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FAG轴承接触表面深度擦伤的原因和解决方法

发布时间:2025年6月3日            FAG

FAG轴承接触表面深度擦伤是一个较为严重的故障,可能由多种原因引起,以下是详细分析及解决方法:

一、原因

(一)安装方面

安装不当

过盈量过大或过小:如果安装时过盈量过大,会使FAG轴承内部游隙变小甚至变为负游隙,导致轴承在运转过程中滚动体与滚道之间的摩擦力增大,产生过热和擦伤。例如,在安装深沟球轴承时,若采用热装法,加热温度过高或者安装力过大,就容易造成过盈量过大的情况。相反,过盈量过小则会使轴承在运行中出现打滑现象,也会引起接触表面的擦伤。

安装不平行:当FAG轴承的内圈和外圈安装面不平行时,会使轴承在旋转过程中受到额外的应力。例如,在安装圆柱滚子轴承时,如果轴承座和轴颈的安装面不平行,会导致滚子与滚道的接触不均匀,局部受力过大,从而产生擦伤。

异物进入:在安装过程中,如果有杂质(如灰尘、铁屑等)进入FAG轴承内部,这些异物会夹在滚动体和滚道之间,在轴承运转时就像研磨剂一样,对接触表面造成擦伤。例如,在车间环境中,如果没有采取有效的清洁措施,空气中的灰尘就容易进入正在安装的FAG轴承。

(二)润滑方面

润滑不足

润滑油量过少:当润滑油量不足时,无法在轴承接触表面形成完整的油膜。滚动体和滚道之间的摩擦就会从液体摩擦变为边界摩擦甚至干摩擦,导致接触表面温度升高,材料软化,进而产生擦伤。例如,在一些高速运转的机械中,由于润滑油的消耗较快,如果没有及时补充,就容易出现这种问题。

润滑油粘度不合适:如果润滑油粘度过低,在高负荷或高速运转的情况下,油膜容易被破坏,不能有效地隔开滚动体和滚道。而润滑油粘度过高,会使润滑油在低温下流动不畅,无法及时到达润滑部位,也可能导致润滑不良和擦伤。

润滑脂失效:润滑脂在使用过程中会因为老化、污染等原因而失去润滑性能。例如,长期处于高温环境下的润滑脂会氧化变质,其稠度和润滑性能都会下降。当使用失效的润滑脂时,FAG轴承接触表面得不到良好的润滑,容易发生擦伤。

(三)运行方面

过载运行:当轴承承受的载荷超过其设计承载能力时,滚动体和滚道之间的接触应力会急剧增加。这会使接触表面的材料发生塑性变形,随着运行时间的增加,塑性变形积累,最终导致擦伤。例如,在一些重型机械设备中,如果超负荷工作,就容易使轴承出现过载擦伤的情况。

转速异常:过高的转速会使轴承内部的摩擦热量迅速增加,同时也会使离心力增大。当离心力过大时,会影响润滑油膜的形成和稳定性,导致FAG轴承接触表面擦伤。另外,转速不稳定,频繁的加速和减速也会对轴承造成冲击,引起擦伤。

振动和冲击:机械设备的振动会传递到FAG轴承上,使轴承受到交变载荷的作用。当振动幅度过大时,滚动体和滚道之间的接触状态会不断发生变化,容易产生擦伤。例如,在一些安装在振动设备附近的轴承,或者设备本身不平衡引起的振动,都可能导致轴承擦伤。同时,突然的冲击载荷(如碰撞等)也会对轴承造成损伤,引起接触表面擦伤。

(四)轴承本身质量方面

材料缺陷:FAG轴承钢本身的质量存在问题,如含有杂质、气孔等缺陷。这些缺陷会降低材料的强度和耐磨性,在运行过程中容易在缺陷处产生应力集中,导致接触表面擦伤。例如,如果轴承钢中的非金属夹杂物过多,在滚动体和滚道接触过程中,这些夹杂物可能会剥落,形成擦伤源。

制造精度不足:轴承的制造精度不符合要求,如滚道的圆度、圆柱度误差过大,滚动体的尺寸精度和表面粗糙度不符合标准等。这些问题会使轴承在运转时接触不均匀,局部受力过大,从而产生擦伤。例如,滚道表面粗糙度差,会使摩擦系数增大,容易导致擦伤。

二、解决方法

(一)安装环节

正确安装

控制过盈量:在安装前,要准确计算并控制轴承的过盈量。对于热装法安装的轴承,要严格控制加热温度和安装时间。例如,对于深沟球轴承,一般可以通过查询轴承手册获取合适的过盈量范围,并使用专业的测量工具(如千分尺等)来测量安装前后的尺寸变化,确保过盈量符合要求。

保证安装平行度:在安装轴承时,要使用精密的测量工具(如水平仪、直角尺等)来检查和调整轴承座和轴颈的安装面,使其平行度符合要求。例如,在安装大型圆柱滚子轴承时,可以通过调整垫片的厚度来保证安装面的平行度。

清洁安装环境:在安装FAG轴承前,要对安装环境进行清洁,包括清理安装台面、工具等。同时,要对轴承进行清洗,去除表面的杂质。例如,可以使用煤油或者专用的轴承清洗剂来清洗轴承,清洗后要用干净的压缩空气吹干。

(二)润滑环节

合理润滑

适量加油:根据FAG轴承的类型、转速、负荷等因素,确定合适的润滑油量。一般可以参考轴承制造商的建议,或者通过实验来确定最佳的油量。例如,对于高速轻载的轴承,润滑油量可以相对较少;而对于低速重载的轴承,则需要较多的润滑油。同时,要定期检查和补充润滑油。

选择合适的润滑油粘度:根据轴承的工作温度、转速等条件选择合适粘度的润滑油。例如,在低温环境下,应选择粘度较低的润滑油;在高温、高负荷环境下,应选择粘度较高的润滑油。可以通过查阅润滑油的粘度 - 温度曲线等资料来选择合适的润滑油。

更换润滑脂:定期检查润滑脂的状态,当发现润滑脂变色、变硬或者出现其他异常情况时,要及时更换。同时,要根据轴承的工作环境和工况选择合适的润滑脂。例如,在潮湿环境下,可以选择具有防水性能的润滑脂。

(三)运行环节

避免过载和异常转速:严格按照设备的额定载荷和转速运行,避免超负荷工作和不合理的转速变化。在设备启动和停止过程中,要尽量平稳操作,减少对轴承的冲击。例如,在一些电机驱动的设备中,可以通过设置过载保护装置来防止轴承过载。

减小振动和冲击:对机械设备进行合理的减震处理,如安装减震垫、平衡装置等。同时,要定期检查设备的平衡情况,及时调整不平衡的部件。例如,对于旋转机械,可以通过动平衡试验来校正转子的不平衡量,从而减小轴承所受的振动。

(四)轴承质量环节

检验FAG轴承质量:在收到FAG轴承后,要对轴承进行质量检验,包括检查材料的外观、硬度等指标,以及制造精度(如滚道圆度、滚动体尺寸等)。如果发现质量问题,要及时与供应商沟通解决。例如,可以使用硬度计来检测轴承钢的硬度,使用光学仪器来检测滚道的圆度等。

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