体和滚道比起来,都会小很多。

因此一般正常情况下,保持架的疲劳寿命都会超过轴承。(非正常工况需要额外考虑。)另外,不同材质的保持架,也会受到环境温的影响,此处不展开。
密封件:
如果是非接触式的防尘盖,一般防尘盖不承受什么负荷。几乎可以认为疲劳寿命无限(非正常状况除外)。但是如果考虑到防尘盖与外界环境,污染物等的化学反应等(比如缓慢氧化等),也是需要额外评估的。
对于接触式密封,一般密封件材质为橡胶材质。此处密封件的寿命受到唇口磨损情况的影响,以及密封件材质本身与外界环境、污染物之间的化学反应(比如缓慢氧化)的影响。密封唇口的磨损与唇口压紧力和相对移动速度还有密封件本身材质的抗磨性能有关系。密封件厂家应该有相关的测试数据。
润滑:
滚动轴承一般常用脂润滑,润滑脂的寿命可以根据一般油脂寿命进行估算,有兴趣的读者可以参考《电机轴承应用技术》《电机轴承故障诊断与分析》等相关书籍进行计算。

除此之外,静置的(非运行状态下)润滑脂也会受到空气氧化的影响,需要与相关厂家查询。



轴承“还能用”是一种预警信号

-KIRIN-


当轴承有“还能用”这种预期判断后,说明或多或少已经出现了问题,尤出现失效时,我们要“检查”这些轴承,以确定根本原因。


因此,
及时停止机器非常重要


当然,从这样的角度来看,我们什么都分析不出来!这再次强调了“状态监测”的重要性。如果监控正确,将及时发出清晰的信号,以便及时停止机器!



一旦发生损坏,滚动元件将通过损坏区域并剥离材料。损坏正在进行中,一段时间后轴承将无法使用。从第一次(初始)损伤到失效的时间变化很大。在快速转动的机器中,可能只需要几秒钟。
另一方面,大型、坚固、缓慢旋转的机器可以持续数月。

回答“我该什么时候换轴承?”“最好通过”状态监测“的监测结果给出

如果机器没有及时停止,轴承损坏分析可能变得非常困难,因为损坏已经发展到目前为止,很难甚至不可能找到根本原因。


毫无疑问!没有人希望轴承失效(过早地),并且制造商经常受到指责。如果正确分析失效,提出纠正措施以及是否正确执行失效,这也是一个机会。因此,遵循并遵守下表中提到的要点非常重要。如前所述,轴承经常因外部原因而失效。“轴承”通常是“受害者”!!

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