黃貝

（湖南湘潭鋼鐵公司，湖南 湘潭 411101）

1 軸承失效的主要表現(xiàn)以及具體原因分析

1.1 接觸疲勞失效

經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析之后發(fā)現(xiàn)，在軸承失效形式當(dāng)中，接觸疲勞失效是最常見的失效方式，之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，主要就是軸承表面受到非常大的交變應(yīng)力，所以導(dǎo)致軸承的表面出現(xiàn)了裂紋問(wèn)題，甚至發(fā)生斷裂情況。最初的交變用力影響之下，只出現(xiàn)了很小的裂紋，但是伴隨著時(shí)間的不斷推移，所承受的交變應(yīng)力在慢慢的增大當(dāng)中，所以接觸表面會(huì)形成脫落。

1.2 磨損失效

磨損失效問(wèn)題主要在軸承零件之間發(fā)生的概率較大，當(dāng)機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，軸承當(dāng)中的各個(gè)零件之間會(huì)產(chǎn)生摩擦，這樣的情況就會(huì)增加軸承發(fā)生尺寸大小以及整體形狀變化的概率和可能，表面也會(huì)慢慢的變壞，光滑度不斷的下降，導(dǎo)致軸承自身的旋轉(zhuǎn)精度慢慢的降低。軸承零件在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，與之相對(duì)應(yīng)的零部件之間如果進(jìn)入了小的顆粒或者是磨屑，外來(lái)物的出現(xiàn)，極有可能會(huì)造成磨損失效問(wèn)題的出現(xiàn)。假如軸承接觸有隆起問(wèn)題的出現(xiàn)或者是軟異物接觸面的摩擦力受力不均，也會(huì)出現(xiàn)局部摩擦熱，對(duì)摩擦接觸面造成一定的影響，出現(xiàn)輕微程度上的焊合問(wèn)題。軸承示意圖如圖1。

圖1 軸承示意圖

1.3 塑性變形失效

外力和溫度帶來(lái)的雙重影響對(duì)軸承的表面產(chǎn)生了制約，導(dǎo)致其局部出現(xiàn)了變形問(wèn)題或者是發(fā)生了流動(dòng)性的塑性變形，這種問(wèn)題在嚴(yán)重時(shí)，可以造成軸承完全失去自己的效用，相關(guān)工作人員又將這種失效問(wèn)題稱作塑性變形失效。

1.4 斷裂失效

軸承在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，如果承受的外部載荷已經(jīng)超過(guò)了自身所能承受的強(qiáng)度，那么在到達(dá)極點(diǎn)之后，就會(huì)出現(xiàn)多問(wèn)題，造成軸承外部載荷不斷增加，主要原因包括：軸承在實(shí)際安裝的過(guò)程當(dāng)中缺乏合理性與科學(xué)性或者是主機(jī)突然出現(xiàn)某些問(wèn)題。如果是因?yàn)檩S承自身所存在著縮孔、氣孔等各種問(wèn)題，而出現(xiàn)的斷裂，被工作人員稱之為了缺陷斷裂失效。但是如果軸承的套圈和滾子進(jìn)行熱處理、鍛造和研磨，加工過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)過(guò)熱或者是局部燒傷等各種問(wèn)題，那么在這樣的情況之下，如果受到外力所帶來(lái)的突然影響，那么就會(huì)對(duì)軸承產(chǎn)生傷害，增加斷裂失效問(wèn)題發(fā)生的可能。

1.5 游隙變化失效

軸承參與到工作過(guò)程當(dāng)去之后，非常容易受到外部環(huán)境所帶來(lái)的影響，如果外部環(huán)境產(chǎn)生了某些變化，那么自身的配合間隙就會(huì)發(fā)生改變，對(duì)其精度造成影響，增加軸承與自己相配合部件發(fā)生咬死問(wèn)題發(fā)生的可能，所以這種事情問(wèn)題被稱為了游隙變化失效。

1.6 腐蝕失效

腐蝕失效從它的字面意義上不難理解，就是軸承的金屬表面與四周的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，之后對(duì)軸承自身產(chǎn)生了一定的影響，會(huì)出現(xiàn)腐蝕失效原因具有多樣性，例如，腐蝕物質(zhì)被分為了多種類型，即：郵寄酸腐蝕、電介質(zhì)腐蝕、電流腐蝕等等，每一種腐蝕都會(huì)對(duì)軸承表面造成不同程度的影響，導(dǎo)致腐蝕坑的出現(xiàn)，也會(huì)造成軸承表面慢慢的出現(xiàn)老化，發(fā)生脆硬問(wèn)題。而且腐蝕問(wèn)題一旦出現(xiàn)，還會(huì)造成軸承出現(xiàn)斷裂失效的可能。

2 齒輪失效的主要表現(xiàn)形式以及具體原因

在鋼鐵企業(yè)發(fā)展和運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，齒輪是非常重要的運(yùn)動(dòng)傳遞和動(dòng)力傳遞零部件，因?yàn)辇X輪的種類有很多種，所以得到了廣泛的應(yīng)用，即使在不同的環(huán)境當(dāng)中，也可以得到呈現(xiàn)出更好的工作效果，但是工作條件的不同對(duì)齒輪所造成的影響也會(huì)有很大的差別，故而齒輪的主要失效形式也會(huì)有很大的差別。工作人員想要對(duì)失效進(jìn)行分類，還需要按照所需要齒輪的主要特點(diǎn)、失效主要過(guò)程以及齒輪運(yùn)行工作原理作為重點(diǎn)以及基礎(chǔ)，來(lái)進(jìn)行分析和判斷。表1是失效類型。

表1 失效類型

2.1 磨損失效

之所以會(huì)導(dǎo)致齒輪輕度磨損問(wèn)題，主要就是因?yàn)楫?dāng)齒輪在具體加工的過(guò)程當(dāng)中，使用的潤(rùn)滑劑粘度、齒輪面的具體工作速度、工作載荷與齒輪粗糙度之間不匹配等都會(huì)造成磨損問(wèn)題的出現(xiàn)。當(dāng)齒輪在具體工作環(huán)境處在了邊緣潤(rùn)滑狀態(tài)當(dāng)中時(shí)，雜質(zhì)或者是污染物進(jìn)入到潤(rùn)滑系統(tǒng)當(dāng)中去，那么必然會(huì)對(duì)齒輪產(chǎn)生極大的影響，增加中等磨損問(wèn)題的出現(xiàn)。如果齒輪的潤(rùn)滑系統(tǒng)存在著問(wèn)題，密封裝置不科學(xué)，那么這時(shí)候機(jī)械系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)問(wèn)題，甚至出現(xiàn)非常嚴(yán)重的沖擊載荷，對(duì)齒輪產(chǎn)生嚴(yán)重的過(guò)度磨損。齒輪在進(jìn)行嚙合過(guò)程當(dāng)中，齒輪間出現(xiàn)了金屬碎屑或者是其他的異物，也會(huì)造成磨粒磨損問(wèn)題，如果這種問(wèn)題出現(xiàn)在了齒輪上面，那么磨損問(wèn)題就會(huì)變得非常的嚴(yán)重。在齒輪運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，外部環(huán)境或者是其他的異常因素也會(huì)導(dǎo)致齒輪材料出現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)，對(duì)齒輪造成的腐蝕磨損。

2.2 膠合磨損失效

齒輪在具體工作過(guò)程當(dāng)中，會(huì)受到一定壓力所帶來(lái)的影響，齒輪面會(huì)發(fā)生粘著現(xiàn)象，伴隨著嚙合的不斷發(fā)展，齒輪面金屬會(huì)慢慢的脫落，之后變成非常嚴(yán)重的膠合磨損問(wèn)題，出現(xiàn)膠合的最主要原因，就是因?yàn)闊峄瘲l件和具體的工作情況之間出現(xiàn)不匹配問(wèn)題或者是齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)中有干涉情況的出現(xiàn)，這時(shí)候齒輪就會(huì)出現(xiàn)較為輕微的膠合磨損。

2.3 表面疲勞問(wèn)題

經(jīng)過(guò)認(rèn)真的調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，一些齒輪的主要材質(zhì)是鑄鐵，齒輪的表面有時(shí)會(huì)出現(xiàn)凹凸不平等各種情況，齒輪在嚙合的過(guò)程當(dāng)中會(huì)造成齒輪出現(xiàn)點(diǎn)蝕情況。齒輪嚙合過(guò)程當(dāng)中應(yīng)力在不斷的增加，造成齒輪的潤(rùn)滑速度方向發(fā)生了變化，無(wú)法更加快速的形成潤(rùn)滑油膜。假如材料自身如果出現(xiàn)了問(wèn)題，那么再加上齒輪材質(zhì)非常的硬，齒輪面也會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋。

2.4 塑性變形

如果齒輪的材料硬度非常的低，在進(jìn)行嚙合的過(guò)程當(dāng)中，所接觸的應(yīng)力較高，再加上潤(rùn)滑系統(tǒng)等各種問(wèn)題就會(huì)發(fā)生塑性變形。齒輪面出現(xiàn)爬行問(wèn)題會(huì)非常的嚴(yán)重，而且運(yùn)行的速度也會(huì)慢慢的下降，失去穩(wěn)定性的震動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致鱗皺的出現(xiàn)。而起脊問(wèn)題的出現(xiàn)，主要多發(fā)生在重載工況之下的蝸桿齒輪當(dāng)中，就是因?yàn)殡p曲線齒輪接觸應(yīng)力不斷在增加當(dāng)中，如果這時(shí)出現(xiàn)了潤(rùn)滑不良等問(wèn)題，緩慢的速度就會(huì)增加起脊問(wèn)題出現(xiàn)的可能。如果齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)失去了自身的作用，那么齒輪的溫度就會(huì)不斷的向上升高，最終造成齒輪出現(xiàn)了熱變形等各種問(wèn)題。

2.5 折斷失效

經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析之后發(fā)現(xiàn)，折斷失效也是非常常見的失效問(wèn)題之一，齒輪的齒根圓半徑非常的小，再加上齒輪表面非常的粗糙，在這樣的情況之下，如果出現(xiàn)了交變應(yīng)力，這時(shí)候齒輪的根部就非常容易受到嚴(yán)重的傷害，特別是在嚙合過(guò)程當(dāng)中，一旦有異物出現(xiàn)，就會(huì)導(dǎo)致齒輪出現(xiàn)折斷問(wèn)題。

3 機(jī)械軸承和齒輪是有原因的應(yīng)對(duì)方法與措施分析

3.1 提高工作人員的綜合素質(zhì)與工作能力

綜合素質(zhì)高、工作能力強(qiáng)的工作人員參與到工作過(guò)程當(dāng)中去之后，才能夠體現(xiàn)出更好的工作效果。當(dāng)鋼鐵企業(yè)在實(shí)際發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，需要各種專業(yè)的人才提供幫助與支持，只有這樣，才能夠有效避免和防止機(jī)械軸承和齒輪發(fā)生失效問(wèn)題，對(duì)具體的生產(chǎn)產(chǎn)生影響，所以在工作之余，企業(yè)需要應(yīng)用科學(xué)的方法，對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，并在培訓(xùn)的過(guò)程當(dāng)中將理論與實(shí)際相結(jié)合，以此來(lái)加深工作人員對(duì)培訓(xùn)內(nèi)容的理解和記憶，樹立正確的使用和維護(hù)機(jī)械設(shè)備的意識(shí)。

通過(guò)認(rèn)真的學(xué)習(xí)，全面、正確掌握機(jī)械軸承和齒輪的使用方法，有效延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用時(shí)間。不僅如此，企業(yè)當(dāng)中的管理工作人員還要發(fā)揮出自己的作用和力量，應(yīng)用主動(dòng)、積極的態(tài)度去進(jìn)行組織培訓(xùn)，并且將最全面、最正確的保養(yǎng)機(jī)械齒輪和軸承的知識(shí)傳授給每一位工作人員，只有這樣，才能夠降低和減少故障發(fā)生的可能和概率，并且?guī)椭撹F企業(yè)在發(fā)展過(guò)程當(dāng)中獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.2 切實(shí)做好設(shè)計(jì)工作

在進(jìn)行齒輪和軸承設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，首先需要對(duì)機(jī)械運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中極有可能會(huì)遇到的問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真的分析，之后還需對(duì)機(jī)械工作的主要特點(diǎn)、環(huán)境、工作負(fù)荷進(jìn)行全面的考慮，在環(huán)境特別惡劣的情況之下，機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑條件是自然不會(huì)很好，甚至有些企業(yè)機(jī)械設(shè)備是在堿性的環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行工作的，這時(shí)候工作人員需要將所有的內(nèi)容全部都加入到考慮的范圍之中去，最后切實(shí)做好相關(guān)的計(jì)算工作，保證應(yīng)用最正確的材料來(lái)展開制造。

3.3 嚴(yán)格的制造工作

制造工作人員同樣需要將自己的作用全部發(fā)揮出來(lái)，當(dāng)參與到此項(xiàng)工作過(guò)程當(dāng)中之后， 需嚴(yán)格按照?qǐng)D紙當(dāng)中內(nèi)容以及要求來(lái)進(jìn)行相關(guān)的工作，本著認(rèn)真、負(fù)責(zé)的態(tài)度制造每一個(gè)機(jī)械零件，之后還要進(jìn)行精度加工，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，最終由專業(yè)質(zhì)檢人員進(jìn)行檢查，避免誤差的出現(xiàn)。

3.4 重視維護(hù)與保養(yǎng)工作

之所以許多機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)問(wèn)題，有很大一部分原因就是沒(méi)有做好維修與保養(yǎng)工作所導(dǎo)致的，因?yàn)殇撹F企業(yè)工作環(huán)境復(fù)雜，給與維護(hù)工作帶來(lái)了許多困難，所以想要保證機(jī)械設(shè)備有序運(yùn)行，需要認(rèn)真到維修與保養(yǎng)工作的重要性，在日常的工作當(dāng)中，以定期的方法，展開機(jī)械維修與保養(yǎng)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題展開深入分析，最終制定出完善的解決方案。

4 結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，在新時(shí)代的大背景之下，促進(jìn)和帶動(dòng)著鋼鐵企業(yè)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，經(jīng)過(guò)了解之后發(fā)現(xiàn)，造成機(jī)械軸承和齒輪失效的原因具有多樣性，同時(shí)，機(jī)械軸承和齒輪一旦出現(xiàn)了失效問(wèn)題，必然會(huì)對(duì)機(jī)械的正常運(yùn)行產(chǎn)生不同程度的影響，所以工作人員需對(duì)此問(wèn)題需要加強(qiáng)關(guān)注與重視，在日常的工作當(dāng)中，通過(guò)不斷進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)以及認(rèn)真的學(xué)習(xí)，大幅度提高自己的綜合素養(yǎng)與工作能力，明確軸承和齒輪失效問(wèn)題對(duì)企業(yè)自身所造成的影響，再充分了解失效的主要原因，最終制定出完善的方法，將問(wèn)題妥善的解決，幫助機(jī)械更加穩(wěn)定的運(yùn)行，讓鋼鐵企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的大潮當(dāng)中獲得更好、更長(zhǎng)足的發(fā)展。