浅谈轴承成品检测与故障分析

任庆山

摘要：轴承成品检测与运行诊断技术是一种了解和掌握轴承在使用过程中的状态，确定其整体或局部正常或异常，并且能够预报故障发展趋势的技术。在工业应用系统中，滚动轴承是其中的重要部件，而滚动轴承出现故障是引起设备失效的重要原因，因而对轴承状态的检测是十分重要的。

关键词：轴承；检验；润滑

引言：

轴承是机械设备旋转部分的重要支撑部件，在机械设备中被广泛应用。工业生产中常用轴承特别是在高速重载条件下的滚动轴承，由于工作面接触应力的长期反复作用，极易引起疲劳，裂纹，剥蚀，压痕等故障，从而引发轴承产生断裂，胶着，烧损等现象。而这些故障会使轴承的旋转精度降低，产生震动，噪声，增加轴承的旋转阻力。最终将使轴承受到阻滞和卡死，造成工业机械系统的失效。

1滚动轴承质量检测方法

1.1测试前的准备工作

测试前要用120号汽油和毛刷对轴承进行清洗，汽油干燥后，将N15机械油喷洒到轴承各部件工作表面上，达到充分润滑的目的，然后将轴承安装在与主轴一起旋转的芯轴上。在转动过程中，滚动轴承生产过程中存在的缺陷会导致振动的产生，振动频率范围为50～10000Hz。

1.2频率分类

根据振动频率和振动原因的关系可以将振动频率范围分为三个频带，低频带50～300Hz，主要反映轴承内、外圈的椭圆度、滚道的缺陷等；中频带300～1800Hz，主要反映轴承内、外圈在磨削加工表面的中距波纹度的大小；高频带1800～10000Hz，主要反映轴承的内、外圈加工表面的粗糙度等。

2成品检测的主要项目

2.1尺寸精度

滚动轴承的内径和外径尺寸差要与主机的轴和外壳相配合，当主机要求为过盈配合时，如果滚动轴承的实际内径偏差高于容差上限，外径实际偏差低于容差下限，会影响主机的性能；如果滚动轴承的实际内径偏差低于容差下限，外径实际偏差高于容差上限，会导致滚动轴承与主机间配合过盈量较大，使滚动轴承的工作游隙减小，不仅不便于用户装配，还会缩短滚动轴承的使用寿命。

2.2旋转精度

轴承的旋转精度是评价轴承质量的重要指标之一，在实际生产中，很多工作主机对轴承精度都有很高的要求，例如：用于工作母机主轴的精密轴承、各种精密测量仪器的轴承等，这些轴承的旋转精度都要得到充分的保证。此外，轴承的旋转精度对精密坐标镗孔精度、冷轧钢带等的质量等都有很大的影响。

2.3游隙检查

滚动轴承的游隙有径向和轴向两种，根据轴承的用途不同可以选择不同的游隙。在实际生产中，母机对旋转精度要求非常高的工业设备，例如一些高温作业的设备，因此应当选择游隙尽量小的轴承，如果实际情况需要，还可以进行预过盈安装，但是对于采用这种方式安装的轴承，应当采取适当的措施以保证轴承的完好，做好轴承的润滑和降温工作，如果后期处理措施不得当，很容易导致轴承出现损坏。在实际工作中，如果轴承的游隙过大，会导致设备的振动程度加大，旋转精度降低；如果轴承的游隙过小，必然会导致工作温度的升高，同时，由于内圈的冷却条件一般比外圈差，因而内圈的温度会比外圈高，这会进一步减少径向游隙。如果后期采用的冷却方式不能够很好地控制轴承的温度，温度上升与游隙减少之间的相互作用会一直持续下去，最后导致轴承损坏。

2.4旋转灵活性和振动噪声

在理想状态下，滚动轴承在设备中的相对运动应当产生滚动磨擦，不会发生阻滞现象，但是，由于轴承加工与生产以及后期装配中存在误差，或多或少会影响轴承的旋转灵活性。

2.5残磁强度

影响滚动轴承使用寿命的因素有很多，其中，轴承的残磁就是一个重要的影响因素。残磁的存在会使工业生产中产生的一些金属末附着在轴承的工作表面上，吸附其上的金属末十分难以清除，这样的情况长期持续下去，就会增加轴承的磨损，减少轴承的使用年限。进行成品检测时，一般用途的滚动轴承可以采用抽样方式进行检查，对于那些有特定用途或者有专门要求的滚动轴承则要进行100%的全面检查。残磁检查采用的是霍尔效应原理，在成品检测中，工作人员要将轴承放在非导磁工作台上，用装有霍尔元件的探头进行探测。

3轴承无损检测技术.

3.1射线检测法

利用x、酌、中子射线穿透物体过程中具有一定的衰减规律，根据通过被测物体各部位衰减后射线强度检测其内部结构或缺欠。x射线照相检测法就是将强度均匀的射线照射在被检物体上，透过的射线在照相胶片上感光，将胶片显影后就可得到与物体内部结构相对应的黑度不同的底片，通过对底片的观察来判断缺欠种类、尺寸、分布等。

3.2超声波检测法

利用压电换能器(由电磁振荡转变为机械振动)在被检材料表面激发声脉冲信号，该声束导入材料后被内部缺欠反射回换能器。通过测定信号返回时间间隔来确定缺欠部位；测量回波幅度与换能器位置可得知材料内部或表面缺欠尺寸和部位。纵波、横波、表面波、兰姆波连续波、脉冲波、单探头、双探头。

3.3涡流检测法

交变磁场在金属材料内产生相同频率的涡电流，利用涡电流大小与金属材料比电阻之间的关系变化来检测缺欠。利用通有射频电流的线圈在被测材料表面激发涡流，当材料表面存在缺欠（裂纹、气孔、夹渣等），该处比电阻会增大，涡电流便相应减小。通过测量涡流的变化量来进行试件探伤、材质检测、形状测试等。

3.4渗透检测法

以毛细现象为基础，检查物体表面开口缺欠。包括荧光和着色两种方法。将被检物体浸入荧光液中，其缺欠内吸满液体。除掉表面液体后，由于光致效应，荧光液在紫外线照射下发出可见光而显现缺欠。被检物体可以是铁磁性材料，也可以是非铁磁性及非金属材料。

3.5对比测试结果与振动测量标准

将测试结果与振动测量标准进行对比，可以判断轴承的质量，并能按照质量对轴承的优劣进行分类，确定轴承的应用范围。

4轴承检测的其他问题

4.1赛尺检测法

对于直径较大的轴承，间隙较大，应用较窄的塞尺直接检测。对于直径较小的轴承，间隙较小，不便用塞尺测量，但轴承的侧隙，必须用厚度适当的塞尺测量。

4.2压铅检测法

用压铅法检测轴承间隙较用塞尺检测准确，但较费事。检测所用的铝丝应当柔软，直径不宜太大或太小，最理想的直径为间隙的1.5~2倍，实际工作中通常用软铅丝进行检测。

4.3轴承与轴润滑检测

对设备的运转检查及外围零件更换时被拆卸下来的轴承进行检查，以此判断可否再次使用或使用情况的好与坏。要在考虑轴承损伤的程度，机器性能、重要性、运行条件、检查周期等以后再来决定检查结果，如果发现轴承有损伤和异常情况时，对损伤的内容查明原因，制定对策。另外，检查结果，如果有下面几种缺陷的话，轴承就不能再用了，需要更换新的轴承。

4.4滑动轴承的安装

清洗刮削好的滑动轴承、轴承座、轴承盖及油路管道。为了防止滑动轴承在轴承座内转动和振动，除了在轴承与轴承盖安装定位销外，还必须用轴承盖对轴承产生一定的压紧力，这个力不能太大，也不能太小。常用压铅的办法来确定轴承盖对滑动轴承的压紧力，通过调整轴承盖与轴承座和滑动轴承之间的垫片来保证滑动轴承被压紧的变形量为0.04耀0.08mm。

结束语：

滚动轴承是工业生产中的常用配件，其质量和性能的好坏直接影响着相关工业设备的运行状态，影响着工业生产的正常进行。滚动轴承的尺寸精度、旋转精度、游隙、旋转灵活性以及表面质量等是进行成品检测的重点，也是滚动轴承生产与制造中重点控制的对象，因此，只有不断提高滚动轴承的检验检测技术，提高滚动轴承的尺寸精度、旋转精度、旋转灵活性，有效保证表面质量，才能够生产出合格的滚动轴承。

参考文献：

[1]郭艳红.滚动轴承的成品检测[J].科技创新与应用.2017(20)

[2]许红伟.滚动轴承的检查及其失效原因探讨[J].科技展望.2016(31)

[3]朱亮亮,李敏科,段少勇.滚动轴承常见故障分析及防止措施[J].杨凌职业技术学院学报.2018(02)