转盘轴承的损坏情况比一般机械零件的损坏要复杂的多。它的损坏形式多种多样，原因各异。除了有轴承设计和制造的自身因素外，大部分损坏的原因与轴承选型不当、支承座架设计不合理、刚性弱及连续面的平面度差、超载运转、安装不当、润滑不良和密封不严等使用因素有关。
　　研究转盘轴承的损坏形式，分析故障原因，一方面可以为正确地设计、选择使用轴承，提供详实的资料，进而改进设计，合理选用轴承，充分发挥轴承的功能，提高经济效益。另一方面，更重要的是可以提高使用安全性，避免重大事故的发生。
　　基于笔者在设计和服务过程中所见到现象，现将转盘轴承在使用中常见的故障原因及处理方法作一简要介绍。
　　1　轴承选型不当造成的故障
　　正确合理地选用轴承是充分发挥轴承功能的保障。如果在机械设计中考虑不周全，会出现载荷超载，导致滚动体碎裂、滚道剥落或出现裂纹。满足承载能力是首要考虑的问题，内部参数设计是关键因素，合理选择材料及材料的热处理状态也是重要的。要根据主机的实际工况，一般应考虑空间位置、载荷大小及性质、转速、旋转精度、摩擦力矩和安装方式等方面。另外，转盘轴承的游隙也是不容忽视的因素。
　　一般来说，对工程机械、矿山机械和起重机械等应用场合，通常轴承应选择较大的游隙。若游隙太小，轴承固定后由于支承平面度不好，会导致轴承游隙减小，使轴承在运转中出现卡死现象或者滚动体间相互挤压出现响声；同时会造成滚道局部应力过高而引起失效。另一方面，由于支承面平面度的影响使得固定后的轴承出现”波浪型”，使滚动体不在同一平面上，由此造成摩擦力矩过大。
　　根据经验，一般情况下转盘轴承的游隙应不小于安装面平面度的1.2倍。
　　2　支承座架刚性不足引起的故障
　　转盘轴承自身的刚性不好，若座架刚性不足，转盘轴承将随座架的的变形而变形，造成原始游隙的不均匀性，致使轴承在工作时运转不平稳，发生异常响声。这种情况对于交叉圆柱滚子轴承的影响尤其明显，造成轴承多处局部无游隙，滚子和滚子间、滚道和滚子间因相互挤压而磨损。同时，座架的变形不仅会导致滚道分离而翘曲，影响齿圈与小齿轮的啮合间隙和啮合性能，进而影响主机的工作质量，还会使滚道与滚动体产生边缘应力而造成轴承早期失效。
　　转盘轴承是用螺栓与主机固定的，座架刚性不足产生的变形，在外载荷作用下使得螺栓受力不均，严重时将会因局部严重偏载而使螺栓断裂，造成事故。
　　通常转盘轴承在倾覆力矩的作用下，滚道上的滚动体的载荷一般按正弦曲线分布（见图1曲线3），若座架刚度不足，则会改变滚动体的载荷分布规律，使位于座架与主机大梁交点处的载荷急剧增大（见图1曲线1两波峰值），造成轴承早期损坏。改变后的滚动体载荷分布规律由图1曲线1、2所示，所显示的实际峰值载荷明显大于曲线3所示的按正弦曲线分布的载荷。 　　为提高座架刚度，可从以下几个方面考虑：支承座要进行足够的时效处理，使内应力彻底释放；座架尽可能做成空心圆柱体结构，还应具有足够的高度；如果采用焊接座架，要设置适当的加强筋，以防座架水平和垂直方向的变形。
　　3　安装平面的平面度超差引起的故障
　　由于转盘轴承自身刚性较差，轴向抗弯能力弱，安装后，在螺栓的作用下轴承会随安装平面的加工质量而变形，其变形量的大小，随安装平面的 平面度降低而升高。受载后，翘曲变形会引起滚道局部变形，造成滚动体在转动时被卡死或轴承在回转时发出撞击声，同时在滚道边缘出现应力集中，造成轴承早期损坏。
　　表1和图2、图3列出了转盘轴承对座架表面的平面度要求及各要素间的对应关系。

表1


图2 安装平面的平面度圆周展开

图3 安装平面在径向宽度上的倾斜度

　　转盘轴承在安装前，应对与其相配的支承座安装平面进行必要的检查，要求支承座架除应具有足够的刚度外，还要对连接表面进行机械加工，并清除表面杂物和毛剌。对支承零件连接表面技术要求应符合表1的规定。对不能进行机械加工的连接表面应采用注塑法使其平整。
　　4　安装不当引起的故障
　　4.1 螺栓预紧力不够
　　转盘轴承通常是用螺栓固定在座架上的，在安装螺栓时，要注意采用对角线法安装螺栓。螺栓的预紧力要达到螺栓屈服极限的70%左右。若预紧力不够，容易引起轴承在受载时内外圈相对错位，使接触角发生变化，造成滚动体载荷不均匀或滚动体与滚道产生边缘应力。对于带齿圈的轴承，还会引起齿圈啮合间隙和啮合质量发生变化而齿面早期损坏。
　　4.2 软带位置安装不当
　　转盘轴承套圈的滚道是经表面感应淬火热处理的，这种工艺方法在淬火带的始端和末端之间会产生一个软带区，通常用S作为标志。安装时软带位置应置于非载荷区或非经常载荷区。以起重机为例，即套圈的软带应偏离主载荷方向90°，使其偏离Z大载荷回转区域，避免Z大工作载荷在软带位置处，从而使滚道不产生塑性变形，保证轴承的使用寿命。
　　5　润滑不良引起的故障
　　润滑对延长转盘轴承的疲劳寿命和减少摩擦、磨损和温升等有重要作用，没有适当的润滑，轴承就不能很好地工作，许多轴承的损坏都与润滑不良有关。
　　转盘轴承的润滑多采用脂润滑，它不仅能够有效地减少摩擦副表面的摩擦力和磨损及温升，也可起到密封和防锈作用。虽然转盘轴承的工作转速不高，但大部分是在重载荷下工作，因此润滑不良的相对运动表面容易发生粘着磨损，甚至发生烧伤。同时转盘轴承大多是在露天工况下工作，高温潮湿的环境可使滚动体和滚道很快锈蚀。转盘轴承的润滑，考虑复杂综合因素的影响，用户可根据具体要求自行选择Z佳润滑脂，推荐的润滑脂如表2。

表2

　　转盘轴承在使用过程中，也要定期充填润滑脂。通常在工作100～200h后应重新充填一次，在高温高湿环境和灰尘较多的工况下填脂周期应更短一些。充填时应边填边回转轴承，使润滑脂均匀分布，直到新的油脂开始被挤出密封部位为止。机器长期停止运转也必须加足新的润滑脂。
　　6　密封不当引起的损坏
　　转盘轴承的密封一方面能防止润滑剂的泄漏，另一方面在野外露天使用时也能防止水、灰尘及其他杂质的进入。若密封不良，润滑脂填充不充分或泄漏，潮湿空气及水的侵入能使滚动体和滚道锈蚀、剥落;若灰尘杂质进入轴承内部，经过碾压可使滚动面产生压痕，加大轴承工作表面粗糙度，从而缩短轴承寿命;若较硬的杂质进入轴承内部，则会与滚道和滚动体互相研磨，可造成轴承的磨损，进而增大游隙，或者划伤工作表面。比较常用的密封是密封条密封。这种密封是在轴承的内外圈上分别加工好密封槽，装配时再加入密封条。这种方式能比较有效地防止灰尘、杂质进入轴承内部，还能防止润滑剂的泄漏。在某些特殊场合，采用迷宫式密封比较可靠。
　　由于使用条件和载荷性质的差异，也许会有别的故障现象出现，应具体分析，查出原因，妥善处理，以保安全。随着技术的发展会有新的处理方法出现，我们应及时采用新的有效的方法，处理转盘轴承在使用中可能出现的故障，以延长转盘轴承的使用寿命，提高经济效益。
　　参考文献
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