淺談礦用機(jī)械滾動(dòng)軸承的失效和潤(rùn)滑

王慶功

摘 要：礦用機(jī)械在工作時(shí)，滾動(dòng)軸承所起到的作用非常大，關(guān)系到施工工程的安全和經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)生，軸承甚至還被稱為工業(yè)的糧食。在很多機(jī)械領(lǐng)域都會(huì)應(yīng)用到滾動(dòng)軸承，不僅僅是在采礦業(yè)上，交通業(yè)、電器業(yè)等行業(yè)發(fā)展中都需要做好機(jī)械滾動(dòng)軸承的維修和潤(rùn)滑工作，以保證其順利完成施工目標(biāo)。在實(shí)際操作中，由于安裝不當(dāng)、保修超時(shí)等一系列原因，很容易出現(xiàn)滾動(dòng)軸承失效的問題，降低工程建設(shè)的效率，甚至產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。本文將針對(duì)一般機(jī)械運(yùn)作的原理等做一個(gè)簡(jiǎn)單的分析，再結(jié)合礦用機(jī)械在實(shí)際操作中的特點(diǎn)和具體情況，來探討造成礦用機(jī)械滾動(dòng)軸承失效的具體因素，對(duì)于失效的狀況制定出合理的解決措施，以及研究如何開展?jié)L動(dòng)軸承的潤(rùn)滑工作，以確保機(jī)械順利完成工程作業(yè)。

關(guān)鍵詞：礦用機(jī)械 滾動(dòng)軸承 潤(rùn)滑保修 工程事業(yè) 工作效率

中圖分類號(hào)：TH162 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2019）02-0-02

引言

對(duì)于礦用機(jī)械滾動(dòng)軸承的研究，相關(guān)人員要對(duì)軸承失效案例的具體情況做一個(gè)分析探討，明確軸承運(yùn)作的基本原理，做好維修潤(rùn)滑工作。軸承在使用中所受到的應(yīng)力大小是一個(gè)關(guān)鍵研究點(diǎn)，還有在安裝滾動(dòng)軸承時(shí)，不正確的安裝步驟也會(huì)直接縮短軸承的使用壽命，要選擇好零件的大小，對(duì)軸、軸承以及軸承座都要做好檢驗(yàn)保修工作，嚴(yán)密檢查相關(guān)部件的精確度。我們對(duì)可能造成滾動(dòng)軸承失效的因素做了一個(gè)列舉剖析，掌握事物發(fā)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(jī)械順利完成施工工作。滾動(dòng)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(fā)生，選擇符合要求的部位零件，及時(shí)做好軸承的潤(rùn)滑，促進(jìn)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(shí)有效的軸承維修和潤(rùn)滑方案，分析軸承失效的表現(xiàn)形式和成因，簡(jiǎn)要概述相關(guān)的潤(rùn)滑方法，希望能夠給采礦行業(yè)的研究和施工人員提供借鑒。

關(guān)于礦用機(jī)械滾動(dòng)軸承的失效情況，相關(guān)人員要對(duì)其投入一定的研究，探析失效現(xiàn)象發(fā)生的具體原因，通過深入了解滾動(dòng)軸承工作的原理和依據(jù)，我們可以得知滾動(dòng)軸承基本上是由滾動(dòng)體、內(nèi)外圈以及保持架這幾個(gè)構(gòu)件組成的，對(duì)于其具體的運(yùn)轉(zhuǎn)，主要表現(xiàn)為滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦。在長(zhǎng)期的工作負(fù)荷下，軸承就會(huì)呈現(xiàn)出各種問題，要想保證大型機(jī)械長(zhǎng)久正常的運(yùn)作，我們對(duì)其所發(fā)生的狀況要預(yù)先規(guī)劃解決方案，認(rèn)識(shí)到軸承失效的主要發(fā)生狀況和表現(xiàn)形式，這樣才能夠真正做到防患于未然。

一、礦用機(jī)械滾動(dòng)軸承失效主要表現(xiàn)為以下幾種形式

1.過度磨損導(dǎo)致的軸承失效

滾動(dòng)軸承在工作時(shí)一直處于運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)中，所以必然會(huì)存在磨損的現(xiàn)象，久而久之，過度的磨損就會(huì)對(duì)軸承產(chǎn)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(dǎo)致軸承磨損失效的因素來源于兩個(gè)方面，那就是正常磨損以及非正常磨損，我們對(duì)非正常磨損的現(xiàn)象做一個(gè)分析概述。潤(rùn)滑劑的選擇或使用不符合相關(guān)規(guī)定會(huì)造成滾動(dòng)軸承出現(xiàn)不必要的磨損，在機(jī)械進(jìn)行正常工作時(shí)，添加的潤(rùn)滑劑要達(dá)到足夠的量，否則會(huì)使機(jī)器的溫度急劇升高，軸承的熱度也隨之上升，其硬度就會(huì)下降，這樣在工作時(shí)軸承的磨損現(xiàn)象會(huì)比較嚴(yán)重?；瑒?dòng)磨損則和潤(rùn)滑劑調(diào)配的濃度有關(guān)，如果潤(rùn)滑劑過于稠密，在潤(rùn)滑軸承時(shí)就不能夠發(fā)揮出良好的效用，軸承很難靈敏地運(yùn)轉(zhuǎn)起來，導(dǎo)致滑動(dòng)磨損問題的出現(xiàn)。而另外一種磨損情況則多是在進(jìn)入磨料之后發(fā)生的，滾動(dòng)軸承在工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)高頻振動(dòng)的現(xiàn)象，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以外圈為中心，其內(nèi)外圈和滾動(dòng)體相互配合，運(yùn)轉(zhuǎn)起來容易產(chǎn)生微動(dòng)磨損，運(yùn)作久了就會(huì)發(fā)生松動(dòng)的現(xiàn)象。軸承磨損越來越嚴(yán)重時(shí)，其工作重心會(huì)漸漸產(chǎn)生偏移，損壞機(jī)械零件，其性能和工作效率都會(huì)大幅下降，軸承日漸走向失效。礦用機(jī)械中許多設(shè)備的滾動(dòng)軸承都是以這種形式逐漸失效的，比如水泵、輸送機(jī)等，對(duì)此相關(guān)部門需要研制出科學(xué)的方針，來治理這些軸承失效問題。

2.載荷負(fù)擔(dān)帶來的疲勞失效

一般而言，我們可以將滾動(dòng)軸承工作時(shí)的狀態(tài)看做是一個(gè)脈動(dòng)循環(huán)，滾動(dòng)體和內(nèi)外圈一直處于相互作用之中，在這個(gè)過程中機(jī)械部件就會(huì)受到應(yīng)力的影響，長(zhǎng)久以往為滾動(dòng)軸承的失效埋下了隱患。軸承經(jīng)過高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)工作，會(huì)給金屬表面帶來強(qiáng)烈的載荷壓力，久而久之就會(huì)出現(xiàn)疲勞裂紋以及疲勞點(diǎn)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(gè)現(xiàn)象，機(jī)械在運(yùn)行的過程中往往都會(huì)進(jìn)行高強(qiáng)度的工作，零部件操作過于頻繁已是常事。在安裝滾動(dòng)軸承的部位零件時(shí)，要進(jìn)行規(guī)范化、專業(yè)化的操作步驟，否則會(huì)造成軸承的內(nèi)外圈銜接不規(guī)范等一系列不良影響，導(dǎo)致軸承受到不同的壓力荷載，局部位置發(fā)生嚴(yán)重的形變，進(jìn)而對(duì)大型機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)造成破壞。此外，軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整得過于緊密同樣會(huì)造成機(jī)械的耗損，使金屬結(jié)構(gòu)直接剝落，影響機(jī)械的正常運(yùn)作。滾動(dòng)軸承的材料和屬性會(huì)決定其工作的質(zhì)量，如果制造軸承的材料有質(zhì)量問題，或者是滾動(dòng)軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在不合理，那么礦用機(jī)械就無法承受住軸承脈動(dòng)循環(huán)時(shí)所產(chǎn)生的種種壓力，軸承圈也會(huì)出現(xiàn)疲勞裂紋，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，軸承將會(huì)面臨斷裂、報(bào)廢的危機(jī)。在絕大多數(shù)軸承疲勞失效的案例中，都是由疲勞點(diǎn)蝕而引發(fā)的，相關(guān)操作人員進(jìn)行不正確的安裝步驟，安裝方式缺乏科學(xué)性與合理性，以及軸承材料的選擇工作不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)龋紩?huì)嚴(yán)重地縮短滾動(dòng)軸承疲勞失效的周期，減少礦用機(jī)械的工作壽命。與一般的大型機(jī)械相比，礦用機(jī)械的工作負(fù)荷更重，受到的沖擊壓力也更大，也就更容易導(dǎo)致疲勞失效，采煤采礦機(jī)器中的支撐軸承就是一個(gè)典型的例子，類似的機(jī)械失效情況還有很多，需要研究人員針對(duì)具體情況和原因進(jìn)行深入探索，提出解決方案。

3.滾動(dòng)軸承中各種腐蝕造成失效

腐蝕失效也是滾動(dòng)軸承失效的表現(xiàn)形式之一，其中造成腐蝕的因素主要有三種，分別是化學(xué)腐蝕、電腐蝕以及微振腐蝕，腐蝕現(xiàn)象一旦發(fā)生就是不可逆的，雖然相較而言其對(duì)礦用機(jī)械滾動(dòng)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?；瘜W(xué)腐蝕發(fā)生的源頭是滾動(dòng)軸承中的潤(rùn)滑劑、水分等與金屬材料發(fā)生化學(xué)作用，進(jìn)而對(duì)機(jī)械部件造成破壞，這種腐蝕作用發(fā)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(fā)生，但是也要依據(jù)具體實(shí)際情況制定相應(yīng)的對(duì)策。電腐蝕則是由于機(jī)械長(zhǎng)期處于通電狀態(tài)而形成的，在電力的長(zhǎng)期作用下，或多或少會(huì)給機(jī)械滾動(dòng)軸承帶來影響，因?yàn)榇笮蜋C(jī)械在工作時(shí)必然要接通電源，而且還會(huì)進(jìn)行不停歇的運(yùn)轉(zhuǎn)，所以電腐蝕會(huì)持續(xù)存在于滾動(dòng)軸承上。微振腐蝕是在機(jī)械滾動(dòng)軸承工作運(yùn)作時(shí)不停振動(dòng)產(chǎn)生的，大型機(jī)械在工作時(shí)，會(huì)發(fā)生較為強(qiáng)烈的反應(yīng)，主要以振動(dòng)的形式表現(xiàn)出來，時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的負(fù)面影響，就是微振腐蝕，降低機(jī)械操作的工作效率。礦用機(jī)械工作的環(huán)境條件一般都比較惡劣，會(huì)遇到各種各樣的自然環(huán)境和種種難題，而在機(jī)器運(yùn)行過程中遇到雜物或者潮濕的環(huán)境就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的腐蝕作用，造成滾動(dòng)軸承腐蝕失效的局面，在對(duì)軸承元件磨損和疲勞的問題進(jìn)行解決時(shí)，也要適當(dāng)?shù)丶骖櫤酶g失效的應(yīng)對(duì)工作。

潤(rùn)滑是保證滾動(dòng)軸承正常工作的一項(xiàng)必需操作，礦用機(jī)械滾動(dòng)軸承在進(jìn)行滾動(dòng)或者滑動(dòng)摩擦?xí)r會(huì)帶來很多影響，可以導(dǎo)致零件部位的熱變形，如果潤(rùn)滑工作不到位還會(huì)造成摩擦力增大，引起嚴(yán)重的軸承損害現(xiàn)象發(fā)生，時(shí)間長(zhǎng)了相關(guān)零件就會(huì)報(bào)廢。正常、規(guī)范的潤(rùn)滑操作可以延長(zhǎng)滾動(dòng)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(huì)有明顯的改善。對(duì)潤(rùn)滑劑的選擇和潤(rùn)滑方法的制定研究都要經(jīng)過嚴(yán)密的考慮，對(duì)于滾動(dòng)軸承工作時(shí)的溫度、磨損、振動(dòng)等具體情況做一個(gè)詳盡的研究分析，并且提出具有針對(duì)性、科學(xué)性的實(shí)施方案，以此來保障零件的正常運(yùn)行。根據(jù)相關(guān)的資料數(shù)據(jù)顯示，造成一部分軸承失效的原因就與潤(rùn)滑工作有關(guān)，潤(rùn)滑步驟操作不當(dāng)會(huì)對(duì)滾動(dòng)軸承直接產(chǎn)生不良反應(yīng)，所以要合理地計(jì)算好潤(rùn)滑劑的用量，設(shè)計(jì)出優(yōu)化性能最高的潤(rùn)滑計(jì)劃，對(duì)潤(rùn)滑工作的周期做一個(gè)科學(xué)把握。

二、對(duì)于不同時(shí)間、地點(diǎn)等進(jìn)行的不同潤(rùn)滑方式主要有以下幾種

1.油潤(rùn)滑

大型機(jī)械在進(jìn)行工業(yè)活動(dòng)時(shí)一般都處于高溫高壓的環(huán)境當(dāng)中，使用潤(rùn)滑油進(jìn)行滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑工作是比較常見的一種方式，而潤(rùn)滑油的選擇又分為很多種，有機(jī)械油、壓縮機(jī)油、汽缸油等等，在不同的機(jī)械材質(zhì)和工作情況下采用不同的潤(rùn)滑油，以達(dá)到更好的效果。在使用潤(rùn)滑油時(shí)，要嚴(yán)格把控好其粘度大小，這與形成潤(rùn)滑油膜的質(zhì)量水平息息相關(guān)，在面對(duì)一定范圍內(nèi)的工作溫度時(shí)，潤(rùn)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(jī)械滾動(dòng)軸承工作的順暢安全。潤(rùn)滑油粘度的選擇還和滾動(dòng)軸承工作的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而且軸承轉(zhuǎn)速和潤(rùn)滑油粘度最好呈負(fù)相關(guān)，而軸承所承受的負(fù)荷強(qiáng)度則和潤(rùn)滑油粘度呈正相關(guān)，視具體情況而選取不同粘度的潤(rùn)滑油，可以使軸承保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提升機(jī)械工作的效率。油潤(rùn)滑按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作方式等情況的不同，可以列舉出好幾個(gè)潤(rùn)滑方式，適合不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，掌握好這些能夠?yàn)闈L動(dòng)軸承的潤(rùn)滑工作提供借鑒和保障，避開軸承失效的狀況。

1.1油浴潤(rùn)滑

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

1.2滴油潤(rùn)滑

在需要潤(rùn)滑的零部件數(shù)量不多以及機(jī)械零件容易接觸的情況下，可以采取滴油潤(rùn)滑的方式，一般發(fā)生在鏈條、齒輪等零部件的潤(rùn)滑工作中，可以利用潤(rùn)滑油自身的重力將其滴落到摩擦副上，還可以配置相應(yīng)規(guī)格的注油杯。這個(gè)潤(rùn)滑方法適用于需油量較少的部件上，具體操作時(shí)將潤(rùn)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(huì)造成軸承部件急劇升溫，引起不良影響。滴油潤(rùn)滑的方法并不能夠廣泛地適用于一切機(jī)械部件上，而是要根據(jù)具體情況做正確的選擇。

1.3循環(huán)油潤(rùn)滑

循環(huán)油潤(rùn)滑可以防止機(jī)械中機(jī)油的老化，使?jié)L動(dòng)軸承工作環(huán)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(dòng)軸承的兩端各設(shè)置一個(gè)小口，分別作為潤(rùn)滑油的入口和出口，潤(rùn)滑油經(jīng)過軸承的時(shí)候可以帶走一些熱量，降低溫度，而潤(rùn)滑油的循環(huán)利用可以有效提高資源的利用效率。這個(gè)方法適用于軸承轉(zhuǎn)速較高的機(jī)械潤(rùn)滑工作，可以有效解決高速造成高溫現(xiàn)象帶來的問題，此外，為了不讓潤(rùn)滑油滯留在軸承座中，潤(rùn)滑油出口應(yīng)該要設(shè)計(jì)得比入口大，以充分帶走潤(rùn)滑油。

1.4噴油潤(rùn)滑

噴油潤(rùn)滑的方法一般用于中、低轉(zhuǎn)速的滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑工作，采用高壓噴射的形式對(duì)軸承內(nèi)部進(jìn)行潤(rùn)滑，將潤(rùn)滑油注入到軸承中，然后潤(rùn)滑后的油再流進(jìn)油箱，在潤(rùn)滑工作進(jìn)行時(shí)，高壓噴嘴的位置要處于軸承內(nèi)圈和保持架的中間，用不低于15米每秒的噴射速度將潤(rùn)滑油注入軸承。這一方法可以使軸承均勻地得到潤(rùn)滑，增加其工作的平穩(wěn)性。噴油潤(rùn)滑可以對(duì)潤(rùn)滑資源產(chǎn)生有效的利用，節(jié)約工作成本，有利于更好地優(yōu)化資源的利用與配置，而且這是在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行的潤(rùn)滑工序操作，所以對(duì)工作人員的技術(shù)水平有一定的要求，不能夠?qū)?rùn)滑油噴到其他零部件位置上，否則不但不能達(dá)到預(yù)期的效果，可能還會(huì)造成負(fù)面影響。

1.5油氣潤(rùn)滑

油氣潤(rùn)滑是利用高壓氣槍等工具將壓縮空氣和少量潤(rùn)滑油形成的油霧混合物噴射到工作強(qiáng)度比較大的滾動(dòng)軸承之中，可以快速降低機(jī)器的溫度，冷卻軸承的同時(shí)隔開雜質(zhì)，適合高速、高溫條件下的軸承潤(rùn)滑工作。油氣潤(rùn)滑可以對(duì)軸承較為細(xì)小的部件位置都進(jìn)行好潤(rùn)滑的工作，兼顧好機(jī)械軸承的各個(gè)部位，有效節(jié)約潤(rùn)滑材料以及提高工作效率和資源的利用效率。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，軸承的溫度急劇上升，而且高溫環(huán)境下容易對(duì)零件材料產(chǎn)生破壞，這時(shí)就需要進(jìn)行油氣潤(rùn)滑來對(duì)軸承做一個(gè)保護(hù)措施，使其發(fā)揮出最佳的工作效果。

2.脂潤(rùn)滑

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

3.固體潤(rùn)滑

固體潤(rùn)滑可以在油潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑兼顧不到的情況下發(fā)揮效用，在特殊的工作條件下滿足潤(rùn)滑工作的需求，固體潤(rùn)滑劑可以按一定的比例添加到潤(rùn)滑脂或者相關(guān)工業(yè)材料中，提升材料自身的性能，以適應(yīng)惡劣的環(huán)境。固體潤(rùn)滑劑的正確使用還可以減少軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的磨損，在滾動(dòng)體上形成一層潤(rùn)滑薄膜，更好地保護(hù)滾動(dòng)軸承以及相關(guān)機(jī)械部件。

三、總結(jié)

如何促進(jìn)礦用機(jī)械工作室的效率、減輕軸承失效帶來的損失是有關(guān)工程人員和研究工作者一直思考的問題，對(duì)軸承失效情況的研究不能夠淺嘗輒止，不僅要對(duì)工作中出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入研究，還要提出對(duì)應(yīng)的措施。軸承的潤(rùn)滑工作是一項(xiàng)精密又常見的維修保養(yǎng)工作，需要相關(guān)技術(shù)人員嚴(yán)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(rùn)滑作業(yè)，這不僅僅是在潤(rùn)滑上，在一切大型機(jī)械的操作過程中，都要謹(jǐn)慎地走好每一步，確保工程安全進(jìn)行以及提高施工的效率水平。而軸承潤(rùn)滑工作順利展開則可以促進(jìn)機(jī)械壽命的延長(zhǎng)，針對(duì)不同環(huán)境進(jìn)行不同形式的軸承潤(rùn)滑，需要每一個(gè)工作者做到深思熟慮，從工程建設(shè)的整體角度出發(fā)，利用好先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提升機(jī)械工作的質(zhì)量和水平。

參考文獻(xiàn)

[1]張倩；張志新；王亮；；基于振動(dòng)測(cè)試的滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)進(jìn)展[J]；風(fēng)機(jī)技術(shù)；2012年01期