什么是轴承磨损？其机理和检测方法 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"，用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡 什么是轴承磨损？其机理和检测方法 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"，用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡

什么是轴承磨损？其机理和检测

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了解轴承磨损

定义：什么是轴承磨损？

轴承磨损 轴承磨损是指轴承表面（滚道、滚动体和保持架）材料因磨损、粘着、腐蚀或表面疲劳等机械过程而逐渐损失的过程。与疲劳剥落导致的突发性失效不同，轴承磨损是一个逐渐加剧的退化过程。 轴承间隙, 间隙过大或表面损伤严重时，会降低精度，最终导致功能失效。.

轴承磨损可通过以下方式检测： 振动 监测（提高高频成分和整体水平）、温度监测（摩擦变化）和物理检查（可见的磨损模式、间隙增大）。了解磨损机制有助于正确选择轴承、润滑方法和维护策略。.

轴承磨损机理

1. 磨损

工业轴承中最常见的磨损机制：

  • 原因： 硬质颗粒（灰尘、金属屑、磨损碎屑）进入轴承
  • 过程： 滞留在滚道和滚柱之间的颗粒物起到研磨剂的作用。
  • 结果： 从较软的表面（通常是赛道）上去除的材料，形成沟槽或抛光磨损痕迹。
  • 速度： 与污染程度和颗粒硬度成正比
  • 预防： 有效的密封、过滤和清洁装配工艺

2. 粘附磨损（擦伤）

发生在边界润滑或干接触条件下：

  • 原因： 润滑不足导致金属与金属直接接触
  • 过程： 接触点处的微观焊接和撕裂
  • 结果： 表面粗糙、变色；滚道与滚动体之间发生材料转移
  • 进展： 一旦启动，事态可能迅速升级。
  • 预防： 充足的润滑剂用量和质量

3. 微动磨损（假布氏压痕）

发生于固定轴承或往复轴承中：

  • 原因： 轴承不旋转时的小振幅振荡运动（运输或储存过程中的振动）
  • 过程： 滚动体与滚道之间的微滑会产生氧化物碎屑
  • 结果： 接触带出现红棕色沉积物，浅凹陷处
  • 视觉的： 外观与真正的布氏压痕相似，但不会发生永久变形。
  • 预防： 储存/运输过程中的隔振、轻微的轴承旋转或足够的预紧力

4. 腐蚀磨损

  • 原因： 潮湿、化学品或腐蚀性环境
  • 过程： 化学侵蚀造成表面凹坑和粗糙化
  • 结果： 锈色沉积物、粗糙表面、材料损失
  • 常见于： 食品加工、海洋环境、化工厂
  • 预防： 耐腐蚀轴承、有效密封、合适的润滑剂选择

5. 侵蚀性磨损

  • 原因： 高速流体携带颗粒
  • 常见于： 循环系统中的受污染润滑剂
  • 结果： 表面光滑，材料去除
  • 预防： 过滤、清洁的润滑剂、合理的密封设计

轴承磨损引起的振动症状

渐进式变化

磨损会产生特征性的渐进式振动变化：

  • 提升整体水平： 总均方根振动逐渐增大
  • 高频内容： 高频范围（> 1000 Hz）能量更大
  • 宽带噪声： 全频段噪声基底升高
  • 多座小峰： 而不是单一的主要缺陷频率
  • 跟踪丢失： 相对于更高频率，1倍频峰值可能变得不那么明显。

区分磨损和缺陷

特征 局部缺陷（剥落） 通用服装
故障频率 清晰的BPFO、BPFI、BSF峰值 没有明显的缺陷频率
光谱外观 具有谐波的离散峰值 宽阔的升高噪声基底
进展 指数振幅增长 逐渐线性增长
包络分析 反应强烈，峰值清晰 适度增加宽带
失效时间 检测到后需要数周至数月时间。 数月至数年的逐渐降解

检测方法

振动监测

  • 总体RMS水平随时间变化的趋势
  • 监测高频加速度（HFD – 高频缺陷指示器）
  • 波峰因数 可能保持相对正常（不像剥落那样会增加）
  • 峰度 没有显示出显著变化（分散磨损与离散冲击）

温度监测

  • 轴承温度趋势
  • 磨损通常会导致摩擦力增大，从而引起温度升高。
  • 缓慢上升（每年 2-5°C）表明磨损逐渐加剧
  • 突然的跃升表明损害程度正在加重。

超声波监测

  • 超声波发射强度随表面粗糙度的增加而增加
  • 能有效检测早期磨损
  • 用于路线巡检的便携式超声波仪器

油分析

  • 油样中的磨损颗粒
  • 粒子计数与分析
  • 铁谱分析显示磨损颗粒特征
  • 颗粒浓度增加表明磨损加剧。

原因和促成因素

润滑相关

  • 润滑剂不足（润滑不足）
  • 润滑油粘度不符合工况要求
  • 受污染的润滑剂（颗粒物、水、化学物质）
  • 润滑剂劣化（氧化、添加剂流失）
  • 润滑周期不当

工作条件

  • 过大的轴承载荷（静态或动态）
  • 高工作温度
  • 受污染的环境
  • 密封不严导致颗粒物进入
  • 来自外部源（附近设备）的振动

安装和维护

  • 安装不当导致错位
  • 轴承间隙选择错误
  • 安装过程中的污染
  • 密封件损坏导致污染物进入。

预防和延长寿命

润滑最佳实践

  • 应用时请使用正确的润滑剂类型和等级。
  • 保持适当的润滑剂用量（不要太多或太少）
  • 建立合适的润滑周期
  • 监测润滑油状况，劣化时更换。
  • 润滑过程中应采用清洁操作方法

污染控制

  • 有效密封以防止颗粒物进入
  • 清洁安装规范
  • 适用情况下采用过滤式润滑系统
  • 环境控制（封闭空间、正压）
  • 定期检查和密封件更换

运行状态管理

  • 在轴承设计限制（载荷、速度、温度）范围内运行
  • 保持良好 平衡 尽量减少动态载荷
  • 确保精确度 结盟 防止边缘载荷
  • 必要时可通过冷却控制运行温度

轴承磨损虽然缓慢且不如突发性剥落失效那样剧烈，但在工业应用中仍占轴承劣化的重要部分。适当的润滑、污染控制和状态监测能够及早发现磨损，从而在磨损发展至功能失效之前进行计划性轴承更换，最终优化设备可靠性并降低维护成本。.

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