如何延長(zhǎng)推力球軸承壽命的常用方法

在推力滾子推力球軸承的失效中約有40%是由灰塵、臟物、碎屑的污染以及腐蝕造成的。污染通常是由不正確的使用和不良的使用環(huán)境造成的，它還會(huì)引起扭矩和噪聲的問(wèn)題。由環(huán)境和污染所產(chǎn)生的推力球軸承失效是可以預(yù)防的，而且通過(guò)簡(jiǎn)單的肉眼觀察是可以確定產(chǎn)生這類失效的原因。

通過(guò)失效后的分析可以得知對(duì)已經(jīng)失效的或?qū)⒁У耐屏η蜉S承應(yīng)該在哪些方面進(jìn)行查看。弄清諸如剝蝕和疲勞破壞一類失效的機(jī)理，有助于消除問(wèn)題的根源。

只要使用和安裝合理，推力球軸承的剝蝕是容易避免的。剝蝕的特征是在推力球軸承圈滾道上留有由沖擊載荷或不正確的安裝產(chǎn)生的壓痕。剝蝕通常是在載荷超過(guò)材料屈服極限時(shí)發(fā)生的。如果安裝不正確從而使某一載荷橫穿推力球軸承圈也會(huì)產(chǎn)生剝蝕。推力球軸承圈上的壓坑還會(huì)產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)和附加扭矩。

類似的一種缺陷是當(dāng)推力球軸承不旋轉(zhuǎn)時(shí)由于滾珠在推力球軸承圈間振動(dòng)而產(chǎn)生的橢圓形壓痕。這種破壞稱為低荷振蝕。這種破壞在運(yùn)輸中的設(shè)備和不工作時(shí)仍振動(dòng)的設(shè)備中都會(huì)產(chǎn)生。此外，低荷振蝕產(chǎn)生的碎屑的作用就象磨粒一樣，會(huì)進(jìn)一步損害推力球軸承。與剝蝕不同，低荷振蝕的特征通常是由于滾動(dòng)振磨損腐蝕在潤(rùn)滑劑中會(huì)產(chǎn)生淡紅色。

消除振動(dòng)源并保持良好的推力球軸承潤(rùn)滑可以防止低荷振蝕。給設(shè)備加隔離墊或?qū)Φ鬃M(jìn)行隔離可以減輕環(huán)境的振動(dòng)。另外在推力球軸承上加一個(gè)較小的預(yù)載荷不僅有助于滾珠和推力球軸承圈保持緊密的接觸，并且對(duì)防止在設(shè)備運(yùn)輸中產(chǎn)生的低荷振蝕也有幫助。

造成推力球軸承卡住的原因是缺少內(nèi)隙、潤(rùn)滑不當(dāng)和載荷過(guò)大。在卡住之前，過(guò)大的摩擦和熱量使推力球軸承鋼軟化。過(guò)熱的推力球軸承通常會(huì)改變顏色，一般會(huì)變成藍(lán)黑色或淡黃色。摩擦還會(huì)使保持架受力，這會(huì)破壞支承架，并加速推力球軸承的失效。

材料過(guò)早出現(xiàn)疲勞破壞是由重載后過(guò)大的預(yù)載引起的。如果這些條件不可避免，就應(yīng)仔細(xì)計(jì)算推力球軸承壽命，以制定一個(gè)維護(hù)計(jì)劃。

另一個(gè)解決辦法是更換材料。若標(biāo)準(zhǔn)的推力球軸承材料不能保證足夠的推力球軸承壽命，就應(yīng)當(dāng)采用特殊的材料。另外，如果這個(gè)問(wèn)題是由于載荷過(guò)大造成的，就應(yīng)該采用抗載能力更強(qiáng)或其他結(jié)構(gòu)的推力球軸承。

蠕動(dòng)不象過(guò)早疲勞那樣普遍。推力球軸承的蠕動(dòng)是由于軸和內(nèi)圈之間的間隙過(guò)大造成的。蠕動(dòng)的害處很大，它不僅損害推力球軸承，也破壞其他零件。

蠕動(dòng)的明顯特征是劃痕、擦痕或軸與內(nèi)圈的顏色變化。為了防止蠕動(dòng)，應(yīng)該先用肉眼檢查一下推力球軸承箱件和軸的配件。

蠕動(dòng)與安裝不正有關(guān)。如果推力球軸承圈不正或翹起，滾珠將沿著一個(gè)非圓周軌道運(yùn)動(dòng)。這個(gè)問(wèn)題是由于安裝不正確或公差不正確或推力球軸承安裝現(xiàn)場(chǎng)的垂直度不夠造成的。如果偏斜超過(guò)0.25°，推力球軸承就會(huì)過(guò)早地失效。

檢查潤(rùn)滑劑的污染比檢查裝配不正或蠕動(dòng)要困難得多。污染的特征是使推力球軸承過(guò)早的出現(xiàn)磨損。潤(rùn)滑劑中的固體雜質(zhì)就象磨粒一樣。如果滾珠和保持架之間潤(rùn)滑不良也會(huì)磨損并削弱保持架。在這種情況下，潤(rùn)滑對(duì)于完全加工形式的保持架來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。相比之下，帶狀或冠狀保持架能較容易地使?jié)櫥瑒┑竭_(dá)全部表面。

銹是濕氣污染的一種形式，它的出現(xiàn)常常表明材料選擇不當(dāng)。如果某一材料經(jīng)檢驗(yàn)適合工作要求，那么防止生銹的最簡(jiǎn)單的方法是給推力球軸承包裝起來(lái)，直到安裝使用時(shí)才打開(kāi)包裝。

2 避免失效的方法

解決推力球軸承失效問(wèn)題的最好辦法就是避免失效發(fā)生。這可以在選用過(guò)程中通過(guò)考慮關(guān)鍵性能特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些特征包括噪聲、起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩、剛性、非重復(fù)性振擺以及推力滾子和軸向間隙。

扭矩要求是由潤(rùn)滑劑、保持架、推力球軸承圈質(zhì)量（彎曲部分的圓度和表面加工質(zhì)量）以及是否使用密封或遮護(hù)裝置來(lái)決定。潤(rùn)滑劑的粘度必須認(rèn)真加以選擇，因?yàn)椴贿m宜的潤(rùn)滑劑會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的扭矩，這在小型推力球軸承中尤其如此。另外，不同的潤(rùn)滑劑的噪聲特性也不一樣。舉例來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑脂產(chǎn)生的噪聲比潤(rùn)滑油大一些。因此，要根據(jù)不同的用途來(lái)選用潤(rùn)滑劑。

在推力球軸承轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，如果內(nèi)圈和外圈之間存在一個(gè)隨機(jī)的偏心距，就會(huì)產(chǎn)生與凸輪運(yùn)動(dòng)非常相似的非重復(fù)性振擺（NRR）。保持架的尺寸誤差和推力球軸承圈與滾珠的偏心都會(huì)引起NRR。和重復(fù)性振擺不同的是，NRR是沒(méi)有辦法進(jìn)行補(bǔ)償?shù)摹?/p>

在工業(yè)中一般是根據(jù)具體的應(yīng)用來(lái)選擇不同類型和精度等級(jí)的推力球軸承。例如，當(dāng)要求振擺最小時(shí)，推力球軸承的非重復(fù)性振擺不能超過(guò)0.3滾動(dòng)米。同樣，機(jī)床主軸只能容許最小的振擺，以保證切削精度。因此在機(jī)床的應(yīng)用中應(yīng)該使用非重復(fù)性振擺較小的推力球軸承。

在許多工業(yè)產(chǎn)品中，污染是不可避免的，因此常用密封或遮護(hù)裝置來(lái)保護(hù)推力球軸承，使其免受灰塵或臟物的侵蝕。但是，由于推力球軸承內(nèi)外圈的運(yùn)動(dòng)，使推力球軸承的密封不可能達(dá)到完美的程度，因此潤(rùn)滑油的泄漏和污染始終是一個(gè)未能解決的問(wèn)題。

一旦推力球軸承受到污染，潤(rùn)滑劑就要變質(zhì)，運(yùn)行噪聲也隨之變大。如果推力球軸承過(guò)熱，它將會(huì)卡住。當(dāng)污染物處于滾珠和推力球軸承圈之間時(shí)，其作用和金屬表面之間的磨粒一樣，會(huì)使推力球軸承磨損。采用密封和遮護(hù)裝置來(lái)?yè)蹰_(kāi)臟物是控制污染的一種方法。

噪聲是反映推力球軸承質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。推力球軸承的性能可以用不同的噪聲等級(jí)來(lái)表示。

噪聲的分析是用安德遜計(jì)進(jìn)行的，該儀器在推力球軸承生產(chǎn)中可用來(lái)控制質(zhì)量，也可對(duì)失效的推力球軸承進(jìn)行分析。將一傳感器連接在推力球軸承外圈上，而內(nèi)圈在心軸以1800r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。測(cè)量噪聲的單位為anderon。即用um/rad表示的推力球軸承位移。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，觀察者可以根據(jù)聲音辨別出滾動(dòng)小的缺陷。例如，灰塵產(chǎn)生的是不規(guī)則的劈啪聲；滾珠劃痕產(chǎn)生一種連續(xù)的爆破聲，確定這種劃痕最困難；內(nèi)圈損傷通常產(chǎn)生連續(xù)的高頻噪聲，而外圈損傷則產(chǎn)生一種間歇的聲音。

推力球軸承缺陷可以通過(guò)其頻率特性進(jìn)一步加以鑒定。通常推力球軸承缺陷被分為低、中、高三個(gè)波段。缺陷還可以根據(jù)推力球軸承每轉(zhuǎn)動(dòng)一周出現(xiàn)的不規(guī)則變化的次數(shù)加以鑒定。

低頻噪聲是長(zhǎng)波段不規(guī)則變化的結(jié)果。推力球軸承每轉(zhuǎn)一周這種不規(guī)則變化可出現(xiàn)1.6~10次，它們是由各種干涉（例如推力球軸承圈滾道上的凹坑）引起的?？刹煊X(jué)的凹坑是一種制造缺陷，它是在制造過(guò)程中由于多爪卡盤夾的太緊而形成的。

中頻噪聲的特征是推力球軸承每旋轉(zhuǎn)一周不規(guī)則變化出現(xiàn)10~60次。這種缺陷是由在推力球軸承圈和滾珠的磨削加工中出現(xiàn)的振動(dòng)引起的。推力球軸承每旋轉(zhuǎn)一周高頻不規(guī)則變化出現(xiàn)60~300次，它表明推力球軸承上存在著密集的振痕或大面積的粗糙不平。

利用推力球軸承的噪聲特性對(duì)推力球軸承進(jìn)行分類，用戶除了可以確定大多數(shù)廠商所使用的ABEC標(biāo)準(zhǔn)外，還可確定推力球軸承的噪聲等級(jí)。ABEC標(biāo)準(zhǔn)只定義了諸如孔、外徑、振擺等尺寸公差。隨著ABEC級(jí)別的增加（從3增到9），公差逐漸變小。但ABEC等級(jí)并不能反映其他推力球軸承特性