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1、 毕 业 论 文论文题目： 滚动轴承的安装与维护系 别 机电工程系 专业年级 09级机电1班 学生姓名 学号 指导教师 职称 高级工程师日 期 2011年 9 月 10 学院学生顶岗实习专项任务书（毕业论文任务书）专项任务名称 滚动轴承的安装与维护 姓名 专业 09级机电一体化 班级 1班 学号 一、 任务情况描述：滚动轴承是使用十分广泛的一种重要的支承部件。滚动轴承使用维护方便，工作可靠，起动性能好。它精度高，转速高，磨损小，使用寿命长，适用于大批量生产，质量稳定可靠，生产效率。因此，我写了这篇论文。二、任务完成计划：2011年6月20日8月30日 确定主题，查资料准备撰写。9月1日9月20
2、日 在指导老师的指导下边修改便撰写。9月20日9月30日 定稿打印，准备答辩。三、计划答辩时间：实习指导教师（签字）： 系学生顶岗实习领导小组组长（签字）： 年 月 日 年 月 日目 录一、引言1二、滚动轴承的功能与分类1 (一)滚动轴承的功能 1 (二)滚动轴承的组成 1 (三) 滚动轴承的分类2三、滚动轴承的常见故障及形成原因3 (一)滚动轴承的应力分布3 (二)滚动轴承常见故障形成的过程 4 (三)滚动轴承的常见故障 5 (四)滚动轴承故障的形成原因 6四、滚动轴承常见故障的解决方法9五、结论9参考文献10 滚动轴承的安装与维护 摘要：滚动轴承是使用十分广泛的一种重要的支承部件。本文首先
3、详细地介绍滚动轴承的功能与分类，然后对滚动轴承的常见故障及其形成的原因和它的解决方法进行了详细的阐述，只有更深一步的了解滚动轴承的功能及其它的正确的使用方法，才能更好的对滚动轴承进行使用和延长滚动轴承的寿命。关键词：滚动轴承，磨损，剥落一、引言滚动轴承是各种旋转机械中最广泛的一种通用机械零件，他是机器最容易损坏的零件之一，据统计机械故障的30是由轴承引起的。由此可见轴承的好坏对机器的工作状况影响很大。滚动轴承在使用过程中往往会出现轴承烧伤、塑性变形、轴承内外圈的配合表面磨损等故障，本文主要写的是滚动轴承的常见故障及其形成的原因和它的解决方法，只有更深一步的了解滚动轴承的功能及其它的正确的使用方
4、法，才能更好的对滚动轴承进行使用。二、滚动轴承的功能与分类(一)滚动轴承的功能滚动轴承是标准件，用于支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件。滚动轴承使用、安装、维修方便、价格较便宜，应用广。采用滚动轴承的机器起动力矩小，有利于在负载下起动。对于同尺寸的轴颈，滚动轴承的宽度比滑动轴承小，可使机器的轴向结构紧凑。大多数滚动轴承能同时受径向和轴向载荷，因此轴承组合结构较简单。但滚动轴承存在承受冲击载荷能力较差；高速重载荷下轴承寿命较低；振动及噪声较大的缺点。（二）滚动轴承的组成图1 滚动轴承构造图 图2 滚动体种类典型的滚动轴承构造如图1所示。由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈、外圈分别与
5、轴颈及轴承座孔装配在一起。多数情况是内圈随轴回转，外圈不动；但也有外圈回转、内圈不转或内、外围分别按不同转速回转等使用情况。滚动体使相对运动表面间的滑动摩擦变为滚动磨擦。根据不同轴承结构的要求，滚动体有球、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子等（图2）（三）滚动轴承的分类1按滚动轴承结构类型分类（1）、轴承按其能承受的载荷方向或公称接触角度的不同，分为：1）向心轴承主要用于承受径向载荷的滚动轴承，其公称接触角从045按公称接触角不同，又分为：径向接触轴承公称接触角为0的向心轴承；向心角接触轴承公称接触角大于045的向心轴承。2）推力轴承主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，其公称角大于4590。按公称接触角
6、不同，又分为：a.轴向接触轴承公称接触角为90的推力轴承b.推力角接触轴承公称接触角大于45但小于90的推力轴承。（2）、轴承按其滚动体的种类，分为：1）球轴承滚动体为球；2）滚子轴承滚动体为滚子。滚子轴承按滚子种类，又分为：a.圆柱滚子轴承滚动体是圆柱滚子的轴承，圆柱滚子长度与直径之比小于或等于3；b.滚针轴承滚动体是滚针的轴承，滚针的长度与直径之比大于3，但直径小于或等于5mm；c.圆锥滚子轴承滚动体是圆锥的滚子轴承；d.调心滚子轴承滚动体是球面滚子的轴承。（3）、轴承按其工作时能否调心，分为：1)调心轴承滚道是球面形的，能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承；2)非调心轴承（刚性轴承
7、）能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。（4）、轴承按滚动体的列数，分为：1)单列轴承具有一列滚动体的轴承；2)双列轴承具有两列滚动体的轴承；3)多列轴承具有多于两列滚动体轴承，如三列、四列轴承。（5）、轴承按其部件能否分离，分为：1)可分离轴承具有可分离部件的轴承2)不可分离轴承轴承在最终配套后，套圈均不能任意自由分离的轴承。（6）、轴承按其结构形状（如有无装填槽，有无内、外圈以及套圈的形状，挡边的结构，甚至有无保持架）还可以分为多种结构类型。2按滚动轴承尺寸大小分类轴承按其外径尺寸大小、分为：1)微型轴承公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承；2)小型轴承公称外径尺寸范围为2855mm的轴承；3)
8、中小型轴承公称外径尺寸范围为60115mm的轴承；4)中大型轴承公称外径尺寸范围为120190mm的轴承；5)大型轴承公称外径尺寸范围为200430mm的轴承；6)特大型轴承公称外径尺寸范围为440mm以上的轴承。三、滚动轴承的常见故障及形成原因（一）滚动轴承的应力分布轴承工作时,各个元件上所承受的载荷及产生的应力是时时变化的。如图3所示。图3轴承中径向载荷的分布当滚动体进入承载区,所受载荷由0逐渐增加到FN2、FN1直到最大值FN0,然后逐渐减小到0,就滚动体而言,它的载荷及应力是周期性的不稳定的变化。对于固定的外圈,处于承载区的各点接触,按其所在位置不同,将受到不同的载荷,处于Fr作用线上
9、的点将受到最大的接触载荷。对于每个具体的点,每当一个滚动体滚过时,便承受一次载荷,其大小是不变的,也就是承受稳定的脉冲循环载荷的作用。（二）滚动轴承常见故障形成的过程 一般把滚动轴承故障的发展分为4个阶段(图4)：图1 滚动轴承典型的故障发展过程第一阶段，即轴承开始出现故障的萌芽阶段，这时温度正常，噪声正常，振动速度总量及频谱正常，但尖峰能量总量及频谱有所征兆，反映轴承故障的初始阶段。这时真正的轴承故障频率出现在超声段大约2060kHz范围。 第二阶段，温度正常，噪声略增大，振动速度总量略增大，振动频谱变化不明显，但尖峰能量有大的增加，频谱也更加突出。这时的轴承故障频率出现在大约500Hz2k
10、Hz范围。第三阶段，温度略升高，可耳听到噪声，振动速度总量有大的增加，且振动速度频谱上清晰可见轴承故障频率及其谐波和边带，另振动速度频谱上“噪声地平”明显升高，尖峰能量总量相比第二阶段变得更大、频谱也更加突出。这时的轴承故障频率出现在大约01kHz范围。建议于第三阶段后期予以更换轴承，那么此时应该已经出现肉眼可以看到的磨损等滚动轴承故障特征。第四阶段，温度明显升高，噪声强度明显改变，振动速度总量和振动位移总量明显增大，振动速度频谱上轴承故障频率开始消失，被更大的随机的宽带高频“噪声地平”取代；尖峰能量总量迅速增大，并可能出现一些不稳定的变化。绝不能让轴承在故障发展的第四阶段中运转，否则将可能发
11、生灾难性破坏。（三）滚动轴承的常见故障(1)承受负荷的内外圈、滚动体(滚珠、滚柱等)表面磨损和剥落。造成滚动轴承的径向间隙、轴向间隙增大,滚动轴承在工作中发出噪声和发热,并且破坏了与其配合轴的正确工作位置,出现振动。表面疲劳剥落的初期是表面上出现麻点状的小凹坑,最后发展成片状的表层脱落。轴承滚动体和内、外圈滚道面上均承受周期性脉动载荷的作用,从而产生周期变化的接触应力。当应力循环次数达到一定数值后,在滚动体或内、外圈滚道工作面上就产生疲劳剥落。如果轴承的负荷过大,会使这种疲劳加剧。另外,轴承安装不正、轴弯曲,也会产生滚道剥落现象。轴承滚道的疲劳剥落会降低轴的运转精度,使机构发生振动和噪声。(2
12、)轴承内外圈的配合表面磨损。由于轴承内外圈与轴和壳体孔装配时没有配合好,破坏了轴承与壳体、轴承与轴的配合关系,进一步加速了轴承本身和与之配合的轴或壳体上配合表面磨损(俗称走内圈或走外圈)。(3)滚动轴承隔离圈磨损和松旷。在工作中隔离圈和滚动体(滚珠、滚柱等)相互摩擦,若润滑不良,则加快磨损。隔离圈磨损以后,滚动体松动,严重时会造成隔离圈散架,滚动体脱落。(4)轴承烧伤。由于润滑不良,或润滑油不符合要求,以及轴承间隙调得过小,轴承工作时迅速发热,工作表面因受高温而退火。在外表观察时,可发现工作表面的颜色发生变化。(5)塑性变形。轴承的滚道与滚子接触面上出现不均匀的凹坑,说明轴承产生塑性变形。其原
13、因是轴承在很大的静载荷或冲击载荷作用下,工作表面的局部应力超过材料的屈服极限,这种情况一般发生在低速旋转的轴承上。（6)轴承座圈裂纹、保持架碎裂。轴承座圈产生裂纹的原因可能是轴承配合过紧,轴承外圈或内圈松动,轴承的包容件变形,安装轴承的表面加工不良等。保持架碎裂其原因是润滑不足,滚动体破碎,座圈歪斜等。座圈滚道严重磨损,可能是座圈内落入异物,润滑油不足或润滑油牌号不适。（四）滚动轴承故障的形成原因（1）装配前检查不仔细，轴承在装配前要先清洗并认真检查轴承的内外座圈、滚动体和保持架，是否有生锈、毛刺、碰伤和裂纹；检查轴承间隙是否合适，转动是否轻快自如，有无突然卡止的现象；同时检查轴径和轴承座孔的
14、尺寸、圆度和圆柱度及其表面是否有毛刺或凹凸不平等。对于对开式轴承座，要求轴承盖和轴承底座接合面处与外座圈的外圆面之间，应留出0.1mm0.25mm间隙，以防止外座两侧“瓦口”处出现“夹帮”现象导致的间隙减小，磨损加快，使轴承过早损坏。（2）装配不当。装配不当会导致轴承出现上述的各种故障形式，以及以下的几种情况：A.配合不当 轴承内孔与轴的配合采用基孔制，轴承外圆与轴承座孔的配合采用基轴制。一般在正常负荷情况下工作的离心泵、离心机、减速机、电动机和离心式压缩机的轴与轴承内座圈，采用j5，js5，js6，k5，k6，m6配合，轴承座孔与轴承外座圈采用j6，j7配合。旋转的座圈（大多数轴承的内座圈为
15、旋转座圈，外座圈不为旋转座圈，少部分轴承则相反），通常采用过盈配合，能在负荷作用下避免座圈在轴径和轴承座孔的配合表面上发生滚动和滑动。但有时由于轴径和轴承座孔的尺寸测量不精确或配合面粗糙度未达到标准要求，造成过大的过盈配合，使轴承座圈受到很大挤压，从而导致轴承本身的径向间隙减少，使轴承转动困难、发热，磨损加剧或卡死，严重时会造成轴承内外座圈在按装时开裂。不旋转座圈常采用间隙或过盈不大的配合，这样不旋转座圈就有可能产生微小的爬动，而使座圈与滚动体的接触面不断更换，座圈滚道磨损均匀。同时也可以消除轴因热伸长而使轴承中滚动体发生轴向卡住的现象。但过大的间隙配合，会使不旋转座圈随滚动体一同转动，致使轴
16、（或轴承座孔）与内座圈（或外座圈）发生严重磨损，而出现摩擦使轴承发热、振动。B.装配方法不当轴承和轴径或轴承座孔的过盈较小时，多采用压入法装配。最简单的方法是利用铜棒和手锤，按一定的顺序对称地敲打轴承带过盈配合的座圈，使轴承顺利压入。另外，也可用软金属制的套管借手锤打入或压力机压入。若操作不当，则会使座圈变形开裂，或者手锤打在非过盈配合的座圈上，则会使滚道和滚动体产生压痕或轴承间接被破坏。C.装配时温度控制不当滚动轴承在装配时，若其与轴径的过盈较大，一般采用热装法装配。即将轴承放入盛有机油的油桶中，机油桶外部用热水或火焰加热，工艺要求加热的油温控制在8090，一般不会超过100，最多不会超过1
17、20。轴承加热后迅速取出套装在轴颈上。若温度控制不当造成加热温度过高，则会使轴承产生回火而致硬度降低，运行中轴承就易磨损、剥落、甚至开裂。D.装配时间隙调整不当滚动轴承的间隙分为径向间隙和轴向间隙，其功用是保证滚动体的正常运转和润滑以及补偿热伸长。对于间隙可调整的轴承而言，因其轴向间隙和径向间隙之间有正比例的关系，所以安装是只要调整好轴向间隙就可获得所需的径向间隙，而切它们一般都是成对使用的（即装在轴的两端或一端），因此，只需要调整一只轴承的轴向间隙即可。一般用垫片调整轴向间隙，有的也可用螺钉或止推环调整。对于间隙不可调整的滚动轴承，因其径向间隙在制造时就已按标准确定好了，不能进行调整，此类轴
18、承装在轴径上或轴承座孔内之后，实际的径向间隙称为装配径向间隙，装配时要使装配径向间隙的大小恰好能在运转中造成必要的工作径向间隙，以保证轴承灵活转动。此类轴承在工作时，由于轴在温度升高时受热伸长而使其内处座圈发生相对位移，从而使轴承的径向间隙减少，甚至使滚动体在内外座圈间卡住。若将双支承滚动轴承中的一个轴承（另一个轴承固定在轴上和轴承座中）和侧盖间留出轴向间隙，可避免上述现象。由上述可知，不论间隙可调整或间隙不可调的滚动轴承，它们在装配时都要调整好轴向间隙（但有些间隙不可调的轴承不必留轴向间隙），以补偿轴在温度升高时的热伸长，从而保证滚动体的正常运转。若轴向间隙过小时，会造成轴承转动困难、发热，
19、甚至使滚动体卡死或破损；若轴向间隙过大，则会导致运转中产生异声，甚至会造成严重振动或使保持架破坏。E.联轴器找正不当大多数运转设备的输入轴是通过联轴器与动力轴相连接，因此装配时必须进行联轴器的找正，使主动轴与从动轴在同一轴线上。（3）润滑不良 滚动轴承使用的润滑油（或润滑脂）都有一定的工作温度，当温度过高时就会变质，从而失去润滑作用，使轴承因高温而烧损。另外，润滑油（或润滑脂）本身质地不良或运行中加油（脂）不及时，也会造成轴承温度升高或产生异声。（4）转子不平衡 一般来说，运转设备的转子在装配前都要进行动、静平衡，所以，轴承是不会出现问题的。但有些转子在运行过程中由于受到介质的腐蚀或固体杂质的
20、磨损，或者是轴出现弯曲，就会导致产生不平衡的离心力，从而使轴承发热、振动，滚道严重磨损，直至破坏。（5）检查更换不及时 轴承运行过程中，按规定定期进行检查，若出现发热、异声、振动等情况，要及时停车查找原因，消除故障，轴承如发现严重的疲劳剥落、氧化锈蚀、磨损的凹坑、裂纹、硬度降低到HRC60，或有过大噪音无法调整时，应及时更换。若检查、更换不及时，则会造成轴承甚至转子的严重破坏，从而影响正常的生产。另外，轴承拆卸不当、设备地脚螺栓松动造成的振动，也会导致轴承滚道和滚动体产生压痕，轴承内、外座圈的开裂。（6）滚动轴承噪音一种是轴承本身产生的，即轴承固有的噪声；另一种是轴承装机后才产生的噪声，与轴承
21、本身的噪声无关.通过听声音可以分析出一些问题。a )固有噪声：滚道声(各种轴承和滚动摩擦声（圆柱滚子轴承）是滚动轴承固有的声音。)滚道声是由滚动体与滚道接触时的弹性特性产生的，当轴承旋转时，滚动体在滚道上滚动而发出的一种连续而圆滑的声音；不正常的滚动摩擦声可发出“咯吱、咯吱”之类不舒服的金属摩擦异常声音，润滑良好时不会发出这样的声音。所以在一般情况下不成问题，只有噪声增大之后才需注意。b）与轴承制造有关的噪声：这里包括保持架噪声和颤音，保持架噪声主要发生在球轴承和圆锥滚子轴承中，当轴承旋转时由于保持架的振动以及保持架与滚动体发生撞击会发出声音。这种声音具有周期性。颤音（各种轴承）是有一定频率的
22、声音，是由于滚道面上有较大的波纹度引起的振动而产生的。 c）使用不当引起的噪声：对于各种轴承均存在当轴承滚道表面或滚动体表面受到碰伤、压坑、锈蚀，那么就会产生有一定周期的噪声和振动.当轴承在运转中有尘埃侵入时就会产生污物噪声。这种噪声是非周期性的,同样也伴有振动,其声音大小不固定，时有时无。（7） 轴承的振动对轴承的失效影响很明显.例如：剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承振动检测中反映出来,所以通过采用特殊的轴承振动测量装置（频率分析器和振动仪等）可测量出振动的大小,通过频率分布可推断出异常振动的具体情况,测得的数值因轴承的使用条件或传感器安装位置等而不同,因此需要事先对每台机器的测量值
23、进行分析比较后确定判定标准。（8） 通常轴承的温度随着运转开始慢慢升高,1 至2小时后达到稳定状态.轴承的正常温度因机器的热容量、散热量、转速和负载而不同。如果润滑、安装不合适,则轴承温度会急骤上升,会出现异常高温,这时必须停机并采取必要的防范措施。四、滚动轴承常见故障的解决方法（1）更换轴承时，要对新轴承进行认真检查，同时对轴径及轴承座孔和转子进行细致的检查；（2）装配和拆卸轴承时，严格执行检修工艺，认真操作，避免装拆不当导致的轴承损坏；（3）按时加油换油，保证轴承工作状况始终处于良好状况；（4）运行中认真检查，发现故障隐患，及时消除。五、结论 滚动轴承是一种精密器件，它的装配方法应根据轴承的结构、尺寸大小和轴承部件的配合性质（过盈量）来确定。在滚动轴承的损坏形式中，多数是由于润滑不良而引起的轴承发热、异常的噪声、滚道烧伤及保持损坏等。然而对滚动轴承的的正确使用是减少轴承故障、延长轴承寿命的可靠保证。 参考文献书籍：（1）王丽芬，机械设备维修与安装，机械工业出版社，2011，4 （2）张翠凤，机电设备维修技术，机械工业出版社，2003，4 （3）吴东平，机电设备故障诊断与维修，科学出版社，200，5 （4）姜秀华，机械设备修理工艺，机械工业出版社，2003，6 （5）刘琦云，机械零件修复技术，中国轻工业出版社，2000，4