滚动轴承的使用维护

1.滚动轴承的失效形式

滚动轴承的失效形式主要有三种：疲劳点蚀、塑性变形和磨损。

   （1）疲劳点蚀

滚动轴承工作时，在滚动体、内圈、外圈的接触表面将产生接触应力。由于它们之间的相对运动及受力周期性变化，如图7-38所示，使得其表面受脉动循环接触应力作用。当接触应力超过材料的极限应力时，滚动体、内圈或外圈的表面将发生疲劳点蚀。这使轴承运转时产生振动、噪音，温度升高，最后导致不能正常工作。

   （2）塑性变形

在重载或冲击载荷的作用下，可能使滚动体和套圈滚道表面接触处的局部应力超过材料的屈服极限，产生永久性凹坑，出现振动、噪音，破坏轴承的正常工作。

   （3）磨损

在润滑不良、密封不当的工况下，粉尘、杂质进入轴承中，造成磨粒磨损使轴承失效。

此外，由于安装、维护、使用不当，特别是在高速重载条件下工作的轴承，由于摩擦产生高温而使轴承产生胶合、卡死现象，或由于离心力过大而使保持架破坏，使轴承不能正常工作，寿命缩短。

综上所述，对于制造良好、安装维护使用正常的轴承，最常见的失效形式是疲劳点蚀和塑性变形，针对疲劳点蚀进行接触疲劳承载能力计算和针对塑性变形进行静强度计算。

2. 滚动轴承的润滑与密封

润滑和密封直接影响到滚动轴承的寿命，设计时和使用中应予以注意。

  (1) 滚动轴承的润滑

  润滑的主要目的是减少摩擦与磨损，同时也有吸收振动、散热降温、减缓腐蚀的作用。常用的滚动轴承润滑剂有润滑油和润滑脂两种，选用时根据轴承的值来确定，如表7-19所示。这里为轴承内径（mm），是轴承的转数（r/min），值间接表示了轴径的圆周速度。一般在（15～20）×10⁴（mm﹒r/min）时采用脂润滑，超过这一范围时宜采用油润滑。

表7-19  滚动轴承的值界限（单位：10⁴mm﹒r/min)

润滑油的主要优点是摩擦阻力小，散热效果好；缺点是易于流失，因此在工作时要保证有充足的供油。它主要用于速度较高或工作温度较高的轴承。润滑油的种类较多，最常用的润滑油是全损耗系统用油（矿物油之一种）；具体选用时可根据轴承的工作温度、值以及当量动载荷来确定。常用的润滑方式是浸油润滑、滴油润滑和喷油润滑等，其工作原理与滑动轴承的润滑方式一致。

润滑脂的优点是不易流失，便于密封和维护，充填一次可运转较长时间（可达数个月）；缺点是摩擦阻力较大，不利于散热。润滑脂常常采用人工方式定期更换，润滑脂的加入量一般应是轴承空隙体积的1/2~1/3。

  (2）滚动轴承的密封

密封的作用是防止灰尘、杂质等进入轴承，并阻止轴承内的润滑剂流失。密封方法分为两大类：接触式密封和非接触式密封。接触式密封是在轴承端盖内放置毡圈或皮碗等弹性软材与转动轴直接接触而起到密封作用，它包括毡圈密封和皮碗密封，如图7-39a、b所示；非接触式密封是利用狭小间隙来起到密封作用，它包括间隙式密封和迷宫式密封，如图7-40a、b所示。

密封方法的选择与润滑剂的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度有关。毡圈密封是将工业毛毡制成的环片，嵌入轴承盖上的梯形槽内，与转轴间摩擦接触，以起到使箱体内外隔断的作用；其结构简单、价格低廉，但毡圈易于摩损，常用于工作温度不高的脂润滑场合。皮碗密封用的密封元件为专业厂家提供的标准件，有多种不同的结构和尺寸；它广泛用于较低转速的油润滑或脂润滑场合，密封效果较好，但在高速时易于发热。

    非接触密封避免了接触式密封中密封件与转轴直接接触，易于磨损的缺点，适应于高速场合。间隙式密封是通过轴承盖与轴颈间较长的环状间隙（约0.1~0.3mm），并填充润滑剂来达到密封的目的。迷宫式密封是通过旋转件与固定件之间构成迂回曲折的小间隙来实现密封。实际工程中，往往将几种密封装置组合起来使用，发挥各自的优点，提高密封效果。