淺談軸承成品檢測與故障分析

孫波　費連玲

摘 要：軸承成品檢測與運行診斷技術是一種了解和掌握軸承在使用過程中的狀態，確定其整體或局部正常或異常，并且能夠預報故障發展趨勢的技術。在工業應用系統中，滾動軸承是其中的重要部件，而滾動軸承出現故障是引起設備失效的重要原因，因而對軸承狀態的檢測是十分重要的。

關鍵詞：軸承；檢驗；潤滑

軸承是機械設備旋轉部分的重要支撐部件，在機械設備中被廣泛應用。工業生產中常用軸承特別是在高速重載條件下的滾動軸承，由于工作面接觸應力的長期反復作用，極易引起疲勞，裂紋，剝蝕，壓痕等故障，從而引發軸承產生斷裂，膠著，燒損等現象。而這些故障會使軸承的旋轉精度降低，產生震動，噪聲，增加軸承的旋轉阻力。最終將使軸承受到阻滯和卡死，造成工業機械系統的失效。因此對于成品軸承進行運行檢驗是非常必要的，下面我們就討論下軸承檢驗的常用方法和軸承常見故障的原因分析。

1 常用軸承檢測方法

1.1 傳統的方法，是靠有經驗的工人用手摸用耳聽來判斷機械設備內部軸承的工況。雖然簡單快捷，但存在以下弊端，一是只能做出一個定性的判斷結果；二是檢測人員本身的技能、經驗和精神狀態等因素對檢測的結果影響較大；三是沒有預見性，不能及早進行安排處理，極易造成突發事故，從而影響生產。

1.2 軸承溫度檢測法，通過檢測軸承座處的溫度來判斷軸承工作是否正常。溫度檢測對軸承載荷、速度和潤滑情況的變化反映比較敏感，尤其是對潤滑不良而引起的軸承過熱現象很敏感。但當軸承出現諸如早期點蝕、剝落、輕微磨損等比較小的故障時，溫度檢測基本沒有反映，只有當故障達到一定的嚴重程度時（往往軸承已經發生比較嚴重的損傷，甚至事故已經發生），用這種方法才能檢測到。滑動軸承金屬測溫包括：插入式熱電阻和埋入式熱電阻兩種安裝方式。

1.3 聲發射檢測法，是指滾動軸承在運行過程中，其故障（不管是表面損傷、裂紋還是磨損故障）會引起接觸面的彈性沖擊而產生聲發射信號，該信號蘊涵了豐富的碰摩信息，因此可利用聲發射來監測和診斷滾動軸承故障。聲發射傳感器將軸承釋放出的AE（Acoustic Emission）轉換成電信號然后進行檢測分析。

1.4 振動診斷技術

軸承元件的工作表面出現疲勞剝落、壓痕或局部腐蝕時，軸承運行中會出現周期性的脈沖信號。這種周期性的信號可有安裝在軸承座上的傳感器（速度型或加速度型）來接收，通過對振動信號的分析來診斷軸承的故障。特點：振動診斷技術應用廣泛；可實現在線監測；診斷快，診斷理論已成熟。應用范圍：特別適合旋轉機械中軸承的故障監測。

1.5 壓力波檢測法，有研究發現，向動載滑動軸承供油的機油管內存在著壓力波，軸承從正常工作狀態到擦傷過程中，壓力波峰值都存在一個臨界點。它為用壓力波檢測動載荷軸承故障提供了依據。在任何工況下，用壓力波檢測軸承故障，尤其是早期故障是一種十分方便的方法。軸承從輕度擦傷到中度擦傷有一段潛伏期。只要在潛伏期內改善軸承工作條件，軸承擦傷程度就不至于加劇。

2 軸承無損檢測技術

美國NASA 認為可分為六大類約七十余種，在實際應用中比較常見的有十幾種，常規無損檢測方法除直接目視檢測外還有：超聲檢測 Ultrasonic Testing-UT，射線檢測Radiographic Testing-RT，磁粉檢測Magnetic particle Testing-MT，滲透檢測 Penetrant Testing-PT ，渦流檢測 Eddy current Testing-ET。

2.1 射線檢測法

利用 x、γ、中子射線穿透物體過程中具有一 定的衰減規律，根據通過被測物體各部位衰減 后射線強度檢測其內部結構或缺欠。

x射線照相檢測法就是將強度均勻的射線照射在被檢物體上，透過的射線在照相膠片上感光，將膠片顯影后就可得到與物體內部結構相對應的黑度不同的底片，通過對底片的觀察來判斷缺欠種類、尺寸、分布等。

2.2 超聲波檢測法

利用壓電換能器（由電磁振蕩轉變為機械振動）在被檢材料表面激發聲脈沖信號，該聲束導入材料后被內部缺欠反射回換能器。通過測定信號返回時間間隔來確定缺欠部位；測量回波幅度與換能器位置可得知材料內部或表面缺欠尺寸和部位。縱波、橫波、表面波、蘭姆波連續波、脈沖波、單探頭、雙探頭。

2.3 渦流檢測法

交變磁場在金屬材料內產生相同頻率的渦電流，利用渦電流大小與金屬材料比電阻之間的關系變化來檢測缺欠。利用通有射頻電流的線圈在被測材料表面激發渦流，當材料表面存在缺欠（裂紋、氣孔、夾渣等），該處比電阻會增大，渦電流便相應減小。通過測量渦流的變化量來進行試件探傷、材質檢測、形狀測試等。

2.4 滲透檢測法

以毛細現象為基礎，檢查物體表面開口缺欠。包括熒光和著色兩種方法。將被檢物體浸入熒光液中，其缺欠內吸滿液體。除掉表面液體后，由于光致效應，熒光液在紫外線照射下發出可見光而顯現缺欠。被檢物體可以是鐵磁性材料，也可以是非鐵磁性及非金屬材料。

3 軸承檢測的其他問題

軸承與軸的配合間隙必須合適，徑向間隙的檢測可采用下列方法。

3.1 賽尺檢測法

對于直徑較大的軸承，間隙較大，應用較窄的塞尺直接檢測。對于直徑較小的軸承，間隙較小，不便用塞尺測量，但軸承的側隙，必須用厚度適當的塞尺測量。

3.2 壓鉛檢測法

用壓鉛法檢測軸承間隙較用塞尺檢測準確，但較費事。檢測所用的鋁絲應當柔軟，直徑不宜太大或太小，最理想的直徑為間隙的1.5～2倍，實際工作中通常用軟鉛絲進行檢測。

3.3 軸承與軸潤滑檢測

對設備的運轉檢查及外圍零件更換時被拆卸下來的軸承進行檢查，以此判斷可否再次使用或使用情況的好與壞。要在考慮軸承損傷的程度，機器性能、重要性、運行條件、檢查周期等以后再來決定檢查結果，如果發現軸承有損傷和異常情況時，對損傷的內容查明原因，制定對策。另外，檢查結果，如果有下面幾種缺陷的話，軸承就不能再用了，需要更換新的軸承。

3.4 滑動軸承的安裝

清洗刮削好的滑動軸承、軸承座、軸承蓋及油路管道。為了防止滑動軸承在軸承座內轉動和振動，除了在軸承與軸承蓋安裝定位銷外，還必須用軸承蓋對軸承產生一定的壓緊力，這個力不能太大，也不能太小。常用壓鉛的辦法來確定軸承蓋對滑動軸承的壓緊力，通過調整軸承蓋與軸承座和滑動軸承之間的墊片來保證滑動軸承被壓緊的變形量為0.04～0.08mm。