在機(jī)械的世界里，滾動(dòng)軸承雖小，卻有著大作用。它就像機(jī)器的 “關(guān)節(jié)”，支撐著軸及軸上零件，減少摩擦，讓機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)更加順暢，廣泛應(yīng)用于機(jī)床、汽車、鐵路等工業(yè)機(jī)械和民用器具 。毫不夸張地說(shuō)，要是沒(méi)有滾動(dòng)軸承，許多機(jī)械設(shè)備都無(wú)法正常工作。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，旋轉(zhuǎn)機(jī)械 30% 的故障、感應(yīng)電機(jī) 40% 的故障、齒輪箱 20% 的故障都是由滾動(dòng)軸承引起的。
但在實(shí)際使用中，滾動(dòng)軸承過(guò)熱是個(gè)常見(jiàn)且危害不小的問(wèn)題。一旦軸承過(guò)熱，不僅會(huì)縮短其自身使用壽命，增加檢修成本，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致軸承燒壞，對(duì)機(jī)器造成毀滅性破壞。想象一下，工廠里的大型設(shè)備，因?yàn)檩S承過(guò)熱突然罷工，生產(chǎn)停滯，那損失可就大了去了。所以，搞清楚滾動(dòng)軸承過(guò)熱的原因，并及時(shí)解決，對(duì)保證機(jī)械設(shè)備的連續(xù)安全運(yùn)行至關(guān)重要。
原因大起底之安裝與裝配
安裝不當(dāng)，步步驚心
安裝滾動(dòng)軸承時(shí)，配合公差至關(guān)重要。太緊或太松的配合，都會(huì)讓軸承在工作時(shí)發(fā)熱。像在一些臥式電機(jī)里，要是軸承內(nèi)圈和軸配合過(guò)緊，或者軸承外圈和端蓋配合過(guò)緊，也就是公盈過(guò)大，裝配后軸承間隙會(huì)變得很小，甚至接近零 ，轉(zhuǎn)動(dòng)就不靈活，運(yùn)行中就會(huì)發(fā)熱。相反，如果軸承內(nèi)圈與軸的配合過(guò)松，或軸承外圈與端蓋配合過(guò)松，軸承內(nèi)圈與軸，或軸承外圈與端蓋，就會(huì)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生摩擦發(fā)熱，造成軸承的過(guò)熱。
在實(shí)際應(yīng)用中，這種因安裝不當(dāng)引發(fā)的故障并不少見(jiàn)。比如，在某大型工廠的生產(chǎn)線上，一臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備的電機(jī)軸承因安裝時(shí)配合公差過(guò)緊，在運(yùn)行短短幾天后，軸承就因過(guò)熱而損壞，導(dǎo)致生產(chǎn)線停工數(shù)小時(shí)，造成了不小的經(jīng)濟(jì)損失。還有一些機(jī)械設(shè)備，由于安裝人員對(duì)公差要求把控不嚴(yán)，使得軸承在運(yùn)行過(guò)程中一直處于異常受力狀態(tài)，不僅加劇了磨損，還頻繁出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，大大縮短了設(shè)備的使用壽命。
裝配質(zhì)量低，問(wèn)題叢生
裝配過(guò)程對(duì)滾動(dòng)軸承的影響也不容小覷。要是沒(méi)有按照規(guī)范操作，軸承就容易出現(xiàn)各種問(wèn)題。比如在裝配時(shí)，要是沒(méi)有保證軸承的清潔，讓雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)部，就會(huì)加劇摩擦，產(chǎn)生熱量 。又或者在安裝軸承時(shí)，沒(méi)有使用合適的工具和方法，導(dǎo)致軸承安裝不到位，運(yùn)行時(shí)就會(huì)不穩(wěn)定，進(jìn)而發(fā)熱。
曾經(jīng)有一家汽車制造企業(yè)，在裝配汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承時(shí)，由于工人操作不熟練，沒(méi)有正確調(diào)整軸承的間隙，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，軸承過(guò)熱，引發(fā)了一系列故障，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)度。要提升裝配質(zhì)量，首先要加強(qiáng)對(duì)裝配人員的培訓(xùn)，讓他們熟悉裝配流程和規(guī)范；其次，在裝配過(guò)程中，要嚴(yán)格把控每一個(gè)環(huán)節(jié)，做好清潔、檢查等工作；最后，還要使用合適的裝配工具，確保軸承安裝正確。
潤(rùn)滑相關(guān)的 “愛(ài)恨情仇”
潤(rùn)滑不足，摩擦加劇
潤(rùn)滑對(duì)于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，就像血液對(duì)于人體一樣重要。一旦潤(rùn)滑不足，軸承內(nèi)部的摩擦就會(huì)急劇增加。這是因?yàn)樵谡?rùn)滑狀態(tài)下，潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂會(huì)在軸承的滾動(dòng)體、滾道和保持架之間形成一層薄薄的油膜，這層油膜就像一層保護(hù)膜，能夠有效減少金屬表面之間的直接接觸，降低摩擦系數(shù) ?？梢菨?rùn)滑不足，這層油膜就無(wú)法完整形成，滾動(dòng)體和滾道等部件就會(huì)直接摩擦，產(chǎn)生大量的熱量。
那怎么判斷軸承是否潤(rùn)滑不足呢？一般來(lái)說(shuō)，如果聽(tīng)到軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出異常的噪音，或者觸摸軸承座感覺(jué)溫度明顯升高，就有可能是潤(rùn)滑不足了。遇到這種情況，可以通過(guò)補(bǔ)充合適的潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂來(lái)解決。同時(shí)，還要定期檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)，確保其正常工作。
潤(rùn)滑脂選錯(cuò)或變質(zhì)，雪上加霜
除了潤(rùn)滑不足，潤(rùn)滑脂選錯(cuò)或變質(zhì)也會(huì)讓軸承過(guò)熱。不同類型的滾動(dòng)軸承，對(duì)潤(rùn)滑脂的要求不一樣。要是選錯(cuò)了潤(rùn)滑脂，它的性能就無(wú)法滿足軸承的工作需求，比如無(wú)法在高溫下保持良好的潤(rùn)滑性能，或者在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能有效減少摩擦 ，這樣就會(huì)導(dǎo)致軸承溫度升高。
而潤(rùn)滑脂變質(zhì)的原因有很多，像長(zhǎng)期使用后，潤(rùn)滑脂中的基礎(chǔ)油會(huì)逐漸揮發(fā)，稠化劑也會(huì)失去作用；又或者潤(rùn)滑脂受到了污染，混入了水分、雜質(zhì)等。變質(zhì)的潤(rùn)滑脂，潤(rùn)滑性能會(huì)大打折扣，不僅無(wú)法減少摩擦，還可能會(huì)加劇磨損，讓軸承溫度不斷攀升。
為了避免這些問(wèn)題，在選擇潤(rùn)滑脂時(shí)，一定要根據(jù)軸承的工作條件，如溫度、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等，選擇合適的型號(hào)和規(guī)格。同時(shí)，還要注意潤(rùn)滑脂的保存，要放在陰涼、干燥的地方，避免陽(yáng)光直射和高溫環(huán)境，防止?jié)櫥崆白冑|(zhì)。
軸承自身及外部因素
軸承精度低，隱患暗藏
軸承自身的精度對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)影響很大。要是軸承精度低，比如滾動(dòng)體表面粗糙度不達(dá)標(biāo)、內(nèi)外圈配合面精度低，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生額外的摩擦和熱量 。高精度的軸承，制造誤差小，能在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持更好的穩(wěn)定性和較低的摩擦系數(shù)，減少熱量產(chǎn)生。像在精密機(jī)床中，就必須使用高精度的軸承，才能保證加工精度和設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
那怎么識(shí)別高精度軸承呢？首先，可以看軸承上的精度等級(jí)標(biāo)識(shí)，像 P0 是普通精度，P6、P5、P4、P2 等級(jí)依次增高，等級(jí)越高精度越高 。其次，高精度軸承的表面更光滑，幾乎看不到瑕疵、劃痕，倒角均勻，端面平整。最后，還可以通過(guò)專業(yè)的測(cè)量工具，檢測(cè)軸承的尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度，來(lái)判斷其是否為高精度軸承。
外力與振動(dòng)，火上澆油
外力作用和振動(dòng)也是導(dǎo)致滾動(dòng)軸承過(guò)熱的重要因素。當(dāng)有外力作用于滾動(dòng)軸承時(shí)，可能會(huì)引起軸承振動(dòng)。比如，在一些機(jī)械設(shè)備中，由于安裝基礎(chǔ)不牢固，或者設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的不平衡力，都會(huì)使軸承受到額外的外力 ，引發(fā)振動(dòng)。而這種振動(dòng)會(huì)增加軸承的負(fù)荷和摩擦，導(dǎo)致軸承發(fā)熱。
為了應(yīng)對(duì)外力和振動(dòng)，在設(shè)備安裝時(shí)，要確保安裝基礎(chǔ)牢固，減少設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)。還可以使用一些減振裝置，如減振墊、阻尼器等，來(lái)降低振動(dòng)對(duì)軸承的影響。同時(shí)，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，要定期檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決不平衡等問(wèn)題，避免外力對(duì)軸承造成損害。
設(shè)計(jì)與環(huán)境的 “蝴蝶效應(yīng)”
設(shè)計(jì)不合理，先天不足
軸承的設(shè)計(jì)就像是建筑的藍(lán)圖，要是設(shè)計(jì)不合理，那后續(xù)問(wèn)題就會(huì)不斷。比如軸承尺寸不準(zhǔn)確，就會(huì)導(dǎo)致軸承在工作時(shí)受力不均，從而產(chǎn)生額外的摩擦和熱量 。還有一些軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有缺陷，像滾道的曲率半徑不合適，會(huì)讓滾動(dòng)體與滾道之間的接觸應(yīng)力增大，運(yùn)行時(shí)就容易發(fā)熱。
曾經(jīng)有一家機(jī)械制造企業(yè)，在設(shè)計(jì)一款新型設(shè)備的軸承時(shí)，為了降低成本，減小了軸承的尺寸。結(jié)果設(shè)備投入使用后，軸承頻繁出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，使用壽命也大大縮短。后來(lái)經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)，增大了軸承尺寸，才解決了這個(gè)問(wèn)題。要避免因設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的過(guò)熱問(wèn)題，在設(shè)計(jì)階段，就必須充分考慮軸承的工作條件，如負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、溫度等，合理選擇軸承的類型、尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 。同時(shí)，還要進(jìn)行充分的計(jì)算和模擬分析，確保設(shè)計(jì)的合理性。
環(huán)境溫度高，難上加難
環(huán)境溫度對(duì)滾動(dòng)軸承的正常運(yùn)行影響也很大。要是工作環(huán)境溫度過(guò)高，軸承散熱就會(huì)變得困難，熱量在軸承內(nèi)部積聚，就會(huì)導(dǎo)致溫度升高 。比如在一些高溫工業(yè)領(lǐng)域，像鋼鐵、水泥、玻璃等行業(yè)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)的環(huán)境溫度常常很高，這對(duì)軸承的性能和壽命都是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
在高溫環(huán)境下，為了保護(hù)軸承，首先要選擇適合高溫環(huán)境的軸承材料和潤(rùn)滑脂，它們能在高溫下保持良好的性能 。其次，可以采用一些散熱措施，如安裝散熱片、冷卻風(fēng)扇等，幫助軸承散熱。還可以優(yōu)化設(shè)備的通風(fēng)系統(tǒng)，改善工作環(huán)境的散熱條件，降低環(huán)境溫度對(duì)軸承的影響。
總結(jié)與防范指南
滾動(dòng)軸承過(guò)熱的原因是多方面的，從安裝裝配的細(xì)節(jié)，到潤(rùn)滑的選擇與維護(hù)；從軸承自身的精度質(zhì)量，到外力、振動(dòng)、設(shè)計(jì)以及環(huán)境等外部因素，每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能成為引發(fā)過(guò)熱的導(dǎo)火索。這些因素相互關(guān)聯(lián)、相互影響，任何一個(gè)小的疏忽都可能引發(fā)大的問(wèn)題。
為了有效防范滾動(dòng)軸承過(guò)熱，大家在日常工作中，可以參考這份簡(jiǎn)單易記的防范指南：安裝裝配時(shí)，嚴(yán)格控制配合公差，提升裝配人員技能，保證裝配質(zhì)量；潤(rùn)滑方面，定期檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)，根據(jù)軸承工作條件選擇合適潤(rùn)滑脂，并妥善保存；關(guān)注軸承自身質(zhì)量，選用高精度軸承，安裝前仔細(xì)檢查；同時(shí)，還要穩(wěn)固設(shè)備安裝基礎(chǔ)，采用減振裝置，優(yōu)化設(shè)計(jì)，為軸承創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。
希望大家在實(shí)際操作中，能夠多加留意這些要點(diǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問(wèn)題，讓滾動(dòng)軸承始終保持良好的工作狀態(tài)，為機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。
