張秀賀

（南京高精船用設(shè)備有限公司）

摘　要：船用齒輪箱設(shè)計(jì)和使用過程中，軸承是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到齒輪箱的工作精度和工作壽命，并且軸承在成本中占據(jù)著很大的比重，一旦發(fā)生損傷或失效，將給客戶造成較大的損失。在船用齒輪箱中，Z常用的軸承類型是圓柱滾子軸承、調(diào)心滾子軸承、推力滾子軸承、圓錐滾子軸承、四點(diǎn)接觸球軸承等。

關(guān)鍵詞：船用齒輪箱；滾動(dòng)軸承；軸承失效；預(yù)防措施

本文著重介紹在船用齒輪箱中Z常用的幾種軸承常見的軸承失效原因以及預(yù)防措施。

一、常見軸承失效的形式

在生產(chǎn)、安裝、使用過程中，由于某些缺陷會(huì)導(dǎo)致軸承喪失其規(guī)定功能的現(xiàn)象被稱之為失效。

失效的形式按損傷機(jī)理可分為接觸疲勞、磨損、斷裂、塑性變形、壓痕、凹槽、銹蝕、 電流腐蝕等形式，其中接觸疲勞、磨損為主要失效形式。 

二、常見軸承失效的原因

在生產(chǎn)、安裝、運(yùn)輸、使用等各環(huán)節(jié)都會(huì)因?yàn)楦鞣N原因?qū)е螺S承失效。

根據(jù)SKF等軸承公司的統(tǒng)計(jì)，軸承失效的原因大體可以分為以下幾種：裝配不當(dāng)、潤滑不當(dāng)、污染、疲勞、運(yùn)輸損傷。

各種軸承提前失效的15％是由于裝配不當(dāng)，通常是由于用力過大和不會(huì)正確使用裝配工具造成的。

盡管無油潤滑軸承得到越來越廣泛的應(yīng)用，但統(tǒng)計(jì)中因?yàn)闈櫥划?dāng)造成軸承提前失效的比例仍占35 的比例。

齒輪箱軸承在使用過程中潤滑油不足必然導(dǎo)致軸承損壞，軸承是精密零件，如果軸承及潤滑脂或潤滑油受到污染，將無法有效運(yùn)行。

所有提前失效的軸承中至少有13％是由于污染問題造成的，這需要軸承廠家擁有卓越的軸承制造和設(shè)計(jì)能力，為各種惡劣的工作環(huán)境提供密封解決方案。

如果機(jī)器出現(xiàn)過載、使用或維護(hù)不當(dāng)，軸承都會(huì)受到影響，導(dǎo)致提前失效的軸承中有30％是由于疲勞引起的。

三、具體失效的原因分析

實(shí)際上軸承失效產(chǎn)生的原因一般都在兩種以上，往往難以確定主要原因，下面主要分析幾種失效：

(一)剝落

軸承安裝不到位或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中突發(fā)軸向過載會(huì)導(dǎo)致溝道與擋邊交界處有嚴(yán)重的剝落環(huán)帶。

安裝不良以及軸和軸承座精度低還會(huì)使軸承在傾斜狀態(tài)下工作，當(dāng)傾斜角達(dá)到或超過臨界狀態(tài)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生急劇磨損與剝落，外來硬物和腐蝕介質(zhì)如水、氧氣、酸等進(jìn)入接觸面也會(huì)導(dǎo)致剝落。

(二)斷裂失效

軸承斷裂失效主要原因是缺陷與過載兩大因素，當(dāng)外加載荷超過材料強(qiáng)度極限而造成零件斷裂稱為過載斷裂；軸承零件本身材料缺陷在沖擊過載或劇烈時(shí)也會(huì)在缺陷處引起斷裂，稱為缺陷斷裂。

一般來說，通常出現(xiàn)的軸承斷裂，失效大多數(shù)為過載失效。

(三)卡傷

所謂卡傷是由于在滑動(dòng)面損傷產(chǎn)生的部分的微小燒傷，匯總而產(chǎn)生的表面損傷。

造成卡傷的主要原因有：

過大載荷、過大預(yù)壓、潤滑不良、異物咬入、內(nèi)圈外圈的傾斜、軸的撓度、軸、軸承座的精度不良等。

(四)壓痕

壓痕是在工作中咬入金屬小粉末、異物等的時(shí)候，在滾道面或轉(zhuǎn)動(dòng)面上產(chǎn)生的凹痕或由于安裝等時(shí)受到?jīng)_擊，在滾動(dòng)體的間距間隔上形成了凹面， 引起它的主要因素是：

金屬粉末等的異物咬入，組裝時(shí)或運(yùn)輸過程中受到的沖擊載荷過大等。

(五)生銹腐蝕

造成生銹腐蝕的主要原因有：

水、腐蝕性物質(zhì)(漆、煤氣 等)的侵入，潤滑劑不合適，由于水蒸氣的凝結(jié)而附有水滴，高溫多濕時(shí)停轉(zhuǎn)，運(yùn)輸過程中防銹不良，存放環(huán)境不合適等。

四　防止?jié)L動(dòng)軸承失效的措施

滾動(dòng)軸承是精密而可靠的機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)體，如果能正確使用軸承，可使用至疲勞壽命為止，軸承的早期失效多起于制造精度、安裝質(zhì)量、外部環(huán)境、潤滑效果、外部異物侵入、熱影響及主機(jī)突發(fā)故障等方面的因素， 因此，正確合理地使用軸承是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，下面將針對(duì)常見的失效形式提出一些對(duì)策：

(一)在安裝時(shí)確保安裝到位、安裝質(zhì)量和配合精度，在無法保證時(shí)，可以提高潤滑油的油膜厚度即提高潤滑油的黏度，這樣可以有效地避免剝落。

(二)提高軸、軸承座的加工精度。

加工中保證了軸和軸承軸的加工精度也就保證了其和軸承的配合，這樣就不會(huì)出現(xiàn)過盈量大的情況，保證了必要的游隙，可以有效地避免套圈變形和斷裂。

(三)改善密封裝置

外來異物的進(jìn)入對(duì)軸承的危害非常大，可能導(dǎo)致壓痕、燒傷甚至保持架斷裂，設(shè)計(jì)時(shí)利用合理的結(jié)構(gòu)可以起到很好的密封效果。

(四)改善潤滑劑和潤滑方法

潤滑油的黏度越高越能獲得較厚的潤滑油膜，有效地減少軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦，系統(tǒng) 中安裝合適的過濾器，防止自身因剝落產(chǎn)生的碎片造成二次損傷。

(五)合理使用設(shè)備、防止過載。

軸承很多損傷都是由于載荷過大導(dǎo)致的，要求廠家按照說明書的要求合理使用，長 時(shí)間的過載運(yùn)轉(zhuǎn)使軸承溫度升高，不僅對(duì)軸承不利，對(duì)整個(gè)設(shè)備也要產(chǎn)生不利影響。

(六)加強(qiáng)運(yùn)輸和保管的管理

運(yùn)輸過程中如果包裝不當(dāng)，發(fā)生碰擦易使軸承表面發(fā)生損傷，這樣在運(yùn)轉(zhuǎn)中將產(chǎn)生 噪聲和出現(xiàn)早期失效。

來源：《市場周刊·理論版》2018年第33期