提高低速重载滚动轴承的寿命的方法-----状态监测

  炼钢厂连铸机的大包回转轴承具有低速、重载、尺寸大等特点，它是炼钢生产线上的关键设备，其轴承的制造费用很高。
  大包回转轴承属于低速重载滚动轴承，它是一种承载量大、工作转速低的特种滚动轴承,并且运行中承受较大冲击载荷。它位于设备的关键部位,倘若发生故障，将会影响整条炼钢 生产线的生产，相应的维修更换工作周期长，会导致较大经济损失。
  钢厂的大包回转轴承低速滚动轴承在企业中有如此重要的地位，所以如果可以延长设备的使用寿命，这对企业来说可以提高其经济效益。
  如何来延长设备的使用寿命呢，一是按照正确的方法来操作使用设备，二就是对设备做好状态监测，了解设备目前什么状态，就可以采取相应的措施来对设备进行维护维修。
  目前进行状态监测的手段，使用比较普遍的方法主要有振动分析和油液分析。对于大包回转轴承，由于其转速非常低，致使常规的振动分析方法很难拾取如此低频的信号，因而很难用常规的振动分析来对其进行监测，而且大型低速重载回转机械几乎都采用油脂润滑，常规的油液分析技术也无法用来对其进行状态监测。因此，使用高可靠性且费用较低的新技术手段是非常必要的。
  润滑脂专用溶剂正好可以适用到这类回转轴承上，同时润滑脂的光谱和铁谱分析方法也可成功的对这类轴承进行状态监测。下面来具体了解一下如何对轴承进行状态监测。

一、轴承参数

  需要了解轴承直径、质量，润滑脂的类型、轴承的内圈和外圈材料、滚动体的材质等等，比较常见的润滑脂是锂基，内圈和外圈材料是Cr Mo，滚动体的材质是高铬合金钢。

二、选用监测仪器

  通过原子发射光谱、铁谱和电子探针技术对轴承的磨损状态进行监测，仪器的型号如下：

  1、Baird公司的MOA型油料光谱仪；
   2、Standard Oil公司的双联铁谱仪；
  3、Predict公司旋转式铁谱仪；
  4、Olympus公司BX60光学显微镜 ；
  5、EPM810Q型电子探针。

三、取样方法

  对润滑脂的分析最大的问题在于其样品的真实性。润滑脂具有与润滑油完全不同的一个特点，那就是金属磨粒在润滑脂中不是均匀分布的，这就导致不同部位所取得的油脂样的铁元素含量有很大不同。因此必须尽可能的保证样品具有良好的代表性。经过大量试验，发现以下取样方法是非常有效的。首先，在轴承的圆周上作出标记作为取样点。然后将轴承外部已被污染的润滑脂擦拭干净，在保持轴承不断运转的同时，通过油泵加入新脂的方式将旧油脂挤压出来。最后，从4个取样点将挤出的油脂收集到塑料瓶中。

四、分析方法

  由于润滑脂属固体或半固体状物质，其粘度非常高，磨损颗粒都被包裹起来。因此，该项工作的重点和难点就在于研究润滑脂的预处理方法，也就是说必须将润滑脂中的磨粒分离出来，且不能破坏它们的外观形貌。锂基脂专用溶剂，它能够将润滑脂中的有机物完全溶解。这样，就使得润滑脂的光谱和铁谱分析方法与润滑油的光谱和铁谱分析方法统一起来了。由于所有的摩擦副都是钢材质的，因此润滑脂中铁元素含量就可以用来衡量该轴承的磨损状态了。4个取样点所取得的油脂都单独进行测试，然后计算出它们的平均质量分数，这样就可以进行趋势分析了。

五、结果分析

  1、光谱分析

  在检测结果中，如果每次取样中铁元素含量异常高出，那说明设备有异常磨损，如果在和同类型正常的轴承取样结果进行比较，铁元素含量高出2-5以上，则说明设备有严重的异常磨损。

  2、铁谱分析

  在铁谱分析结果中，如果出现大量粗大的切削磨粒，则显示摩擦副的两表面之间有双体型磨料磨损；如果出现大尺寸的严重滑动磨粒，则表明摩擦副之间滑动磨损比较严重；如果有超大尺寸块状磨粒出现，则表明该轴承存在较严重的疲劳剥落现象。

  3、电子探针分析

  可以对大尺寸金属磨粒进行成分分析，从而判断他们来源于什么位置，具体是哪个部件失效了。

六、诊断建议及拆检结果。

  根据以上设备的分析结果，来判定具体是哪个部件出现了问题，需要进行维修或是进行换件处理。

  利用光谱和铁谱分析技术可以完成对低速重载的脂润滑滚动轴承的状态监测，尤其对延期服役的轴承来说更加有效。

附：论文 低速重载滚动轴承的状态监测