本文主要是關于轉動機械滾動軸承的相關介紹，并著重對轉動機械滾動軸承發熱原因進行了詳盡的闡述。

滾動軸承

滾動軸承（rollingbearing）是將運轉的軸與軸座之間的滑動摩擦變為滾動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件。滾動軸承一般由內圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內圈和外圈之間，其形狀大小和數量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命；保持架能使滾動體均勻分布， 引導滾動體旋轉起潤滑作用。

作用

支承轉動的軸及軸上零件，并保持軸的正常工作位置和旋轉精度，滾動軸承使用維護方便，工作可靠，起動性能好，在中等速度下承載能力較高。與滑動軸承比較，滾動軸承的徑向尺寸較大，減振能力較差，高速時壽命低，聲響較大。

結構

滾動軸承的結構由部分組成

1.外圈——裝在軸承座孔內，一般不轉動

2.內圈——裝在軸頸上，隨軸轉動

3.滾動體——滾動軸承的核心元件

4.保持架——將滾動體均勻隔開，避免摩擦

潤滑劑也被認為是滾動軸承第五大件，它主要起潤滑、冷卻、清洗等作用

滾動軸承特征

1.專業化

軸承零件加工中，大量采用軸承專用設備。如鋼球加工采用磨球機、研磨機等設備。專業化的特點還體現在軸承零件的生產上，如專業生產鋼球的鋼球公司、專業生產微型軸承的微型軸承廠等。

2. 先進性

由于軸承生產的大批量規模要求，使得其使用先進的機床、工裝和工藝成為可能。如數控機床、三爪浮動卡盤及保護氣氛熱處理等。

3.自動化

軸承生產的專業化為其生產自動化提供了條件。在生產中大量采用全自動、半自動化專用和非專用機床，且生產自動線逐步推廣應用。如熱處理自動線及裝配自動線等。

基本特點

好處

（1）。節能顯著。由于滾動軸承自身運動的特點，使其摩擦力遠遠小于滑動軸承，可減少消耗在摩擦阻力的功耗，因此節能效果顯著。從理論分析及生產實踐中，主軸承采用滾動軸承的一般小型球磨機節電達30%~35%，中型球磨機節電達15%~20%，大型球磨機節電可達10%~20%。由于球磨機本身是生產中的耗能大戶，這將意味著可節約一筆及其可觀的費用。

（2）。維修方便，質量可靠。采用滾動軸承可以省去巴氏合金材料的熔煉、澆鑄及刮瓦等一系列復雜其技術要求甚高的維修工藝過程以及供油、供水冷卻系統，因此維修量大大減少。而且滾動軸承由于是由專業生產廠家制造，質量往往得到保證。也給球磨機使用廠家帶來了方便。

優點

1、摩擦阻力小，功率消耗小，機械效率高，易起動；

2、尺寸標準化，具有互換性，便于安裝拆卸，維修方便；

3、結構緊湊，重量輕，軸向尺寸更為縮小；

4、精度高，負載大，磨損小，使用壽命長；

5、部分軸承具有自動調心的性能；

6、適用于大批量生產，質量穩定可靠，生產效率高；

7、傳動摩擦力矩比流體動壓軸承低得多，因此摩擦溫升與功耗較低；

8、起動摩擦力矩僅略高于轉動摩擦力矩；

9、軸承變形對載荷變化的敏感性小于流體動壓軸承；

10、只需要少量的潤滑劑便能正常運行，運行時能夠長時間提供潤滑劑；

11、軸向尺寸小于傳統流體動壓軸承；

12、可以同時承受徑向和推力組合載荷；

13、在很大的載荷-速度范圍內，獨特的設計可以獲得優良的性能；

14、軸承性能對載荷、速度和運行速度的波動相對不敏感。

缺點

1、噪音大。

2、軸承座的結構比較復雜。

3、成本較高。

4、即使軸承潤滑良好，安裝正確，防塵防潮嚴密，運轉正常，它們最終也會因為滾動接觸表面的疲勞而失效。

性能

調心性能

軸中心線相對軸承座孔中心線傾斜時，軸承仍能正常工作的能力。雙列向心球面球軸承和雙列向心球面滾子軸承具有良好的調心性能。滾子軸承和滾針軸承不允許內、外圈軸線有相對傾斜。各類滾動軸承允許的傾斜角不同，如單列向心球軸承為8′～16′，雙列向心球面球軸承為2°～3°，圓錐滾子軸承≤2′。

極限轉速 在一定載荷和潤滑條件下軸承所允許的最高轉速。極限轉速與軸承類型、 尺寸、精度、 游隙、保持架、負荷和冷卻條件等有關。軸承工作轉速應低于極限轉速。選用高精度軸承、 改善保持架結構和材料、采用油霧潤滑、改善冷卻條件等，都可以提高極限轉速。

軸承潤滑

主要有脂潤滑和油潤滑。采用脂潤滑不易泄漏、易于密封、使用時間長、維護簡便且油膜強度高，但摩擦力矩比油潤滑大，不宜用于高速。軸承中脂的裝填量不應超過軸承空間的1/2～1/3，否則會由于攪拌潤滑劑過多而使軸承過熱。油潤滑冷卻效果好，但密封和供油裝置較復雜。油的粘度一般為 0.12～0.2厘米/秒。負荷大，工作溫度高時宜選用粘度高的油，轉速高時選用粘度低的油。潤滑方式有油浴潤滑、滴油潤滑、油霧潤滑、噴油潤滑和壓力供油潤滑等。油浴潤滑時，油面應不高于最下方的滾動體中心。若按彈性流體動壓潤滑理論設計軸承和選擇潤滑劑粘度，則接觸表面將被油膜隔開。這時，在穩定載荷作用下，軸承壽命可提高很多倍。

現代機器、儀器等設備正向高速、重載、精密、輕巧等方面發展，這對滾動軸承提出許多新的要求，如在減小尺寸的同時要求軸承保持甚至提高額定負荷，采用新技術改進工藝，提高制造精度，降低成本。通用滾動軸承已很難滿足各式各樣的要求，對生產量大的機器設備應設計制造專用軸承，在加強標準化的同時，增加品種，擴大專用軸承的比例。現代工業的發展還需要在特殊工況下工作的特種軸承，如在高速、高溫、低溫、強磁場或在酸、堿等介質中工作的軸承。

轉動機械滾動軸承發熱原因

（1）原因：軸承精度低

方法：選用規定精度等級的軸承。

（2）原因：主軸彎曲或箱體孔不同心

方法：修復主軸或箱體。

（3）原因：皮帶過緊

方法：調整皮帶使松緊適當。

（4）原因：潤滑不良

方法：選用規定牌號的潤滑材料并適當清潔。

（5）原因：裝配質量低

方法：提高裝配質量。

（6）原因：軸承內外殼跑圈

方法：更換軸承及相關磨損部件。

（7）軸向力太大

方法：清洗、調正密封口環間隙要求0.2～0.3mm之間，更正葉輪平衡孔直徑及校驗靜平衡值。

（8）軸承損壞

方法：更換軸承。

轉動設備常見故障的診斷方法

轉動設備運轉好壞，對安全生產有著重要的影響。轉動設備運行狀況差可能引起工藝參數變化，影響產品質量及產量，嚴重時還可能釀成事故。因為由機械振動引起的設備損壞率很高，而振動信號中含有豐富的機械狀態信息量，很多機器設計是否合理、零部件是否存在缺陷、材質好壞、制造和安裝質量是否符合要求、運行操作是否正常等諸多原因產生的故障，都能從振動狀態信息中反映出來68，而且振動信號易于拾取，于是運用振動監測來解決轉動設備的振動問題，便成為改善設備運行狀況的有效途徑之一。

振動就是機械系統隨著時間在其平衡位置附近作微小的往復運動。振動監測就是在不停機的情況下，采集設備振動信號，判斷設備運行是否正常，如異常，則分析診斷異常的原因、部位、嚴重程度，并提出針對陛的操作和維修建議。

一、常用振動分析方法

常用的振動分析方法有波形、頻譜、相位分析及解調分析法。頻譜圖顯示振動信號中的各種頻率成分及其幅值，不同的頻率成分往往與一定的故障類別相關。波形圖是對振動信號在時域內進行的處理，可從波形圖上觀察振動的形態和變化，波形圖對于不平衡、松動、碰摩類故障的診斷非常重要。雙通道相位分析通過同時采集兩個部位的振動信號，從相位差異中可以對相關故障進行有效的鑒別。解調是提取低幅值、高頻率的沖擊信號，通過包絡分析，給出高頻沖擊信號及其諧頻，此技術在監測滾動軸承故障信號方面較為有效。

二、轉動設備常見故障振動特征及案例分析

1、不平衡

轉子不平衡是由于轉子部件質量偏心或轉子部件出現缺損造成的故障，它是旋轉機械最常見的故障。結構設計不合理，制造和安裝誤差，材質不均勻造成

的質量偏心，以及轉子運行過程中由于腐蝕、結垢、交變應力作用等造成的零部件局部損壞、脫落等，都會使轉子在轉動過程中受到旋轉離心力的作用，發生異常振動。

轉子不平衡的主要振動特征：

1）振動方向以徑向為主，懸臂式轉子不平衡可能會表現出軸向振動；

2）波形為典型的正弦波；

3）振動頻率為工頻，水平與垂直方向振動的相位差接近90度。

案例：某風裝置泵軸承箱靠聯軸器側表面振動烈度水平13．2 mm／s，垂直11.8 mm／s，軸向12．0 mm／s。各方向振動都為工頻成分，水平、垂直波形為正弦波，水平振動頻譜如圖1所示，水平振動波形如圖2所示。再對水平和垂直振動進行雙通道相位差測量，顯示相位差接近90度。診斷為不平衡故障，并且不平衡很可能出現在聯軸器部位。

解體檢查未見零部件的明顯磨損，但聯軸器經檢測存在偏心，動平衡操作時對聯軸器相應部位進行打磨校正后振動降至2.4 mm／s。

2、不對中

轉子不對中包括軸系不對中和軸承不對中兩種情況。軸系不對中是指轉子聯接后各轉子的軸線不在同一條直線上。軸承不對中是指軸頸在軸承中偏斜，軸頸與軸承孔軸線相互不平行。通常所講不對中多指軸系不對中。

不對中的振動特征：

1）最大振動往往在不對中聯軸器兩側的軸承上，振動值隨負荷的增大而增高；

2）平行不對中主要引起徑向振動，振動頻率為2倍工頻，同時也存在工頻和多倍頻，但以工頻和2倍工頻為主；

3）平行不對中在聯軸節兩端徑向振動的相位差接近180度；

4）角度不對中時，軸向振動較大，振動頻率為工頻，聯軸器兩端軸向振動相位差接近180度

案例：某高速泵由振動頻譜圖（圖3）可以看出，50 Hz（電機工頻）及其2倍頻幅值顯著，且2倍頻振幅明顯高于工頻，初步判定為不對中故障。再測量泵軸承箱與電機軸承座對應部位的相位差，發現接近180度。

解體檢查發現聯軸器有2根聯接螺栓斷裂，高速軸上部徑向軸瓦有金屬脫落現象，軸瓦間隙偏大；高速軸止推面磨損，推力瓦及惰性軸軸瓦的間隙偏大。檢修更換高速軸軸瓦、惰性軸軸瓦及聯軸器聯接螺栓后，振動降到A區。

3、松動

機械存在松動時，極小的不平衡或不對中都會導致很大的振動。通常有三種類型的機械松動，第一種類型的松動是指機器的底座、臺板和基礎存在結構松動，或水泥灌漿不實以及結構或基礎的變形，此類松動表現出的振動頻譜主要為1x。第二種類型的松動主要是由于機器底座固定螺栓的松動或軸承座出現裂紋引起，其振動頻譜除1X外，還存在相當大的2X分量，有時還激發出1／2X和3X振動分量。第三種類型的松動是由于部件間不合適的配合引起的，產生許多振動諧波分量，如1X、2X、6868，nX，有時也會產生1／2X、1／3X、6868等分數諧波分量。這時的松動通常是軸承蓋里軸瓦的松動、過大的軸承間隙、或者轉軸上零部件存在松動。

案例：某風機振動增大，軸承箱最大振動16．9 mm／s。該機為懸臂式離心式風機，最大振動在軸承箱靠葉輪側，倍頻豐富，初步判斷存在松動。監測四個地腳，發現其中一個地腳03（靠葉輪側）振動較大，約9 mm／s，其余三個地腳振動分別為0．5 mm／s、1．8 mm／s和2．0 mm／s，很明顯03地腳有松動。

由引風機地腳03垂直振動頻譜圖（圖4）可以看出，1X、2X較大，還有較多的諧波成分。緊固地腳螺栓后軸承箱最大振動降至4.2 mm／s，仍偏大，分析應該還存在軸承或軸上零件配合松動。解體檢查引風機，發現軸承與壓蓋緊力不足，加銅墊片調整壓蓋緊力后振動降到2.7 mm／s。

案例：某風機非聯軸器端軸承箱振動大幅上升，最大振動軸向方向為14.8 mm/s。現場監測記錄列于表1。水平、垂直、軸向振動均表現出2倍工頻顯著，且垂直、軸向2倍工頻幅值大于工頻成分。

因軸支承為滑動軸承，據相關振動分析理論，軸瓦松動將使轉子產生很大的振動，振動頻率一般為1／2或2倍轉速頻率，初步分析可能存在軸承壓蓋緊力不足，建議先檢查軸承壓蓋緊力。檢查驗證確實存在壓蓋緊力不足，調整后振動降至B區。

4、流體擾動

高速離心泵中的流體，從葉輪的流道中流出，進入擴壓器或蝸殼時，如果流體的流動方向與葉片角度不一致，流道中就產生很大的邊界層分離、混流和逆向流動，流體對擴壓器葉片和蝸殼隔舌的沖擊，將使流體在管道中引起很大的壓力脈動和不穩定流動，這種壓力波又可能反射到葉輪上，激發轉子振動，振動頻率為葉輪葉片數乘以轉速（稱葉片過流頻率）或其倍數。在工藝流量與泵額定流量偏差較大或葉輪出口與蝸殼對正不良時，過流頻率振動明顯，稱流體擾動。一般把葉輪外緣和開始卷曲處的距離拉大，能夠緩和壓力脈動并減小振幅。

結語

關于轉動機械滾動軸承的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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