滾動(dòng)軸承的正常運(yùn)行需要正確的維護(hù)和監(jiān)測(cè)。也就是說(shuō)進(jìn)行周期性維護(hù)。周期性維護(hù)包括操作監(jiān)測(cè)，預(yù)防性維護(hù)和推斷性維護(hù)。預(yù)定的維護(hù)包括對(duì)操作條件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)補(bǔ)充的潤(rùn)滑油進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)還包括其它有規(guī)律的周期性維護(hù)。在操作過(guò)程，應(yīng)該有規(guī)律的對(duì)噪音、震動(dòng)、溫度和潤(rùn)滑油情況進(jìn)行檢查。

　　周期監(jiān)測(cè)中Z重要的是油脂分析；但通常情況下，很難對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的油脂進(jìn)行測(cè)試。對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試更是如此。但是，這篇文章主要介紹的是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)。這種技術(shù)可以通過(guò)簡(jiǎn)單、精確的方式推斷出使用油脂的油樣狀況。新油脂或存放時(shí)間很長(zhǎng)的油脂也可以通過(guò)這種技術(shù)來(lái)檢測(cè)。

　　油脂稠度分析

　　稠度和抗壓強(qiáng)度是油脂的重要性能。通過(guò) ASTM D217 實(shí)驗(yàn)可以在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量新油脂的 抗壓強(qiáng)度和錐入度。某些油脂會(huì)在使用過(guò)程中變硬，如果這種情況繼續(xù)發(fā)展下去，就會(huì)導(dǎo)致軸承損壞。所以一定要經(jīng)常檢測(cè)油脂的稠度。但是，一般在工業(yè)場(chǎng)所我們沒(méi)有現(xiàn)成的潤(rùn)滑脂錐入度計(jì)。那么我們就需要用簡(jiǎn)單的檢測(cè)方式來(lái)達(dá)到檢測(cè)油脂稠度的目的。

圖 1. 簡(jiǎn)單的油脂稠度檢測(cè)儀

 　　油脂稠度等級(jí)是由美國(guó)潤(rùn)滑脂協(xié)會(huì)根據(jù) ASTM D217 針入度標(biāo)準(zhǔn)制定的。測(cè)量油脂稠度需要收集一些未使用的不同等級(jí)的油脂。然后計(jì)算注油器在特定溫度下排除某種等級(jí)油脂的時(shí)間。這樣，就可以制定出一條標(biāo)度曲線。通過(guò)對(duì)使用油脂的趨勢(shì)分析來(lái)檢測(cè)油脂稠度的變化。

圖 2. 初步結(jié)果

 　　圖 1 描述了一個(gè)簡(jiǎn)單的使用油脂稠度測(cè)量?jī)x。圖 2. 和圖 3 顯示的是初步結(jié)果和結(jié)果之間的關(guān)系，以及從標(biāo)準(zhǔn)中 潤(rùn)滑脂錐入度計(jì) 提煉的數(shù)據(jù)。

  圖 3. 兩種技術(shù)的關(guān)系

（標(biāo)準(zhǔn) 錐入 度計(jì) 測(cè)量和簡(jiǎn)單的油脂稠度檢測(cè)）

　　通過(guò)這種簡(jiǎn)單的油脂稠度測(cè)試，我們可以在現(xiàn)場(chǎng)很快獲得結(jié)果，這將有助于我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，判斷事情的嚴(yán)重程度，及時(shí)采取必要的維護(hù)。這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是我們很快就可以得到結(jié)果，不需要將油樣送往很遠(yuǎn)的實(shí)驗(yàn)室。

　　對(duì)油樣污染程度和磨損雜質(zhì)進(jìn)行評(píng)估

　　通過(guò)這種測(cè)試可以檢測(cè)和估計(jì)新油或使用油的集中危害度和沙礫污染物。取少量油脂，放在平行的兩個(gè)丙稀酸金屬片上。然后用某種設(shè)備將油脂擠壓成薄薄的一層。這種設(shè)備要使擠壓中的上金屬片和下金屬片一起旋轉(zhuǎn)（圖 4 ）。

圖 4. 檢測(cè)設(shè)備分解圖

　　然后移去金屬片，清洗干凈，我們就可以看到金屬片上留下的弧形痕跡。操作步驟和原料與 ASTM D1404 很相近。這個(gè)痕跡顯示出磨損雜質(zhì)和外來(lái)顆粒的存在。

Figure 5. Typical Results

圖 5. 典型結(jié)果

　　使用油脂磨損雜質(zhì)分析

　　磨損雜質(zhì)分析近來(lái)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械衛(wèi)生狀況檢測(cè)中。磨損是滾動(dòng)軸承損壞的主要機(jī)理。我們通過(guò)周期性觀察磨損量和磨損機(jī)理可以監(jiān)控軸承損壞率。傳統(tǒng)而言，通過(guò)原子發(fā)射光譜法 (AES) 可以監(jiān)控軸承損壞率。但，這種技術(shù)對(duì)于油脂分析存在著缺陷，因?yàn)檎碱w?？倲?shù)重要部分的顆粒（大于 10um 顆粒）被忽視掉了。一般，軸承磨損顆粒大小是 5um 到 15um. 如果在高磨損條件下，這些顆粒還會(huì)變大。所以，在檢測(cè)這些變化時(shí)傳統(tǒng)技術(shù)的作用就很有限了。

　　除了原子發(fā)射光譜法，用于分析磨損雜質(zhì)的其它方法有顯微鏡分析法（分析鐵譜），鐵的濃度分析法，如鐵譜分

析，碎片測(cè)試，碎片收集器和使用濾光器檢測(cè)。這些技術(shù)如果選用適當(dāng)，就會(huì)克服顆粒大小限制的缺陷。并且這種技術(shù)還可以給磨損機(jī)理、磨損位置、磨損程度、潤(rùn)滑油狀態(tài)和潤(rùn)滑油污染狀態(tài)提供額外信息。

圖 6. 鐵譜分析

　　檢查油脂中磨損雜質(zhì)的基本原則如下：

　　1.從滾動(dòng)軸承中抽取有代表性的油樣。

　　2.在手背或玻璃片上，涂薄薄的一層油脂，然后背光觀察，或使用放大鏡或光學(xué)顯微鏡觀察。

　　3.在大口杯中放一定數(shù)量的油脂。然后用合適的溶劑進(jìn)行溶解。溶劑的類型取決于油脂的稠度和油脂中的基礎(chǔ)油。

　　4.通過(guò)薄膜濾器抽取油樣?；蚴褂么判苑蛛x技術(shù)（如鐵譜裝置或旋轉(zhuǎn)顆粒澆注滑動(dòng)裝置）從油脂溶液中分離固體顆粒。

　　▲使用 10 倍到 100 倍的反光顯微鏡分析雜質(zhì)的如下特征：

　　▲顆粒大小

　　▲顆粒類型

　　▲顆粒外形

　　▲顆粒顏色

　　▲顆粒表面結(jié)構(gòu)

　　▲顆粒濃度比率

　　▲顆粒尖銳程度

　　▲顆粒組成（如果有需要的話加熱玻璃片）

　　▲顆粒暴露在反射光或傳送光下的反應(yīng)

　　鐵譜分析是磨損顆粒分析中Z有效和Z有用的工具。圖 6. 顯示的是一個(gè)典型的鐵譜滑動(dòng)裝置。在此分析方式中，鐵譜是用來(lái)掃描不正常的磨損狀況的。這種分析方式不僅可以檢測(cè)出表中所列出的軸承的物理特征和化學(xué)特征，而且還可以通過(guò)尋找磨損顆粒的外形特征來(lái)分析軸承。而顆粒的外形特征可以用來(lái)鑒別磨損類型，磨損機(jī)理，磨損的嚴(yán)重性，甚至可以鑒別出磨損顆粒組成成分。

　　5.隔一段時(shí)間重復(fù)以上程序?qū)⒂兄谶M(jìn)行趨勢(shì)分析。雖然單個(gè)的分析就可以獲得信息，但對(duì)日常使用油脂進(jìn)行常規(guī)的分析將有助于獲得更加詳細(xì)的信息。但二者都可以估計(jì)問(wèn)題的嚴(yán)重程度。磨損雜質(zhì)分析是一種相對(duì)簡(jiǎn)單的過(guò)程，它不需要很高的技術(shù)。

表 1. 磨損機(jī)理和磨損雜質(zhì)特征

　　掌握顆粒（平均顆粒大小，Z大顆粒大小和顆粒分布）特征是實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要方面。一般而言，滾動(dòng)軸承的毀壞程度與顆粒大小成比率。一般情況下，磨損顆粒大小不超過(guò) 25um 。如果磨損顆粒大于 25um, 預(yù)示著軸承有潛在的嚴(yán)重磨損趨勢(shì)（從圖 7 到 12 ）。

圖 7. 在玻璃載片上涂一薄層使用油脂， 我們可以看到嚴(yán)重的滑動(dòng)磨損顆粒。

圖 8. 疲勞磨損顆粒

圖 9. 切削磨損顆粒

圖 10. 從鐵譜滑片上觀察到的圓柱形顆粒（密封材料 / 光纖）

圖 11. 鐵譜滑片上顯示的使用油脂磨料顆粒

圖 12. 鐵譜滑片上顯示的球形磨損顆粒、切削磨損顆粒和污染物

　　吸水紙實(shí)驗(yàn)

　　在顯微鏡下觀察吸水紙污點(diǎn)是分析使用油脂的重要方式。液化的使用油脂在檢驗(yàn)之前應(yīng)過(guò)濾或用吸水紙吸附。液化使用油脂中的水分看起來(lái)要么像乳化水，要么像獨(dú)立的水層。這種方式也可以檢測(cè)油脂的清潔度。

　　在吸水紙上滴一滴液化使用油脂，當(dāng)它完全被吸收后就會(huì)形成一種特殊的痕跡。這種痕跡可以用來(lái)解釋使用油脂狀況。單一的污點(diǎn)可以揭露使用油脂的某些性能。在用顯微鏡觀察之前，仔細(xì)觀察這些性能（圖 13 ）。

圖 13. 吸水紙上的使用油脂油樣

　　如圖，吸水紙可以檢測(cè)出使用油脂中存在的水分。你可以看到吸水紙上有光圈區(qū)域。有時(shí)水也可以氧化鐵物質(zhì)，所以，如果有銹出現(xiàn)表明已有水侵入潤(rùn)滑脂。如果吸水紙上有很多污點(diǎn)，說(shuō)明潤(rùn)滑脂的某些性能正在以一定的比率發(fā)生變化。而且這些污點(diǎn)對(duì)于評(píng)價(jià)潤(rùn)滑脂狀況非常重要。

　　結(jié)論

　　低成本的使用油脂分析是提前維護(hù)滾動(dòng)軸承的重要部分。延長(zhǎng)添加油脂的時(shí)間，認(rèn)識(shí)到關(guān)鍵磨損產(chǎn)生和油脂失效比率可以減低維護(hù)成本，而且也可是使我們?cè)谳S承報(bào)廢和潤(rùn)滑脂失效之前采取有效措施。（來(lái)源：原著： Surapol Raadnui, King Mongkut　 譯者：張蕊）