軸承壽命--非標軸承

非標軸承

在一定載荷作用下，軸承在出現(xiàn)點蝕前所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)或小時數(shù)，稱為軸承壽命。

滾動軸承之壽命以轉(zhuǎn)數(shù)（或以一定轉(zhuǎn)速下的工作的小時數(shù)）定義：在此壽命以內(nèi)的軸承，應(yīng)在其任何軸承圈或滾動體上發(fā)生初步疲勞損壞（剝落或缺損）。然而無論在實驗室試驗或在實際使用中，都可明顯的看到，在同樣的工作條件下的外觀相同軸承，實際壽命大不相同。此外還有數(shù)種不同定義的軸承“壽命”，其中之一即所謂的“工作壽命”，它表示某一軸承在損壞之前可達到的實際壽命是由磨損、損壞通常并非由疲勞所致，而是由磨損、腐蝕、密封損壞等原因造成。

為確定軸承壽命的標準，把軸承壽命與可靠性聯(lián)系起來。

額定壽命

由于制造精度，材料均勻程度的差異，即使是同樣材料，同樣尺寸的同一批軸承，在同樣的工作條件下使用，其壽命長短也不相同。若以統(tǒng)計壽命為1單位，長的相對壽命為4單位，短的為0.1-0.2單位，不銹鋼加寬加厚軸承公司，長與短壽命之比為20-40倍。90%的軸承不產(chǎn)生點蝕，所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)或小時數(shù)稱為軸承額定壽命。

基本額定動載荷

為比較軸承抗點蝕的承載能力，規(guī)定軸承的額定壽命為一百萬轉(zhuǎn)（106）時，所能承受的d載荷為基本額定動載荷，以C表示。

也就是軸承在額定動載荷C作用下，這種軸承工作一百萬轉(zhuǎn)（106）而不發(fā)生點蝕失效的可靠度為90%，C越大承載能力越高。

對于基本額定動載荷

1．向心軸承是指純徑向載荷

2．推力球軸承是指純軸向載荷

3．向心推力軸承是指產(chǎn)生純徑向位移得徑向分量

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軸承不銹鋼的發(fā)黑技術(shù)

隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，國際上對軸承不銹鋼的耐蝕性和表面的美觀性提出了較高的要求。例如對作為漁具的9Cr18不銹鋼的軸承，為能應(yīng)用于海洋中，同時 提高垂釣的成功率，在保持其原有耐磨性(硬度)的同時，要求在人造海水中經(jīng)96h不產(chǎn)生銹點和保持均勻的黑色。 采用熱處理方法雖然可獲得較好的色澤，但軸承的硬度和耐磨性將大幅下降;采用涂料雖然可得到滿意的黑色和保持原有的硬度，但結(jié)合力較差(機械結(jié)合)，使用 不久即有涂層脫落，造成軸承耐蝕性大幅下降而很快報廢。 為使軸承不銹鋼在保持原有硬度(耐磨性)的前提下，既有均勻的黑色外觀，不銹鋼加寬加厚軸承，又有較高的耐蝕性，本工作研究了軸承不銹鋼化學(xué)發(fā)黑技術(shù)。 1 試驗方法 1.1 材 料 采用9Cr18不銹鋼，其化學(xué)成分為(質(zhì)量分 數(shù)):C1.03%，Mn≤1.00%，Si≤1.00%，P0.03%，S01005%，Cr17.5%，F(xiàn)e余量。1.2 工藝篩選 采用硫2鉻酸的混合液，其中含100g/LH3PO4，900g/LH2SO4，100g/LCrO3，時間100min，溫度80℃，獲得的膜層色澤烏 黑，硬度(HRC)為56～57。1.3 鹽霧試驗 按GB/T10125-1997試驗方法，在(50±5)g/LNaCl溶液，溫度(35±2)℃，pH6.5～7.2條件下進行96h連續(xù)噴霧試驗。 1.4 耐水試驗 按GB/T1733-1993試驗方法，將上述三種試樣在(42±2)℃的去離子水中進行耐水試驗。 2 試驗結(jié)果 2.1 鹽霧試驗結(jié)果 將上述工藝處理后的黑色9Cr18不銹鋼軸承與未處理的軸承進行鹽霧試驗，結(jié)果見表1。試驗結(jié)果表明，雖然發(fā)黑處理的9Cr18不銹鋼軸承耐鹽霧試驗的時 間已大幅提高，但與6鹽霧試驗的要求尚有一定差距。因此采用更耐蝕的處理。

不銹鋼軸承清洗與檢查入手方法

 連結(jié)不銹鋼軸承潤滑和清潔是很主要的。所以當我們對軸承進行查抄前，該當先潔凈skf軸承的概況，然后拆卸軸承周邊的零件。油封是很懦弱的零件，果而正在 查抄和拆拆時需要非分特別的小心，切勿過度施力，免得形成零件的損壞。然后細心的查抄軸承的油封及其周邊的零件，若是未呈現(xiàn)出不良的癥狀時，務(wù)必改換掉， 不良的油封會導(dǎo)致軸承的損壞，使不銹鋼軸承云狀分歧般而形成設(shè)備的停機。  軸徑與軸瓦直接接觸時防止發(fā)生粘附和形成邊界潤滑的性能。影響摩擦副摩擦相容性的材料因素是：  （1）成副材料冶金上構(gòu)成合金的難易程度。 （2）材料與潤滑劑的親和能力。  （3）成副材料在無潤滑狀態(tài)下的摩擦因數(shù)。 （4）材料的微觀組織。 （5）材料的熱導(dǎo)率。  （6）材料表面能的大小和氧化膜的特性。  這部分工序是進口軸承檢修過程的主要工序，是修理行業(yè)區(qū)別于機車制造行業(yè)的主要標志。進入修程的不銹鋼軸承能否繼續(xù)使用，怎樣才能滿足使用要求，將是這部 分工序要解決的中心向題。  在清洗之前，首先檢查油脂保有盆的情況，用以確定和判斷現(xiàn)行加油、補油制度的有效性。其次檢查油脂的理化狀態(tài)，看有無發(fā)千、變硬、結(jié)塊，析油、稀化、變色 等變質(zhì)情況，用以確定和判斷油脂老化更換周期的合理性，調(diào)整換油周期和補油制度。  skf軸承清洗是恢復(fù)不銹鋼軸承清潔度和進行軸承零件檢查測量的必要環(huán)節(jié)。清洗前要盡量抹去舊的臟污油脂，操作過程中注意不要隨意轉(zhuǎn)動軸承，以免解體過程 中進人的雜質(zhì)拉傷滾動工作面;搬動軸承時要輕拿輕放，防止碰傷。  清洗工作一般是在柴油池內(nèi)進行，柴油加熱到80--90t，經(jīng)油泵加壓，循環(huán)沖洗軸承。請洗池下部要有金屬網(wǎng)，防止skf軸承落入池內(nèi)的復(fù)物。池內(nèi)的柴油 要定期過濾，補充新油，清理沉殿物，以保持柴油達到工藝規(guī)定的清潔度。  清洗液禁止采用帶混蝕性的介質(zhì)。傳統(tǒng)的沖洗或高溫(以蒸汽與水的混合液噴洗，溫度略超過油脂的滴點)清洗工藝，只要能滿足清洗質(zhì)量要求，也不必刻意求新。

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非標軸承材料/鋼材的選擇

非標軸承材料分類，應(yīng)用選擇

1．高碳鉻鋼

　　常用軸承鋼為高碳鉻鋼，它的特點是可從表面到芯部淬透到HRC58～66這樣高硬度范圍，故又稱完全淬硬鋼。這種鋼價格低廉，在世界范圍內(nèi)應(yīng)用得廣泛。這種鋼又分為鉻鋼、鉻鉬鋼、鉻錳硅鋼和鉻錳鉬鋼四大類，自60年代至70年代，各國高碳鉻鋼中的含鉻量有一定增加，多數(shù)國家將制造滾動體的原含鉻量較低的高碳鉻鋼(相當于我國曾用的GCr6鋼)廢棄不用，而代之以制造套圈的同的鋼種(相當于我國的GCrl5鋼)，不銹鋼加寬加厚軸承生產(chǎn)廠家，而各國軸承鋼的實際含鉻量大都偏于其標準范圍的上差，也有稍高于其標準的。我國軸承鋼新標準YB(T)1—80還將使用量d的軸承鋼GCr15的d含鉻量從1.30%提高到1.40%。此外，從70年代起，有些國家提高了軸承鋼中的含鉬量，或增加了含鉬軸承鋼的新品種，以求獲得更好的淬透性和細化晶粒。

　　2．滲碳軸承鋼

　　滲碳鋼是軸承工業(yè)早采用的鋼種，當前又正在發(fā)展。滲碳軸承鋼用來制造在有沖擊負荷或振動條件下工作的軸承元件，例如汽車、機車車輛、建筑機械，軋鋼機和農(nóng)業(yè)機械等的軸承元件。對這種鋼材的要求為：滲碳表面層可以硬化到具有和高碳鉻鋼相同的硬度和疲勞強度，芯部控制在HRG35—40的硬度范圍內(nèi)，并具有足夠的韌性和良好的綜合機械強度，表面保留壓應(yīng)力狀態(tài)。達到此要求的鋼材，所制軸承耐沖擊，表面不易開裂，即使表面硬化層發(fā)生微裂紋，也不易向內(nèi)層擴展。

　　滲碳軸承鋼的熱處理工藝復(fù)雜，容易產(chǎn)生脆性、軟點、硬度不均等廢品，因而成本較高。

　　為了確保滲碳軸承的強度，滲碳元件的表面硬度，表層向內(nèi)層的硬度分布以及芯部硬度，三者都很重要。滲碳濃度要控制適中，含碳量愈高壽命愈長，但要在殘余奧氏體含量的允許范圍內(nèi)，因為含碳量高，殘余奧氏體含量也高廠．軸承尺寸穩(wěn)定性差。另外，為了改善淬透性，不宜過多加入某一種元素，宜微量地加入多種合金元素。

　　3．中碳軸承鋼

　　在承受更大沖擊而滲碳鋼也不能適應(yīng)的場合下，常采用中碳錳鋼、鉻鋼等制造軸承零件，多為低速大型硬度要求不太高的元件以及各種尺寸的螺旋滾子等。

　　新近開發(fā)的某些中碳鋼品種如GCr15可應(yīng)用于大中小型各種尺寸軸承元件的制造，這是一種可望廣泛應(yīng)用的有發(fā)展前途的鋼種。它的化學(xué)成分和GCrl5大體相同，只是含碳量較低，其特點是能顯著改善鋼中碳化物的不均向性，獲得均勻細小的球化退火組織，微裂紋難于萌生和擴展，使得疲勞強度和壓碎強度高于GCr15，由于含碳量少，位錯馬氏體的比例增加，對材料缺陷的敏感性就降低，其淬火硬度可以較高，含鉻量又與GCr15相同，所以它的耐磨性，防銹性、回火穩(wěn)定性，淬透性以及多種機械特性與GCr15相當，而對于振動和沖擊負荷的耐力，則高于GCrl5，同時這種鋼的工藝性能較好，鋼的生產(chǎn)和軸承制造成本有所降低，軸承的使用壽命也有所增加，因此可以在很大范圍內(nèi)與GCrl5相競爭。

　　4．高溫軸承鋼

　?。ǎ保Ω邷叵鹿ぷ鞯妮S承鋼材的要求

　　現(xiàn)代技術(shù)如核動力系統(tǒng)、噴氣式發(fā)動機以及燃氣輪機等的工作溫度常達數(shù)百度以至數(shù)千度，顯然普通的軸承鋼材無法應(yīng)用。必須使用高溫軸承鋼或其他耐高溫材料。

　　通常認為超過120℃的溫度條件，便算是高溫工作條件，此時普通軸承鋼會發(fā)生組織變化和屈服強度降低，精度逐步喪失；而當軸承工作溫度超過軸承材料回火溫度時，其硬度就明顯下降，工作溫度超過180℃時硬度就急劇下降，很快出現(xiàn)早期疲勞和磨損。

　　保證軸承在高溫下運轉(zhuǎn)精度和使用壽命的中心環(huán)節(jié)是保證軸承在高溫下具有足夠的硬度和尺寸與形狀的穩(wěn)定程度，因此對于高溫軸承鋼提出如下要求：

　　1)高溫下硬度不低于HRC50～56；金相組織穩(wěn)定；

　　2)高溫尺寸穩(wěn)定性良好，溫度膨脹系數(shù)小，沒有顯著的組織變化，抗蠕變性好，殘余應(yīng)力?。?/p>

　　3)抗y化性好，生成的氧化膜與基體結(jié)合牢固，而且耐磨性和疲勞強度好，耐熱震性好，能經(jīng)受較快的溫度變化，導(dǎo)熱性要好；

　　4)作為軸承鋼所應(yīng)有的其他材料特性。

　?。ǎ玻└邷剌S承的常用鋼材在180℃以下的低負荷場合，可將常用軸承鋼進行高溫回火(160～300℃)使用，如果硬度不合要求，可改用亞高溫軸承鋼GCrSiWV，這種鋼的工作溫度在250℃左右。在300℃左右的溫度下可采用Cr4Mo4V，在538℃以下可采用W6Cr4Mo5V2，超過此溫度則使用鈷基、鉻基或鉬基合金制造軸承，而當溫度超過81℃時可用碳化鈦、碳化鎢等金屬陶瓷材料，更高溫度時可使用y化鋯等陶瓷材料，用這類材料制成的軸承所能承受的g工作溫度可達1650℃。

　　5．耐腐蝕軸承鋼

　　幾種高溫軸承鋼的壽命對比在普通軸承鋼已不能勝任的腐蝕性介質(zhì)環(huán)境中，就要用耐腐蝕軸承鋼來制造軸承及其零件，例如在接觸水或水蒸氣的水力機械中，在接觸酸和堿的化工機械中，在接觸海水的艦艇船舶中；儀器儀表中的軸承也常用耐腐蝕鋼制造，因為軸承稍有銹蝕便會影響到它們的計量精度和反應(yīng)靈敏度；食品工業(yè)中的軸承有時也用耐腐蝕鋼制造，因為它希望軸承能耐腐蝕，不致有腐蝕物質(zhì)而引起食物污染。耐腐蝕軸承鋼可分為兩大類：一類是馬氏體系不銹鋼用于要求硬度較高的場合；一類是奧氏體系不銹鋼，用于要求有更好耐腐蝕性的場合。前者常添加相當數(shù)量的鉬來取代部分鉻，不銹鋼加寬加厚軸承座生產(chǎn)廠家，以改善耐海水腐蝕的性能，后者的硬度較低，負荷承載能力和使用壽命不及前者。

　　許多耐腐蝕鋼也能耐高溫，兩種鋼材常常通用，但二者的目標卻不相同，高溫用鋼材重點要求高溫硬度和高溫尺寸與形狀精度的穩(wěn)定性，而耐腐蝕鋼重點要求化學(xué)穩(wěn)定性。現(xiàn)代技術(shù)要求軸承在高溫、高腐蝕性、無潤滑的條件下運轉(zhuǎn)，例如新式原子鍋爐中的軸承要在鈉溶液中運轉(zhuǎn)，上述高溫軸承鋼都不能適應(yīng)，這時需用特殊非鐵合金或陶瓷材料制造軸承了。

　　國外常用的耐腐蝕鋼140r4Mo具有較好的耐酸堿能力，只是對于沸騰的稀硝s的耐力低于耐腐蝕鋼440C，而SUS304的耐海水能力很強，常用來制造潛水泵以至潛水艇中的軸承，但其硬度有些低。這兩種鋼也能耐高溫。90r18Mo的耐高溫和耐腐蝕能力都很高，甚至可在400℃的硝s或鹽酸的蒸氣中工作。

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