解析大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障的診斷方法
軸承在大型機(jī)械加工設(shè)備中發(fā)揮重要作用，不僅支撐機(jī)械旋體，而且降低其運(yùn)行過程中的摩擦系數(shù)，確保其回轉(zhuǎn)精度，因此，軸承一旦發(fā)生故障，輕則導(dǎo)致軸承嚴(yán)重磨損，縮短加工設(shè)備使用壽命，重則導(dǎo)致加工設(shè)備無法正常運(yùn)行，因此，做好軸承故障診斷方法研究，對提高故障排除效率具有較高的參考價值。
1 大型機(jī)械加工設(shè)備軸承常見故障
研究發(fā)現(xiàn)，引發(fā)大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障的原因較為復(fù)雜，如荷載過大、潤滑不到位進(jìn)入雜物等。另外，軸承長時間運(yùn)行，導(dǎo)致軸承構(gòu)件局部磨損，也會導(dǎo)致故障的發(fā)生。依據(jù)損傷程度，大型機(jī)械加工設(shè)備軸承的常見故障，主要分為以下幾類：
（1）軸承材料變形故障。軸承材料變形進(jìn)一步細(xì)分為軸承塑性變形、軸承斷裂兩種故障類型。軸承運(yùn)行中受到的壓力超過其承受能力，導(dǎo)致其出現(xiàn)凹坑，導(dǎo)致軸承運(yùn)行偏離正確的運(yùn)行軌道，產(chǎn)生較大摩擦，損壞其他構(gòu)件。軸承斷料主要因其承受的荷載超過其最大承受能力。另外，軸承安裝不當(dāng)、生產(chǎn)工藝不合理，存在質(zhì)量缺陷等，也會導(dǎo)致斷裂故障。
�。�2）表面損傷故障。軸承表面損傷故障中膠合、點(diǎn)蝕、疲勞剝落是較為常見的故障類型。其中膠合多發(fā)生在軸承高速重載或潤滑不充分的情況下，軸承因摩擦生熱，導(dǎo)致溫度急劇升高，附著在其他零件之上的一種故障。軸承發(fā)生點(diǎn)蝕的原因主要有三種：其一，軸頸或軸承座的基座孔發(fā)生較小的位移，導(dǎo)致軸承表面形成火紅色、黑色銹斑；其二，當(dāng)電流從軸承通過時，軸承因電擊表面凹凸不平。其三，軸承和水、酸性潤滑劑接觸，因化學(xué)腐蝕形成點(diǎn)蝕。在交變荷載長期作用下，在最大剪應(yīng)力位置形成裂縫，使軸承表層發(fā)生剝落坑，甚至出現(xiàn)大片剝落情況。
（3）磨損故障。當(dāng)軸承潤滑不充分，或塵埃、異物進(jìn)入到軸承內(nèi)部，導(dǎo)致滾動體和軌道出現(xiàn)磨損。軸承一旦磨損不僅增加軸承間隙，增加塵埃進(jìn)入軸承內(nèi)部的幾率，而且導(dǎo)致軸承運(yùn)轉(zhuǎn)精度明顯降低，大大縮短軸承使用壽命。
另外，軸承生產(chǎn)中存在質(zhì)量瑕疵或裝配工藝不當(dāng)，安裝參數(shù)超出規(guī)范允許的范圍等，也會導(dǎo)致軸承出現(xiàn)相關(guān)故障，因此，采購或安裝作業(yè)時應(yīng)做好大型機(jī)械加工設(shè)備安裝時的軸承質(zhì)量檢查，嚴(yán)格控制安裝細(xì)節(jié)，保證安裝參數(shù)合理，安裝質(zhì)量可靠。
2 大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障診斷方法
經(jīng)大量研究與實(shí)踐，依據(jù)不同診斷對象，人們研究出了多種軸承故障診斷方法，包括油品分析法、振動分析法、噪聲分析法、溫度檢測法等，在軸承故障診斷上發(fā)揮重要作用。
�。�1）油品分析法。軸承運(yùn)行中出現(xiàn)不同程度的磨損，磨損產(chǎn)生的微粒會進(jìn)入到潤滑液中，因此，通過分析油品中微粒的含量，便可對軸承磨損情況有個基本的把握，從而判定軸承是否存在磨損故障。目前油品分析法包括鐵譜分析、光譜分析兩種方法。其中鐵譜分析法主要運(yùn)用高強(qiáng)度磁場，有序分離出油品中的微粒。同時，借助專門的分析設(shè)備，檢測微粒的物理特性，便可從中判斷出軸承的磨損情況。光譜分析法主要分析油品中金屬的含量，實(shí)現(xiàn)對軸承磨損情況的判斷。油品分析法適合應(yīng)用在以潤滑油為潤滑介質(zhì)的軸承中。另外，該種方法容易受其他雜質(zhì)的影響，限制了其進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。
�。�2）振動分析法。振動分析法在大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障診斷中具有較高的使用頻率，其應(yīng)用廣泛，可用于各種軸承故障診斷中。使用該種診斷方法時需要將加速度傳感器安裝在和軸承表面接觸的殼體上。通過分析采集到的振動信號，與正常軸承的振動信號進(jìn)行對比，便可判斷出軸承是否處于最佳的工作狀態(tài)。振動分析法優(yōu)點(diǎn)突出，測量工作簡單，診斷結(jié)果準(zhǔn)確度高。
�。�3）噪聲分析法。眾所周知，大型機(jī)械加工設(shè)備軸承運(yùn)行中不可避免的產(chǎn)生噪聲，通過對軸承運(yùn)行中噪聲特點(diǎn)的分析，掌握噪聲產(chǎn)生規(guī)律以及特點(diǎn)，可判斷出軸承是否處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。噪聲分析法是一種無損檢測方法，檢測時只要采集到軸承產(chǎn)生的噪聲信息即可。但該種方法容易受其他噪聲影響，尤其過濾掉其他噪聲需要進(jìn)行專業(yè)操作，技術(shù)性較強(qiáng)。
�。�4）溫度檢測法。軸承運(yùn)行中因摩擦原因，溫度會維持在一定范圍內(nèi)。研究發(fā)現(xiàn)，軸承的摩擦力矩、轉(zhuǎn)速、荷載等因素，都會影響軸承運(yùn)行溫度，因此，通過檢測軸承溫度便可判斷軸承是否發(fā)生故障，尤其當(dāng)軸承因潤滑不充分發(fā)生燒傷故障時，采用溫度檢測法可迅速進(jìn)行判斷。但是溫度檢測法使用范圍有限，尤其當(dāng)軸承出現(xiàn)的故障不能引起軸承溫度明顯變化時，檢測準(zhǔn)確性大大降低，如剝落早期、出現(xiàn)輕微磨損問題時，檢測準(zhǔn)確性大大折扣。
另外，隨著科技發(fā)展，相關(guān)理論的不斷完善，相信在不久的將來，大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障診斷新技術(shù)不斷出現(xiàn)，包括時變參數(shù)模型法、小波分析法、時頻分析法等，將會大大提高故障診斷質(zhì)量與效率。
3 結(jié)論
大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障診斷是日常維護(hù)工作的重點(diǎn)，對保障加工工作的順利進(jìn)行意義重大，因此，技術(shù)人員應(yīng)提高認(rèn)識，做好軸承故障診斷方法研究，不斷提高故障診斷質(zhì)量與效率。本文通過研究得出的結(jié)論有：
�。�1）大型機(jī)械加工設(shè)備的軸承所處的運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，一旦發(fā)生故障，做好故障的準(zhǔn)確診斷尤為重要，可縮短故障排除效率，降低故障造成的損失，因此，技術(shù)人員應(yīng)將軸承故障診斷作為重要工作加以落實(shí)。平時做好排除常見故障的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，總結(jié)出適合自己的一套診斷方法。
�。�2）目前大型機(jī)械加工設(shè)備軸承故障診斷方法較多，專業(yè)性強(qiáng)，且不同的診斷方法有著一定的適用范圍，因此，技術(shù)人員一方面，應(yīng)做好不同診斷方法知識學(xué)習(xí)，掌握診斷方法應(yīng)用注意事項(xiàng)，了解診斷方法的優(yōu)缺點(diǎn)。另一方面，對軸承故障進(jìn)行診斷時，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合理的方法，也可綜合利用多種診斷方法，提高診斷結(jié)果準(zhǔn)確性。