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解析大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障的診斷方法

軸承在大型機(jī)械加工設(shè)備中發(fā)揮重要作用，不僅支撐機(jī)械旋體，而且降低其運(yùn)行過(guò)程中的摩擦系數(shù)，確保其回轉(zhuǎn)精度，因此，軸承一旦發(fā)生故障，輕則導(dǎo)致軸承嚴(yán)重磨損，縮短加工設(shè)備使用壽命，重則導(dǎo)致加工設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，因此，做好軸承故障診斷方法研究，對(duì)提高故障排除效率具有較高的參考價(jià)值。

1　大型機(jī)械加工設(shè)備軸承常見(jiàn)故障

　　研究發(fā)現(xiàn)，引發(fā)大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障的原因較為復(fù)雜，如荷載過(guò)大、潤(rùn)滑不到位進(jìn)入雜物等。另外，軸承長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，導(dǎo)致軸承構(gòu)件局部磨損，也會(huì)導(dǎo)致故障的發(fā)生。依據(jù)損傷程度，大型機(jī)械加工設(shè)備軸承的常見(jiàn)故障，主要分為以下幾類：

　　（1）軸承材料變形故障。軸承材料變形進(jìn)一步細(xì)分為軸承塑性變形、軸承斷裂兩種故障類型。軸承運(yùn)行中受到的壓力超過(guò)其承受能力，導(dǎo)致其出現(xiàn)凹坑，導(dǎo)致軸承運(yùn)行偏離正確的運(yùn)行軌道，產(chǎn)生較大摩擦，損壞其他構(gòu)件。軸承斷料主要因其承受的荷載超過(guò)其最大承受能力。另外，軸承安裝不當(dāng)、生產(chǎn)工藝不合理，存在質(zhì)量缺陷等，也會(huì)導(dǎo)致斷裂故障。

　　（2）表面損傷故障。軸承表面損傷故障中膠合、點(diǎn)蝕、疲勞剝落是較為常見(jiàn)的故障類型。其中膠合多發(fā)生在軸承高速重載或潤(rùn)滑不充分的情況下，軸承因摩擦生熱，導(dǎo)致溫度急劇升高，附著在其他零件之上的一種故障。軸承發(fā)生點(diǎn)蝕的原因主要有三種：其一，軸頸或軸承座的基座孔發(fā)生較小的位移，導(dǎo)致軸承表面形成火紅色、黑色銹斑；其二，當(dāng)電流從軸承通過(guò)時(shí)，軸承因電擊表面凹凸不平。其三，軸承和水、酸性潤(rùn)滑劑接觸，因化學(xué)腐蝕形成點(diǎn)蝕。在交變荷載長(zhǎng)期作用下，在最大剪應(yīng)力位置形成裂縫，使軸承表層發(fā)生剝落坑，甚至出現(xiàn)大片剝落情況。

　　（3）磨損故障。當(dāng)軸承潤(rùn)滑不充分，或塵埃、異物進(jìn)入到軸承內(nèi)部，導(dǎo)致滾動(dòng)體和軌道出現(xiàn)磨損。軸承一旦磨損不僅增加軸承間隙，增加塵埃進(jìn)入軸承內(nèi)部的幾率，而且導(dǎo)致軸承運(yùn)轉(zhuǎn)精度明顯降低，大大縮短軸承使用壽命。

　　另外，軸承生產(chǎn)中存在質(zhì)量瑕疵或裝配工藝不當(dāng)，安裝參數(shù)超出規(guī)范允許的范圍等，也會(huì)導(dǎo)致軸承出現(xiàn)相關(guān)故障，因此，采購(gòu)或安裝作業(yè)時(shí)應(yīng)做好大型機(jī)械加工設(shè)備安裝時(shí)的軸承質(zhì)量檢查，嚴(yán)格控制安裝細(xì)節(jié)，保證安裝參數(shù)合理，安裝質(zhì)量可靠。

2　大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障診斷方法

　　經(jīng)大量研究與實(shí)踐，依據(jù)不同診斷對(duì)象，人們研究出了多種軸承故障診斷方法，包括油品分析法、振動(dòng)分析法、噪聲分析法、溫度檢測(cè)法等，在軸承故障診斷上發(fā)揮重要作用。

　　（1）油品分析法。軸承運(yùn)行中出現(xiàn)不同程度的磨損，磨損產(chǎn)生的微粒會(huì)進(jìn)入到潤(rùn)滑液中，因此，通過(guò)分析油品中微粒的含量，便可對(duì)軸承磨損情況有個(gè)基本的把握，從而判定軸承是否存在磨損故障。目前油品分析法包括鐵譜分析、光譜分析兩種方法。其中鐵譜分析法主要運(yùn)用高強(qiáng)度磁場(chǎng)，有序分離出油品中的微粒。同時(shí)，借助專門(mén)的分析設(shè)備，檢測(cè)微粒的物理特性，便可從中判斷出軸承的磨損情況。光譜分析法主要分析油品中金屬的含量，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承磨損情況的判斷。油品分析法適合應(yīng)用在以潤(rùn)滑油為潤(rùn)滑介質(zhì)的軸承中。另外，該種方法容易受其他雜質(zhì)的影響，限制了其進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。

　　（2）振動(dòng)分析法。振動(dòng)分析法在大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障診斷中具有較高的使用頻率，其應(yīng)用廣泛，可用于各種軸承故障診斷中。使用該種診斷方法時(shí)需要將加速度傳感器安裝在和軸承表面接觸的殼體上。通過(guò)分析采集到的振動(dòng)信號(hào)，與正常軸承的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，便可判斷出軸承是否處于最佳的工作狀態(tài)。振動(dòng)分析法優(yōu)點(diǎn)突出，測(cè)量工作簡(jiǎn)單，診斷結(jié)果準(zhǔn)確度高。

　　（3）噪聲分析法。眾所周知，大型機(jī)械加工設(shè)備軸承運(yùn)行中不可避免的產(chǎn)生噪聲，通過(guò)對(duì)軸承運(yùn)行中噪聲特點(diǎn)的分析，掌握噪聲產(chǎn)生規(guī)律以及特點(diǎn)，可判斷出軸承是否處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。噪聲分析法是一種無(wú)損檢測(cè)方法，檢測(cè)時(shí)只要采集到軸承產(chǎn)生的噪聲信息即可。但該種方法容易受其他噪聲影響，尤其過(guò)濾掉其他噪聲需要進(jìn)行專業(yè)操作，技術(shù)性較強(qiáng)。

　　（4）溫度檢測(cè)法。軸承運(yùn)行中因摩擦原因，溫度會(huì)維持在一定范圍內(nèi)。研究發(fā)現(xiàn)，軸承的摩擦力矩、轉(zhuǎn)速、荷載等因素，都會(huì)影響軸承運(yùn)行溫度，因此，通過(guò)檢測(cè)軸承溫度便可判斷軸承是否發(fā)生故障，尤其當(dāng)軸承因潤(rùn)滑不充分發(fā)生燒傷故障時(shí)，采用溫度檢測(cè)法可迅速進(jìn)行判斷。但是溫度檢測(cè)法使用范圍有限，尤其當(dāng)軸承出現(xiàn)的故障不能引起軸承溫度明顯變化時(shí)，檢測(cè)準(zhǔn)確性大大降低，如剝落早期、出現(xiàn)輕微磨損問(wèn)題時(shí)，檢測(cè)準(zhǔn)確性大大折扣。

　　另外，隨著科技發(fā)展，相關(guān)理論的不斷完善，相信在不久的將來(lái)，大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障診斷新技術(shù)不斷出現(xiàn)，包括時(shí)變參數(shù)模型法、小波分析法、時(shí)頻分析法等，將會(huì)大大提高故障診斷質(zhì)量與效率。

3　結(jié)論

　　大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障診斷是日常維護(hù)工作的重點(diǎn)，對(duì)保障加工工作的順利進(jìn)行意義重大，因此，技術(shù)人員應(yīng)提高認(rèn)識(shí)，做好軸承故障診斷方法研究，不斷提高故障診斷質(zhì)量與效率。本文通過(guò)研究得出的結(jié)論有：

　　（1）大型機(jī)械加工設(shè)備的軸承所處的運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，一旦發(fā)生故障，做好故障的準(zhǔn)確診斷尤為重要，可縮短故障排除效率，降低故障造成的損失，因此，技術(shù)人員應(yīng)將軸承故障診斷作為重要工作加以落實(shí)。平時(shí)做好排除常見(jiàn)故障的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，總結(jié)出適合自己的一套診斷方法。

　　（2）目前大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障診斷方法較多，專業(yè)性強(qiáng)，且不同的診斷方法有著一定的適用范圍，因此，技術(shù)人員一方面，應(yīng)做好不同診斷方法知識(shí)學(xué)習(xí)，掌握診斷方法應(yīng)用注意事項(xiàng)，了解診斷方法的優(yōu)缺點(diǎn)。另一方面，對(duì)軸承故障進(jìn)行診斷時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合理的方法，也可綜合利用多種診斷方法，提高診斷結(jié)果準(zhǔn)確性。