軸承壽命和軸承失效

全世界每年大約生產(chǎn)100億個(gè)軸承。實(shí)際 上，只有很小一部分正在使用的軸承會(huì)失 效 ，大部分軸承 (約90%) 的壽 命比安裝它們的設(shè)備的檢修周期要長。為 了安全(預(yù)防) 起見，有些軸承 (9.5%) 在失 效前就被更換了，約0.5%的軸承在損壞或失 效后才被更換，這意味著每年大約有5 000 萬個(gè)軸承是由于損壞和失效而被更換的。

軸承損壞或失效的原因通常有如下 幾種：

? 1/3的失效由疲勞導(dǎo)致；

1/3的失效由潤滑問題(潤滑劑不合適、 潤滑劑用量不當(dāng)、潤滑間隔期不合理) 導(dǎo)致；

? 1/6的失效由污染 (密封失效) 導(dǎo)致；

? 1/6的失效由其他原因 (運(yùn)輸和安裝不 當(dāng)、載荷比預(yù)期值大或與預(yù)期值不同、 配合錯(cuò)誤或不充分) 導(dǎo)致。

上述數(shù)據(jù)在不同行業(yè)或不同應(yīng)用中有所不 同。例如，在紙漿和造紙行業(yè)，軸承失效的 主要原因是污染和潤滑不足，而非疲勞。每種失效都會(huì)產(chǎn)生一種特殊的損壞 印跡，這種印跡被稱之為“痕跡”(在滾道 中被稱之為蹤跡，見第32頁“蹤跡”)。因 此，大多數(shù)情況下，通過仔細(xì)檢查受損軸承 就可以找出受損的根本原因。根據(jù)受損原 因，就可以采取相應(yīng)的糾正措施， 防止問 題再次發(fā)生。

以密封失效的應(yīng)用為例。當(dāng)污染顆粒 穿過密封件進(jìn)入軸承之后，會(huì)被滾動(dòng)體碾 壓，并且會(huì)在滾道上形成壓痕 ，較 硬的顆粒可能會(huì)形成有銳邊的壓痕。之后 壓痕周圍的區(qū)域在滾動(dòng)體的正常碾壓下會(huì) 承受循環(huán)應(yīng)力，導(dǎo)致表面疲勞，這部分金 屬開始脫離滾道。這種現(xiàn)象被稱為剝落。 一旦發(fā)生剝落，損壞就會(huì)進(jìn)一步增加，直 至軸承無法使用。

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影響軸承使用壽命的因素

通常，某一應(yīng)用的軸承額定壽命根據(jù)SKF 額定壽命公式進(jìn)行計(jì)算：

Lnm = a1 aSKF C—Pp

其中

Lnm = SKF額定壽命 (100 – n1) % 可靠性) [百萬轉(zhuǎn)]

a1 = 壽命可靠性調(diào)整系數(shù)

aSKF = SKF壽命修正系數(shù)

C = 基本額定動(dòng)載荷，[kN]

P = e軸承當(dāng)量動(dòng)載荷，[kN]

p = 壽命公式的指數(shù)

1) 系數(shù)n代表失效概率，即所要求的可靠性與 100%之間的差值。

這種方法不僅考慮了載荷，而且還考慮了 其他重要因素，例如可靠性、潤滑條件、 污染和疲勞載荷極限。

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軸承是否可以達(dá)到或超過計(jì)算出的額 定壽命取決于如下幾個(gè)因素：

? 軸承質(zhì)量

只有按照最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的軸承才能 具備較長的使用壽命。

? 存儲(chǔ)

軸承的正確存放是合理存儲(chǔ)的一個(gè)重要 方面。注意避免積壓。使用“先進(jìn)先出” 的方法有助于確保存放的軸承都是“新 鮮的”軸承。這點(diǎn)對于帶有密封件或防塵 蓋的軸承尤為重要，因?yàn)樗鼈冊诔鰪S前預(yù) 先填充了潤滑脂，潤滑脂的儲(chǔ)存期較短。 此外，需要注意的是隨著制造技術(shù)的快 速發(fā)展，現(xiàn)在生產(chǎn)的軸承的固有壽命已 大大高于10或15年之前生產(chǎn)的軸承。

? 應(yīng)用

應(yīng)針對具體應(yīng)用選用合適的軸承。

? 安裝

軸承只有安裝正確才能正常運(yùn)行。不正確的安裝技 術(shù)容易損壞軸承，導(dǎo)致過早失效。

? 潤滑

不同的工作條件需要不同的潤滑劑、不同的補(bǔ)充潤滑間隔以及不同的潤滑劑更換間隔。因此，不僅要使用正確的潤滑劑，而且還要在正確的時(shí)間以正確的方式使用正確劑量的潤滑劑。

? 密封解決方案

密封的目的是防止?jié)櫥瑒┝鞒鲚S承和污染物進(jìn)入軸承。如果密封失效，可能導(dǎo)致軸承過早失效。何時(shí)更換軸承?從軸承開始(初期) 損壞到完全不能使用的時(shí)間可能差別很大。在高速運(yùn)行下，可能僅為幾秒鐘，而在慢速運(yùn)行的大型設(shè)備中，可能長達(dá)幾個(gè)月。“我應(yīng)該什么時(shí)候更換軸承？ ”，這個(gè)問題可通過軸承狀態(tài)監(jiān)測獲得最佳答案。如果受損軸承未經(jīng)檢查繼續(xù)運(yùn)行并且在發(fā)生災(zāi)難性失效之前沒有更換，那么可能會(huì)對設(shè)備及其部件造成二次損壞。而

且，一旦軸承發(fā)生災(zāi)難性失效，失效的根本原因就很難確定，甚至根本不可能確定。

損壞的發(fā)展

堅(jiān)硬污染物被碾壓，在圓柱滾子軸承的內(nèi)圈滾 道上形成壓痕 (a)。從壓痕后方區(qū)域開始發(fā)生表 面疲勞，進(jìn)而導(dǎo)致剝落。一段時(shí)間之后，剝落變 得越來越明顯 (b，c) 。 如果設(shè)備未及時(shí)停機(jī)， 可能會(huì)對部件造成二次損壞。初始壓痕變得無 法辨認(rèn) (d)。

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