滾動軸承是最需要頻繁進行潤滑的機械部件。它們(men) 的應用非常廣泛,從(cong) 小型非關(guan) 鍵旋鈕調節器支撐軸承到大型主要風力渦輪機主軸承。軸承在運轉過程中出現故障是常有的事,怎樣判斷並處理是關(guan) 鍵。一般來說,軸承在設計壽命之前就很容易出現失效。這通常是因為(wei) 在選擇潤滑油時沒有控製或考慮環境和操作因素。
無論軸承是否達到其設計壽命,都應基於(yu) 最佳參考狀態(ORS)從(cong) 而使軸承努力達到理想壽命。在考慮軸承的應用領域及其相關(guan) 的可靠性目標時,應采取一定的維護策略,以幫助獲得最佳的投資回報。
例如,如果軸承故障不會(hui) 引發任何立即停機的後果,並且在與(yu) 軸承壽命期內(nei) 使用常規前瞻性和預測性維護相比,糾正措施成本微不足道,則運行故障策略可能是ORS。
根據MachineyLubrication.com最近的一項民意調查,40%的潤滑專(zhuan) 業(ye) 人士表示,軸承故障的最常見原因是汙染。
保持密封且無需任何再潤滑和維護的小型軸承(具有低轉速係數)並不常見。然而,在大多數情況下,根據最佳參考狀態,推薦精心選擇的再潤滑計劃和比簡單的反應性維護更全麵的維護策略。
無論是過度汙染還是潤滑油使用不當,重要的是要了解導致潤滑失效的根本原因,以及軸承過早達到使用壽命的最常見原因。以下是滾動軸承的八大潤滑失效機製:
1.不適宜的潤滑油
首先,必須為(wei) 應用領域選擇正確的潤滑油。應根據軸承類型、轉速係數和操作條件仔細選擇基本特性,如粘度、添加劑包裝和稠度(用於(yu) 潤滑脂)。
如果沒有充分考慮這些因素,並且使用了不合適的潤滑油,潤滑油可能會(hui) 過度受力或不足以滿足機器的潤滑需求。在任何一種情況下,軸承都可能過早磨損和失效。首先要知道軸承潤滑劑都有哪些,其次需要了解潤滑劑性能選擇,再進行了解軸承潤滑劑的原則使用,最後進行選擇潤滑劑。這樣軸承在潤滑時才能保證最為(wei) 合理的潤滑效果。
選擇優(you) 良的潤滑脂可以將軸承的壽命提高2-5倍;70%的滾動軸承采用脂潤滑,正確選擇潤滑脂會(hui) 大大降低軸承故障。
2.潤滑油缺失
對於(yu) 潤滑軸承應用領域,必須確定正確的再潤滑量和頻率,以確保軸承負載區得到正確潤滑。添加油脂間隔時間過長或潤滑脂塗抹量過少將導致邊界條件過多和軸承磨損。讓我們(men) 看看潤滑油缺乏的隱患吧。
這種類型的失效機製還容易引發其他失效機製的連鎖反應,如熱運行條件,並產(chan) 生磨損顆粒,進一步使失效模式永久化。即使在油脂應用領域,定期監測油位可能意味著最佳潤滑和無潤滑之間的區別。
3.過多潤滑油
油脂多也不是很好。當對中、高速應用領域軸承添加過多潤滑脂時,攪拌會(hui) 使溫度升高,機器必須更為(wei) 艱難的工作以克服流體(ti) 摩擦。由於(yu) 潤滑脂加注量過大,溫度升高,粘度會(hui) 下降,其他不利影響也會(hui) 隨之而來。
4.熱運行條件
軸承在高於(yu) 預期溫度下運行可能是根本原因,也可能是症狀。如果軸承暴露在異常高溫的外部環境中,這將是根本原因。
如果溫度升高是由內(nei) 部條件引起,則這是一種可能的根本原因,如潤滑油過多、潤滑油不足或錯位。無論熱運行條件的來源如何,熱量都會(hui) 導致潤滑油氧化加劇、熱降解、添加劑耗盡、粘度變化等失效模式。
如果較高溫度的來源是機械性原因,這可以被確定為(wei) FMEA過程的一部分。
5.固體(ti) 汙染物
固體(ti) 汙染物可通過多種方式進入係統,包括通過新的潤滑油、從(cong) 頂部空間端口或開口吸入、通過有缺陷的密封件等。固體(ti) 汙染物的類型可能因來源而異,但典型的主要汙染物就是二氧化矽和氧化鋁組成的空氣中灰塵/汙垢。
過度汙染將導致潤滑失效,因為(wei) 潤滑油可能無法克服各種磨損模式,如三體(ti) 磨損。此外,如果汙染物是金屬催化劑,它們(men) 會(hui) 以氧化的形式促進潤滑油降解,特別是與(yu) 水、高溫和空氣混合時。
6.濕氣汙染
與(yu) 固體(ti) 汙染物類似,濕氣可以通過許多不同的方式進入係統,包括通過頂部空間入口點、密封件或新油脂。當頂部空間潮濕時,熱循環會(hui) 導致濕氣從(cong) 空氣中逸出,流淌到表麵,並通過重力進入油中。潤滑油中的水分可能以溶解水、乳化水或遊離水的形式存在。乳化水在石油中具有最大的破壞潛力。
水不是很好的潤滑劑,所以當它取代軸承負荷區的油脂時,水就會(hui) 分裂,導致潤滑失效和機械磨損。水也有助於(yu) 氧化和水解,對潤滑油或造成永久性的化學降解和添加劑消耗。
通過改變潤滑油的粘度、去除添加劑以及形成的其他汙染物、不溶物和酸,這些都可能導致潤滑失效。當然,以機器設備角度看,水是生鏽的主要原因。
7.混合潤滑油
用錯誤的潤滑劑加滿(如果是潤滑油)或重新潤滑(如果是潤滑脂)軸承,會(hui) 極大地改變潤滑油混合物的物理和化學性質。錯誤的粘度不僅(jin) 會(hui) 影響潤滑,而且添加劑之間也會(hui) 產(chan) 生負麵反應,阻礙其功能。
8.其它汙染物
根據機器類型,軸承可能會(hui) 被引入其他工藝化學品、竄氣汙染物、乙二醇等。根據汙染物的類型,潤滑油可能發生化學或物理變化,從(cong) 而導致潤滑失效。
總之,無論是否存在潤滑油或汙染物引起的失效機製,其結果要麽(me) 導致潤滑失效模式,要麽(me) 直接導致軸承的機械失效模式。當多種失效機製結合在一起時,潤滑油失效的可能性更大。對發生故障的軸承進行機器故障模式與(yu) 後果分析(FMEA)呈現出機械磨損特征,表明故障是否與(yu) 潤滑油有關(guan) ,盡管災難性故障的最後階段的損壞通常會(hui) 破壞或掩蓋故障真正根源的證據。
在這些情況下,通常最好進行潤滑油分析(潤滑脂或潤滑油),以檢測根本原因的線索,如潤滑油熱降解、汙染物水平異常、粘度變化等。
在得出結論時,還應包括可用的維護記錄或狀態監測數據,例如有關(guan) 再潤滑和檢查的振動分析、熱成像或維護日誌。
同樣,僅(jin) 僅(jin) 因為(wei) 潤滑失效並不一定意味著潤滑油容量不足。許多故障都與(yu) 太多的東(dong) 西有關(guan) ,比如潤滑油的粘度或用量。此外,如果汙染物取代了潤滑油或擾亂(luan) 了潤滑油功能,汙染物將是潤滑失效的最終原因。