延長(zhǎng)直線運(yùn)動(dòng)軸承壽命的研究

馬軍輝

摘 要：對(duì)開口型直線運(yùn)動(dòng)軸承出現(xiàn)故障原因進(jìn)行分析，提出該地區(qū)提高直線運(yùn)動(dòng)軸承壽命的維護(hù)辦法。

關(guān)鍵詞：直線運(yùn)動(dòng)軸承 潤(rùn)滑油 維護(hù)方法

中圖分類號(hào)：TH133.33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）006-063-02

1 前言

近年來，用于發(fā)射機(jī)上的國(guó)產(chǎn)開口型直線運(yùn)動(dòng)軸承，如圖1所示。經(jīng)常會(huì)因?yàn)檩S承滾珠在滾珠滑道內(nèi)卡死，致使其不能在滑道內(nèi)靈活往返滑動(dòng)，使用壽命明顯縮短，少則兩三個(gè)月，最長(zhǎng)的使用壽命也超不過半年。對(duì)于滾珠在滑道內(nèi)卡死的軸承通常情況下就是更換新的軸承，而換下來的軸承就報(bào)廢不再使用。在多年的發(fā)射機(jī)維護(hù)中，更換下的軸承數(shù)量驚人，造成了資源上的嚴(yán)重浪費(fèi)。本文就軸承滾珠卡死問題進(jìn)行了全面的分析，并結(jié)合本地區(qū)的氣候環(huán)境，提出了改善方法。

2 軸承滾珠卡死原因分析

軸承滾珠卡死與其間的摩擦力增大有直接的關(guān)系，而產(chǎn)生摩擦力增大的原因有以下幾個(gè)方面：

（1）滾珠或者滾珠的滑道磨損較為嚴(yán)重。

（2）軸承內(nèi)部太臟。

（3）直線運(yùn)動(dòng)軸承缺少潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑作用。

我們?cè)诎l(fā)射機(jī)中用到的開口型直線運(yùn)動(dòng)軸承只是在圓柱軸上做往返直線運(yùn)動(dòng)，其上面的滾珠并沒有承受太大的壓力，所以滾珠或者滾珠滑道磨損嚴(yán)重或損壞的可能性極小。我們?cè)诠ぷ髦性?jīng)將多個(gè)卡死的直線運(yùn)動(dòng)軸承分解拆開后同樣發(fā)現(xiàn)滾珠沒有太大磨損變形現(xiàn)象，滾珠滑道同樣也沒有太大磨損現(xiàn)象的發(fā)生，并且發(fā)現(xiàn)內(nèi)部也沒有太多的雜質(zhì)灰塵。

潤(rùn)滑劑在軸承的工作中起著關(guān)鍵性的作用，如果軸承里面的潤(rùn)滑劑變干，會(huì)導(dǎo)致滾珠與滾珠滑道之間因?yàn)闆]有潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑作用，會(huì)使?jié)L珠與滾珠滑道之間的摩擦力增大，導(dǎo)致直線運(yùn)動(dòng)軸承不能靈活的在圓柱形軸上往返運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致軸承卡死現(xiàn)象的發(fā)生。經(jīng)過對(duì)于剛換下來的直線運(yùn)動(dòng)軸承的檢查發(fā)現(xiàn)：軸承滾珠及滾珠滑道很干燥根本沒有潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑作用，而剛換上去的新軸承上面卻有較多的潤(rùn)滑油，且滾珠在滾珠滑道內(nèi)滾動(dòng)靈活可靠。

3 潤(rùn)滑油的選擇

潤(rùn)滑油是用在各種類型機(jī)械上以減少摩擦，保護(hù)機(jī)械及加工件的液體潤(rùn)滑劑，主要起潤(rùn)滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤(rùn)滑油的基本性能包括一般理化性能（外觀、密度、粘度、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)、酸堿值、水分、機(jī)械雜質(zhì)、灰分、殘?zhí)康龋┖吞厥饫砘阅埽ㄑ趸捕ㄐ?、熱安定性）?/p>

引起潤(rùn)滑油變干或者變質(zhì)的因素主要有以下三個(gè)方面：（1）潤(rùn)滑油的蒸發(fā)性能；（2）潤(rùn)滑油的抗氧化性弱；（3）軸承里面灰塵積聚太多，從而引起潤(rùn)滑油變干變質(zhì)。

潤(rùn)滑油的蒸發(fā)快慢的速度與軸承的密封性能、外界環(huán)境溫度、潤(rùn)滑油閃點(diǎn)等有直接聯(lián)系。直線運(yùn)動(dòng)軸承在設(shè)計(jì)制造出成品時(shí)，其密封性能的好壞就已經(jīng)確定了，是我們使用者所無法改變。任何液體的蒸發(fā)與溫度都有關(guān)系，通常情況下，溫度越高液體分子活動(dòng)越劇烈，其蒸發(fā)速度越快，溫度越低其蒸發(fā)速度就越慢，潤(rùn)滑油也是如此。我們可以通過加裝冷卻系統(tǒng)來保證潤(rùn)滑油處于比較合適的溫度環(huán)境。潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)是潤(rùn)滑油的基本理化性能，潤(rùn)滑油不同其閃點(diǎn)也不同，在相同溫度條件下，潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)越低其蒸發(fā)速度越快。

潤(rùn)滑油的抗氧化性弱導(dǎo)致的潤(rùn)滑油變質(zhì)、變干。潤(rùn)滑油一般由基礎(chǔ)油和添加劑兩部分組成?；A(chǔ)油是潤(rùn)滑油的主要成分，決定著潤(rùn)滑油的基本性質(zhì)，添加劑則可彌補(bǔ)和改善基礎(chǔ)油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤(rùn)滑油的重要組成部分。 潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油分礦物基礎(chǔ)油及合成基礎(chǔ)油兩大類。在用到的潤(rùn)滑油中，絕大多數(shù)都是以礦物基礎(chǔ)油作為基礎(chǔ)油的。由于潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中含有各種高沸點(diǎn)、高分子量烴類和非烴類混合物，在氧化后會(huì)產(chǎn)生碳、水等混合物，從而會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油迅速變質(zhì)、變干。

軸承里面灰塵積聚太多導(dǎo)致潤(rùn)滑油的快速變干，由于灰塵是混合物，當(dāng)灰塵與潤(rùn)滑油接觸時(shí)會(huì)跟潤(rùn)滑油里面的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而引起潤(rùn)滑油變質(zhì)、變干。

對(duì)于潤(rùn)滑油選擇只有選取適合本地環(huán)境的潤(rùn)滑油才能延長(zhǎng)直線運(yùn)動(dòng)軸承的使用壽命。

單位所在地，屬于溫帶大陸性氣候區(qū)，晝夜溫差大，氣候干燥，夏季炎熱，春秋季節(jié)風(fēng)沙、浮塵天氣較多，年降水量較少；海拔相對(duì)較高。

發(fā)射機(jī)房大廳溫度通常在15-40攝氏度之間，溫度范圍變化相對(duì)較大，所以在選取潤(rùn)滑油時(shí)，要選擇對(duì)溫度變化相對(duì)比較穩(wěn)定的潤(rùn)滑油。

海拔相對(duì)較高，其大氣壓相對(duì)較低，潤(rùn)滑油在溫度不變的情況下，其蒸發(fā)速度較快，所以在選用潤(rùn)滑劑時(shí)要選用閃點(diǎn)稍高的潤(rùn)滑油，以減少潤(rùn)滑油的過快蒸發(fā)。

選擇的潤(rùn)滑油中水分含量越低越好。潤(rùn)滑油中水分的存在，會(huì)破壞潤(rùn)滑油形成的油膜，使?jié)櫥Ч儾?，加速有機(jī)酸對(duì)金屬軸承的腐蝕作用，銹蝕軸承滾珠或者滾珠滑道，從而導(dǎo)致軸承滾珠與滾珠滑道摩擦力增大出現(xiàn)滾珠滑道內(nèi)卡死現(xiàn)象，總之潤(rùn)滑油中水分越少越好。

氣候干燥，春秋季節(jié)風(fēng)沙、浮塵天氣較多，致使發(fā)射機(jī)設(shè)備內(nèi)部灰塵也較多，這給直線運(yùn)動(dòng)軸承的正常工作帶來極為不利的因素，如果軸承的潤(rùn)滑油選擇的粘度指數(shù)不合適，由于灰塵的大量積聚，會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油快速變得更粘，從而引起滾珠與滾珠滑道之間的摩擦力增大，甚至?xí)?dǎo)致滾珠在滑道內(nèi)部卡死，所以在選擇潤(rùn)滑油時(shí)一定要考慮潤(rùn)滑油的粘度系數(shù)。

在選擇潤(rùn)滑油時(shí)還要考慮潤(rùn)滑油的氧化安定性和熱安定性。對(duì)于氧化安定性能差的潤(rùn)滑油，在軸承上應(yīng)用過程中，其被氧化的速度明顯加快，潤(rùn)滑油氧化后會(huì)產(chǎn)生多種氧化產(chǎn)物，從而導(dǎo)致潤(rùn)滑油變干直線運(yùn)動(dòng)軸承滾珠與滑道之間的摩擦力增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致滾珠在滑道內(nèi)卡死。另外有的潤(rùn)滑油氧化后的產(chǎn)物會(huì)腐蝕軸承滾珠及滾珠滑道，也能引起軸承卡死。所以在選擇潤(rùn)滑油時(shí)其氧化安定性也是必須考慮的因素。

4 軸承的維護(hù)

直線運(yùn)動(dòng)軸承的維護(hù)包括兩個(gè)方面：（1）對(duì)于設(shè)備上在用軸承的維護(hù)；（2）對(duì)于軸承上滾珠卡死的軸承的維護(hù)。

對(duì)于設(shè)備上使用的每一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸承做好上機(jī)時(shí)間的記錄，定期對(duì)軸承進(jìn)行全面維護(hù)更換，確保直線運(yùn)動(dòng)軸承在圓柱軸上自由靈活的往返運(yùn)動(dòng)。對(duì)于在風(fēng)沙灰塵多的季節(jié)，要適當(dāng)縮短直線運(yùn)動(dòng)軸承的維護(hù)周期。對(duì)于更換下來的軸承要進(jìn)行清潔處理，并加注適量潤(rùn)滑油。

對(duì)于更換下的報(bào)廢軸承進(jìn)行修復(fù)，因?yàn)閳?bào)廢軸承里面通常會(huì)有潤(rùn)滑油的氧化雜質(zhì)、灰塵等，首先用柴油等溶劑浸泡更換下來的滾珠卡死的軸承，待軸承里面的灰塵雜質(zhì)充分溶解并沉淀到柴油里面，把軸承取出，放置一段時(shí)間，讓軸承里面的柴油溶劑充分蒸發(fā)完全，然后再給軸承添加上適合本地環(huán)境的潤(rùn)滑油。

為了延長(zhǎng)軸承的使用壽命，我們?cè)跈z修時(shí)也經(jīng)常清潔軸承的滑動(dòng)軸，用干凈的抹布把滑動(dòng)軸清潔干凈，并在滑動(dòng)軸上涂抹上一些潤(rùn)滑油，通過軸與軸承滾珠的點(diǎn)接觸滾動(dòng)也使軸承滾珠得到了很好的潤(rùn)滑作用，從而減小了軸承滾珠與滾珠滑道之間的摩擦力。通過長(zhǎng)期試驗(yàn)觀察，涂抹上潤(rùn)滑油的圓柱軸比沒有涂抹潤(rùn)滑油的圓柱軸，直線運(yùn)動(dòng)軸承的使用壽命明顯延長(zhǎng)。

5 試驗(yàn)效果

把經(jīng)過適用于本地環(huán)境的潤(rùn)滑油涂抹到修復(fù)好的直線運(yùn)動(dòng)軸承上，并進(jìn)行上機(jī)試驗(yàn)，修復(fù)好的報(bào)廢軸承在使用壽命上與新軸承的使用壽命沒有什么差異，并且有的修復(fù)好的舊軸承在使用壽命比新的軸承還要長(zhǎng)。

6 小結(jié)

本文簡(jiǎn)要分析了直線運(yùn)動(dòng)軸承滾珠卡死的原因，給出適合本地環(huán)境的直線運(yùn)動(dòng)軸承潤(rùn)滑油的選擇方法，并總結(jié)出了直線運(yùn)動(dòng)軸承的維護(hù)方法。通過本文與廣大科技工作著共同探討直線運(yùn)動(dòng)軸承的維護(hù)方法，來提高我們的維護(hù)技能。

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