浅谈轴承成品检测与故障分析

孙波　费连玲

摘 要：轴承成品检测与运行诊断技术是一种了解和掌握轴承在使用过程中的状态，确定其整体或局部正常或异常，并且能够预报故障发展趋势的技术。在工业应用系统中，滚动轴承是其中的重要部件，而滚动轴承出现故障是引起设备失效的重要原因，因而对轴承状态的检测是十分重要的。

关键词：轴承；检验；润滑

轴承是机械设备旋转部分的重要支撑部件，在机械设备中被广泛应用。工业生产中常用轴承特别是在高速重载条件下的滚动轴承，由于工作面接触应力的长期反复作用，极易引起疲劳，裂纹，剥蚀，压痕等故障，从而引发轴承产生断裂，胶着，烧损等现象。而这些故障会使轴承的旋转精度降低，产生震动，噪声，增加轴承的旋转阻力。最终将使轴承受到阻滞和卡死，造成工业机械系统的失效。因此对于成品轴承进行运行检验是非常必要的，下面我们就讨论下轴承检验的常用方法和轴承常见故障的原因分析。

1 常用轴承检测方法

1.1 传统的方法，是靠有经验的工人用手摸用耳听来判断机械设备内部轴承的工况。虽然简单快捷，但存在以下弊端，一是只能做出一个定性的判断结果；二是检测人员本身的技能、经验和精神状态等因素对检测的结果影响较大；三是没有预见性，不能及早进行安排处理，极易造成突发事故，从而影响生产。

1.2 轴承温度检测法，通过检测轴承座处的温度来判断轴承工作是否正常。温度检测对轴承载荷、速度和润滑情况的变化反映比较敏感，尤其是对润滑不良而引起的轴承过热现象很敏感。但当轴承出现诸如早期点蚀、剥落、轻微磨损等比较小的故障时，温度检测基本没有反映，只有当故障达到一定的严重程度时（往往轴承已经发生比较严重的损伤，甚至事故已经发生），用这种方法才能检测到。滑动轴承金属测温包括：插入式热电阻和埋入式热电阻两种安装方式。

1.3 声发射检测法，是指滚动轴承在运行过程中，其故障（不管是表面损伤、裂纹还是磨损故障）会引起接触面的弹性冲击而产生声发射信号，该信号蕴涵了丰富的碰摩信息，因此可利用声发射来监测和诊断滚动轴承故障。声发射传感器将轴承释放出的AE（Acoustic Emission）转换成电信号然后进行检测分析。

1.4 振动诊断技术

轴承元件的工作表面出现疲劳剥落、压痕或局部腐蚀时，轴承运行中会出现周期性的脉冲信号。这种周期性的信号可有安装在轴承座上的传感器（速度型或加速度型）来接收，通过对振动信号的分析来诊断轴承的故障。特点：振动诊断技术应用广泛；可实现在线监测；诊断快，诊断理论已成熟。应用范围：特别适合旋转机械中轴承的故障监测。

1.5 压力波检测法，有研究发现，向动载滑动轴承供油的机油管内存在着压力波，轴承从正常工作状态到擦伤过程中，压力波峰值都存在一个临界点。它为用压力波检测动载荷轴承故障提供了依据。在任何工况下，用压力波检测轴承故障，尤其是早期故障是一种十分方便的方法。轴承从轻度擦伤到中度擦伤有一段潜伏期。只要在潜伏期内改善轴承工作条件，轴承擦伤程度就不至于加剧。

2 轴承无损检测技术

美国NASA 认为可分为六大类约七十余种，在实际应用中比较常见的有十几种，常规无损检测方法除直接目视检测外还有：超声检测 Ultrasonic Testing-UT，射线检测Radiographic Testing-RT，磁粉检测Magnetic particle Testing-MT，渗透检测 Penetrant Testing-PT ，涡流检测 Eddy current Testing-ET。

2.1 射线检测法

利用 x、γ、中子射线穿透物体过程中具有一 定的衰减规律，根据通过被测物体各部位衰减 后射线强度检测其内部结构或缺欠。

x射线照相检测法就是将强度均匀的射线照射在被检物体上，透过的射线在照相胶片上感光，将胶片显影后就可得到与物体内部结构相对应的黑度不同的底片，通过对底片的观察来判断缺欠种类、尺寸、分布等。

2.2 超声波检测法

利用压电换能器（由电磁振荡转变为机械振动）在被检材料表面激发声脉冲信号，该声束导入材料后被内部缺欠反射回换能器。通过测定信号返回时间间隔来确定缺欠部位；测量回波幅度与换能器位置可得知材料内部或表面缺欠尺寸和部位。纵波、横波、表面波、兰姆波连续波、脉冲波、单探头、双探头。

2.3 涡流检测法

交变磁场在金属材料内产生相同频率的涡电流，利用涡电流大小与金属材料比电阻之间的关系变化来检测缺欠。利用通有射频电流的线圈在被测材料表面激发涡流，当材料表面存在缺欠（裂纹、气孔、夹渣等），该处比电阻会增大，涡电流便相应减小。通过测量涡流的变化量来进行试件探伤、材质检测、形状测试等。

2.4 渗透检测法

以毛细现象为基础，检查物体表面开口缺欠。包括荧光和着色两种方法。将被检物体浸入荧光液中，其缺欠内吸满液体。除掉表面液体后，由于光致效应，荧光液在紫外线照射下发出可见光而显现缺欠。被检物体可以是铁磁性材料，也可以是非铁磁性及非金属材料。

3 轴承检测的其他问题

轴承与轴的配合间隙必须合适，径向间隙的检测可采用下列方法。

3.1 赛尺检测法

对于直径较大的轴承，间隙较大，应用较窄的塞尺直接检测。对于直径较小的轴承，间隙较小，不便用塞尺测量，但轴承的侧隙，必须用厚度适当的塞尺测量。

3.2 压铅检测法

用压铅法检测轴承间隙较用塞尺检测准确，但较费事。检测所用的铝丝应当柔软，直径不宜太大或太小，最理想的直径为间隙的1.5～2倍，实际工作中通常用软铅丝进行检测。

3.3 轴承与轴润滑检测

对设备的运转检查及外围零件更换时被拆卸下来的轴承进行检查，以此判断可否再次使用或使用情况的好与坏。要在考虑轴承损伤的程度，机器性能、重要性、运行条件、检查周期等以后再来决定检查结果，如果发现轴承有损伤和异常情况时，对损伤的内容查明原因，制定对策。另外，检查结果，如果有下面几种缺陷的话，轴承就不能再用了，需要更换新的轴承。

3.4 滑动轴承的安装

清洗刮削好的滑动轴承、轴承座、轴承盖及油路管道。为了防止滑动轴承在轴承座内转动和振动，除了在轴承与轴承盖安装定位销外，还必须用轴承盖对轴承产生一定的压紧力，这个力不能太大，也不能太小。常用压铅的办法来确定轴承盖对滑动轴承的压紧力，通过调整轴承盖与轴承座和滑动轴承之间的垫片来保证滑动轴承被压紧的变形量为0.04～0.08mm。