本文主要是關(guān)于轉(zhuǎn)動機(jī)械滾動軸承的相關(guān)介紹，并著重對轉(zhuǎn)動機(jī)械滾動軸承發(fā)熱原因進(jìn)行了詳盡的闡述。

滾動軸承

滾動軸承（rollingbearing）是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機(jī)械元件。滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動體均勻分布， 引導(dǎo)滾動體旋轉(zhuǎn)起潤滑作用。

作用

支承轉(zhuǎn)動的軸及軸上零件，并保持軸的正常工作位置和旋轉(zhuǎn)精度，滾動軸承使用維護(hù)方便，工作可靠，起動性能好，在中等速度下承載能力較高。與滑動軸承比較，滾動軸承的徑向尺寸較大，減振能力較差，高速時(shí)壽命低，聲響較大。

結(jié)構(gòu)

滾動軸承的結(jié)構(gòu)由部分組成

1.外圈——裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動

2.內(nèi)圈——裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動

3.滾動體——滾動軸承的核心元件

4.保持架——將滾動體均勻隔開，避免摩擦

潤滑劑也被認(rèn)為是滾動軸承第五大件，它主要起潤滑、冷卻、清洗等作用

滾動軸承特征

1.專業(yè)化

軸承零件加工中，大量采用軸承專用設(shè)備。如鋼球加工采用磨球機(jī)、研磨機(jī)等設(shè)備。專業(yè)化的特點(diǎn)還體現(xiàn)在軸承零件的生產(chǎn)上，如專業(yè)生產(chǎn)鋼球的鋼球公司、專業(yè)生產(chǎn)微型軸承的微型軸承廠等。

2. 先進(jìn)性

由于軸承生產(chǎn)的大批量規(guī)模要求，使得其使用先進(jìn)的機(jī)床、工裝和工藝成為可能。如數(shù)控機(jī)床、三爪浮動卡盤及保護(hù)氣氛熱處理等。

3.自動化

軸承生產(chǎn)的專業(yè)化為其生產(chǎn)自動化提供了條件。在生產(chǎn)中大量采用全自動、半自動化專用和非專用機(jī)床，且生產(chǎn)自動線逐步推廣應(yīng)用。如熱處理自動線及裝配自動線等。

基本特點(diǎn)

好處

（1）。節(jié)能顯著。由于滾動軸承自身運(yùn)動的特點(diǎn)，使其摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑動軸承，可減少消耗在摩擦阻力的功耗，因此節(jié)能效果顯著。從理論分析及生產(chǎn)實(shí)踐中，主軸承采用滾動軸承的一般小型球磨機(jī)節(jié)電達(dá)30%~35%，中型球磨機(jī)節(jié)電達(dá)15%~20%，大型球磨機(jī)節(jié)電可達(dá)10%~20%。由于球磨機(jī)本身是生產(chǎn)中的耗能大戶，這將意味著可節(jié)約一筆及其可觀的費(fèi)用。

（2）。維修方便，質(zhì)量可靠。采用滾動軸承可以省去巴氏合金材料的熔煉、澆鑄及刮瓦等一系列復(fù)雜其技術(shù)要求甚高的維修工藝過程以及供油、供水冷卻系統(tǒng)，因此維修量大大減少。而且滾動軸承由于是由專業(yè)生產(chǎn)廠家制造，質(zhì)量往往得到保證。也給球磨機(jī)使用廠家?guī)砹朔奖恪?/p>

優(yōu)點(diǎn)

1、摩擦阻力小，功率消耗小，機(jī)械效率高，易起動；

2、尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，具有互換性，便于安裝拆卸，維修方便；

3、結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，軸向尺寸更為縮小；

4、精度高，負(fù)載大，磨損小，使用壽命長；

5、部分軸承具有自動調(diào)心的性能；

6、適用于大批量生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高；

7、傳動摩擦力矩比流體動壓軸承低得多，因此摩擦溫升與功耗較低；

8、起動摩擦力矩僅略高于轉(zhuǎn)動摩擦力矩；

9、軸承變形對載荷變化的敏感性小于流體動壓軸承；

10、只需要少量的潤滑劑便能正常運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)能夠長時(shí)間提供潤滑劑；

11、軸向尺寸小于傳統(tǒng)流體動壓軸承；

12、可以同時(shí)承受徑向和推力組合載荷；

13、在很大的載荷-速度范圍內(nèi)，獨(dú)特的設(shè)計(jì)可以獲得優(yōu)良的性能；

14、軸承性能對載荷、速度和運(yùn)行速度的波動相對不敏感。

缺點(diǎn)

1、噪音大。

2、軸承座的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

3、成本較高。

4、即使軸承潤滑良好，安裝正確，防塵防潮嚴(yán)密，運(yùn)轉(zhuǎn)正常，它們最終也會因?yàn)闈L動接觸表面的疲勞而失效。

性能

調(diào)心性能

軸中心線相對軸承座孔中心線傾斜時(shí)，軸承仍能正常工作的能力。雙列向心球面球軸承和雙列向心球面滾子軸承具有良好的調(diào)心性能。滾子軸承和滾針軸承不允許內(nèi)、外圈軸線有相對傾斜。各類滾動軸承允許的傾斜角不同，如單列向心球軸承為8′～16′，雙列向心球面球軸承為2°～3°，圓錐滾子軸承≤2′。

極限轉(zhuǎn)速 在一定載荷和潤滑條件下軸承所允許的最高轉(zhuǎn)速。極限轉(zhuǎn)速與軸承類型、 尺寸、精度、 游隙、保持架、負(fù)荷和冷卻條件等有關(guān)。軸承工作轉(zhuǎn)速應(yīng)低于極限轉(zhuǎn)速。選用高精度軸承、 改善保持架結(jié)構(gòu)和材料、采用油霧潤滑、改善冷卻條件等，都可以提高極限轉(zhuǎn)速。

軸承潤滑

主要有脂潤滑和油潤滑。采用脂潤滑不易泄漏、易于密封、使用時(shí)間長、維護(hù)簡便且油膜強(qiáng)度高，但摩擦力矩比油潤滑大，不宜用于高速。軸承中脂的裝填量不應(yīng)超過軸承空間的1/2～1/3，否則會由于攪拌潤滑劑過多而使軸承過熱。油潤滑冷卻效果好，但密封和供油裝置較復(fù)雜。油的粘度一般為 0.12～0.2厘米/秒。負(fù)荷大，工作溫度高時(shí)宜選用粘度高的油，轉(zhuǎn)速高時(shí)選用粘度低的油。潤滑方式有油浴潤滑、滴油潤滑、油霧潤滑、噴油潤滑和壓力供油潤滑等。油浴潤滑時(shí)，油面應(yīng)不高于最下方的滾動體中心。若按彈性流體動壓潤滑理論設(shè)計(jì)軸承和選擇潤滑劑粘度，則接觸表面將被油膜隔開。這時(shí)，在穩(wěn)定載荷作用下，軸承壽命可提高很多倍。

現(xiàn)代機(jī)器、儀器等設(shè)備正向高速、重載、精密、輕巧等方面發(fā)展，這對滾動軸承提出許多新的要求，如在減小尺寸的同時(shí)要求軸承保持甚至提高額定負(fù)荷，采用新技術(shù)改進(jìn)工藝，提高制造精度，降低成本。通用滾動軸承已很難滿足各式各樣的要求，對生產(chǎn)量大的機(jī)器設(shè)備應(yīng)設(shè)計(jì)制造專用軸承，在加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)，增加品種，擴(kuò)大專用軸承的比例。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展還需要在特殊工況下工作的特種軸承，如在高速、高溫、低溫、強(qiáng)磁場或在酸、堿等介質(zhì)中工作的軸承。

轉(zhuǎn)動機(jī)械滾動軸承發(fā)熱原因

（1）原因：軸承精度低

方法：選用規(guī)定精度等級的軸承。

（2）原因：主軸彎曲或箱體孔不同心

方法：修復(fù)主軸或箱體。

（3）原因：皮帶過緊

方法：調(diào)整皮帶使松緊適當(dāng)。

（4）原因：潤滑不良

方法：選用規(guī)定牌號的潤滑材料并適當(dāng)清潔。

（5）原因：裝配質(zhì)量低

方法：提高裝配質(zhì)量。

（6）原因：軸承內(nèi)外殼跑圈

方法：更換軸承及相關(guān)磨損部件。

（7）軸向力太大

方法：清洗、調(diào)正密封口環(huán)間隙要求0.2～0.3mm之間，更正葉輪平衡孔直徑及校驗(yàn)靜平衡值。

（8）軸承損壞

方法：更換軸承。

轉(zhuǎn)動設(shè)備常見故障的診斷方法

轉(zhuǎn)動設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)好壞，對安全生產(chǎn)有著重要的影響。轉(zhuǎn)動設(shè)備運(yùn)行狀況差可能引起工藝參數(shù)變化，影響產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量，嚴(yán)重時(shí)還可能釀成事故。因?yàn)橛蓹C(jī)械振動引起的設(shè)備損壞率很高，而振動信號中含有豐富的機(jī)械狀態(tài)信息量，很多機(jī)器設(shè)計(jì)是否合理、零部件是否存在缺陷、材質(zhì)好壞、制造和安裝質(zhì)量是否符合要求、運(yùn)行操作是否正常等諸多原因產(chǎn)生的故障，都能從振動狀態(tài)信息中反映出來68，而且振動信號易于拾取，于是運(yùn)用振動監(jiān)測來解決轉(zhuǎn)動設(shè)備的振動問題，便成為改善設(shè)備運(yùn)行狀況的有效途徑之一。

振動就是機(jī)械系統(tǒng)隨著時(shí)間在其平衡位置附近作微小的往復(fù)運(yùn)動。振動監(jiān)測就是在不停機(jī)的情況下，采集設(shè)備振動信號，判斷設(shè)備運(yùn)行是否正常，如異常，則分析診斷異常的原因、部位、嚴(yán)重程度，并提出針對陛的操作和維修建議。

一、常用振動分析方法

常用的振動分析方法有波形、頻譜、相位分析及解調(diào)分析法。頻譜圖顯示振動信號中的各種頻率成分及其幅值，不同的頻率成分往往與一定的故障類別相關(guān)。波形圖是對振動信號在時(shí)域內(nèi)進(jìn)行的處理，可從波形圖上觀察振動的形態(tài)和變化，波形圖對于不平衡、松動、碰摩類故障的診斷非常重要。雙通道相位分析通過同時(shí)采集兩個(gè)部位的振動信號，從相位差異中可以對相關(guān)故障進(jìn)行有效的鑒別。解調(diào)是提取低幅值、高頻率的沖擊信號，通過包絡(luò)分析，給出高頻沖擊信號及其諧頻，此技術(shù)在監(jiān)測滾動軸承故障信號方面較為有效。

二、轉(zhuǎn)動設(shè)備常見故障振動特征及案例分析

1、不平衡

轉(zhuǎn)子不平衡是由于轉(zhuǎn)子部件質(zhì)量偏心或轉(zhuǎn)子部件出現(xiàn)缺損造成的故障，它是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常見的故障。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，制造和安裝誤差，材質(zhì)不均勻造成

的質(zhì)量偏心，以及轉(zhuǎn)子運(yùn)行過程中由于腐蝕、結(jié)垢、交變應(yīng)力作用等造成的零部件局部損壞、脫落等，都會使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中受到旋轉(zhuǎn)離心力的作用，發(fā)生異常振動。

轉(zhuǎn)子不平衡的主要振動特征：

1）振動方向以徑向?yàn)橹?，懸臂式轉(zhuǎn)子不平衡可能會表現(xiàn)出軸向振動；

2）波形為典型的正弦波；

3）振動頻率為工頻，水平與垂直方向振動的相位差接近90度。

案例：某風(fēng)裝置泵軸承箱靠聯(lián)軸器側(cè)表面振動烈度水平13．2 mm／s，垂直11.8 mm／s，軸向12．0 mm／s。各方向振動都為工頻成分，水平、垂直波形為正弦波，水平振動頻譜如圖1所示，水平振動波形如圖2所示。再對水平和垂直振動進(jìn)行雙通道相位差測量，顯示相位差接近90度。診斷為不平衡故障，并且不平衡很可能出現(xiàn)在聯(lián)軸器部位。

解體檢查未見零部件的明顯磨損，但聯(lián)軸器經(jīng)檢測存在偏心，動平衡操作時(shí)對聯(lián)軸器相應(yīng)部位進(jìn)行打磨校正后振動降至2.4 mm／s。

2、不對中

轉(zhuǎn)子不對中包括軸系不對中和軸承不對中兩種情況。軸系不對中是指轉(zhuǎn)子聯(lián)接后各轉(zhuǎn)子的軸線不在同一條直線上。軸承不對中是指軸頸在軸承中偏斜，軸頸與軸承孔軸線相互不平行。通常所講不對中多指軸系不對中。

不對中的振動特征：

1）最大振動往往在不對中聯(lián)軸器兩側(cè)的軸承上，振動值隨負(fù)荷的增大而增高；

2）平行不對中主要引起徑向振動，振動頻率為2倍工頻，同時(shí)也存在工頻和多倍頻，但以工頻和2倍工頻為主；

3）平行不對中在聯(lián)軸節(jié)兩端徑向振動的相位差接近180度；

4）角度不對中時(shí)，軸向振動較大，振動頻率為工頻，聯(lián)軸器兩端軸向振動相位差接近180度

案例：某高速泵由振動頻譜圖（圖3）可以看出，50 Hz（電機(jī)工頻）及其2倍頻幅值顯著，且2倍頻振幅明顯高于工頻，初步判定為不對中故障。再測量泵軸承箱與電機(jī)軸承座對應(yīng)部位的相位差，發(fā)現(xiàn)接近180度。

解體檢查發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器有2根聯(lián)接螺栓斷裂，高速軸上部徑向軸瓦有金屬脫落現(xiàn)象，軸瓦間隙偏大；高速軸止推面磨損，推力瓦及惰性軸軸瓦的間隙偏大。檢修更換高速軸軸瓦、惰性軸軸瓦及聯(lián)軸器聯(lián)接螺栓后，振動降到A區(qū)。

3、松動

機(jī)械存在松動時(shí)，極小的不平衡或不對中都會導(dǎo)致很大的振動。通常有三種類型的機(jī)械松動，第一種類型的松動是指機(jī)器的底座、臺板和基礎(chǔ)存在結(jié)構(gòu)松動，或水泥灌漿不實(shí)以及結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)的變形，此類松動表現(xiàn)出的振動頻譜主要為1x。第二種類型的松動主要是由于機(jī)器底座固定螺栓的松動或軸承座出現(xiàn)裂紋引起，其振動頻譜除1X外，還存在相當(dāng)大的2X分量，有時(shí)還激發(fā)出1／2X和3X振動分量。第三種類型的松動是由于部件間不合適的配合引起的，產(chǎn)生許多振動諧波分量，如1X、2X、6868，nX，有時(shí)也會產(chǎn)生1／2X、1／3X、6868等分?jǐn)?shù)諧波分量。這時(shí)的松動通常是軸承蓋里軸瓦的松動、過大的軸承間隙、或者轉(zhuǎn)軸上零部件存在松動。

案例：某風(fēng)機(jī)振動增大，軸承箱最大振動16．9 mm／s。該機(jī)為懸臂式離心式風(fēng)機(jī)，最大振動在軸承箱靠葉輪側(cè)，倍頻豐富，初步判斷存在松動。監(jiān)測四個(gè)地腳，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)地腳03（靠葉輪側(cè)）振動較大，約9 mm／s，其余三個(gè)地腳振動分別為0．5 mm／s、1．8 mm／s和2．0 mm／s，很明顯03地腳有松動。

由引風(fēng)機(jī)地腳03垂直振動頻譜圖（圖4）可以看出，1X、2X較大，還有較多的諧波成分。緊固地腳螺栓后軸承箱最大振動降至4.2 mm／s，仍偏大，分析應(yīng)該還存在軸承或軸上零件配合松動。解體檢查引風(fēng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)軸承與壓蓋緊力不足，加銅墊片調(diào)整壓蓋緊力后振動降到2.7 mm／s。

案例：某風(fēng)機(jī)非聯(lián)軸器端軸承箱振動大幅上升，最大振動軸向方向?yàn)?4.8 mm/s?，F(xiàn)場監(jiān)測記錄列于表1。水平、垂直、軸向振動均表現(xiàn)出2倍工頻顯著，且垂直、軸向2倍工頻幅值大于工頻成分。

因軸支承為滑動軸承，據(jù)相關(guān)振動分析理論，軸瓦松動將使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生很大的振動，振動頻率一般為1／2或2倍轉(zhuǎn)速頻率，初步分析可能存在軸承壓蓋緊力不足，建議先檢查軸承壓蓋緊力。檢查驗(yàn)證確實(shí)存在壓蓋緊力不足，調(diào)整后振動降至B區(qū)。

4、流體擾動

高速離心泵中的流體，從葉輪的流道中流出，進(jìn)入擴(kuò)壓器或蝸殼時(shí)，如果流體的流動方向與葉片角度不一致，流道中就產(chǎn)生很大的邊界層分離、混流和逆向流動，流體對擴(kuò)壓器葉片和蝸殼隔舌的沖擊，將使流體在管道中引起很大的壓力脈動和不穩(wěn)定流動，這種壓力波又可能反射到葉輪上，激發(fā)轉(zhuǎn)子振動，振動頻率為葉輪葉片數(shù)乘以轉(zhuǎn)速（稱葉片過流頻率）或其倍數(shù)。在工藝流量與泵額定流量偏差較大或葉輪出口與蝸殼對正不良時(shí)，過流頻率振動明顯，稱流體擾動。一般把葉輪外緣和開始卷曲處的距離拉大，能夠緩和壓力脈動并減小振幅。

結(jié)語

關(guān)于轉(zhuǎn)動機(jī)械滾動軸承的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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