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滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中倘若發(fā)生破損等故障，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的停機(jī)或者功能受損等各種障礙。由于意想不到的軸承早期破損或異常而引發(fā)故 障的情況時(shí)有發(fā)生，有必要在短時(shí)間內(nèi)推測原因并采取措施。
《軸承故障診斷手冊(cè)》介紹了軸承的正確使用和保養(yǎng)方法、以及附帶照片的軸承損傷實(shí)例。
使用智能手機(jī)掃描二維碼即可下載軸承診斷軟件，通過產(chǎn)品損傷畫面以及聲音對(duì)照分析，及時(shí)了解故障可能產(chǎn)生的原因，此功能在離線情況下也可使用。
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軸承的結(jié)構(gòu)及功能：
NSK自1916年在日本開始生產(chǎn)軸承以來，一直為各行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
現(xiàn)在，NSK作為綜合軸承廠家，在廣泛的領(lǐng)域滿足用戶的各種需求。
下面，簡單介紹一下有關(guān)軸承的知識(shí)。
軸承，其實(shí)就在我們身邊，而且用量驚人。
以汽車為例，一輛汽車中一般要使用100到150個(gè)軸承，如果沒有軸承，車輪將咯咯作響，變速箱的齒輪無法嚙合，汽車將無法行駛。
不僅汽車，鐵道車輛、飛機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、吸塵器、復(fù)印機(jī)、電腦，甚至飛行于遙遠(yuǎn)太空中的人造衛(wèi)星上，都有軸承的身影。軸承在提高機(jī)械運(yùn)行效率及節(jié)能方面發(fā)揮了重要作用。令人遺憾的是，由于軸承是在機(jī)械內(nèi)部悄無聲息的運(yùn)轉(zhuǎn)，大家很少有機(jī)會(huì)能直接看到軸承的真面目。但軸承確實(shí)是維持機(jī)械穩(wěn)定發(fā)揮功效的重要零件。
軸承的英文是“Bearing”，“Bear”有支承、承受的含義。在日語中，軸承被寫作“軸受”，這是因?yàn)檩S承是用來支承旋轉(zhuǎn)的軸的，即取“支承旋轉(zhuǎn)軸”的含義。
軸承的基本功能是“降低機(jī)械的摩擦”。降低摩擦有三大好處，即，
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軸承的起源：
公元前8世紀(jì)左右的，古美索不達(dá)米亞人已經(jīng)懂得利用現(xiàn)代滾動(dòng)軸承的基本原理。下面的圖畫，來源于美索不達(dá)米亞浮雕。
其后，中世紀(jì)的天才畫家達(dá)芬奇設(shè)計(jì)出了與近代軸承結(jié)構(gòu)非常相近的滾動(dòng)軸承，而18世紀(jì)工業(yè)革命中誕生的機(jī)械文明，促進(jìn)了軸承的發(fā)展。
1916年，日本精工（NSK）在日本率先生產(chǎn)出第一套滾動(dòng)軸承，而日本的軸承技術(shù)取得巨大進(jìn)步，則是在二戰(zhàn)以后。從1955年開始，洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)等家電產(chǎn)品以及家用轎車逐步普及。這時(shí)，日本人對(duì)家電產(chǎn)品提出的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)就是“靜音”。而此時(shí)，國外公司并不重視軸承的“靜音”性能。因此，日本的軸承公司就以“制造世界上最靜音的軸承”作為產(chǎn)品研發(fā)目標(biāo)。最后的結(jié)果是，具有卓越靜音性能的日本軸承開始出口到歐美地區(qū)。其后，日本軸承又具備了良好的“耐久性”。
軸承的規(guī)格，由ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）制定了國際標(biāo)準(zhǔn)，日本軸承以其“高性能、高品質(zhì)”的特點(diǎn)，深受全球用戶的喜愛。目前，日本每年生產(chǎn)軸承約30億套，其中40%以上為汽車用軸承，近30%出口海外。
軸承作為一個(gè)全球化的產(chǎn)品，其發(fā)展往往要超越時(shí)代的要求，今后仍要不斷進(jìn)行降低摩擦的研究，同時(shí)，在輕量化、小型化、長壽命以及節(jié)能環(huán)保各方面，不斷迎接新的挑戰(zhàn)。
從數(shù)字上看到的軸承世界：
國際航線客機(jī)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)V2500用主軸軸承，其滾動(dòng)體的滾動(dòng)速度達(dá)每秒160米，相當(dāng)于時(shí)速580公里。正是由于使用了高性能高速軸承，發(fā)動(dòng)機(jī)才能長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)，將乘客安全地送往世界各地。
“機(jī)械的精度取決于軸承的旋轉(zhuǎn)精度”，這毫不夸張。旋轉(zhuǎn)軸的兩端由兩個(gè)軸承支撐，如果軸心的晃動(dòng)大，則機(jī)械性能無法提高。采用超精密軸承的電腦外存設(shè)備即“硬盤”，其軸心的振幅不到100納米（1納米＝1/1000000毫米）。而達(dá)到如此超高精度的關(guān)鍵，是“鋼球”、“滾子”等滾動(dòng)體的精度。
宇宙開發(fā)也離不開軸承。天氣預(yù)報(bào)、衛(wèi)星廣播電視信號(hào)?汽車衛(wèi)星定位信息等，都由繞地球飛行的人造衛(wèi)星提供。衛(wèi)星上裝有保持衛(wèi)星姿態(tài)和航向的陀螺儀，陀螺儀內(nèi)裝有超精密軸承。這種軸承，可在太空中連續(xù)工作15年。
宇航火箭的液體燃料泵中的軸承，是使用溫度最低的軸承。這種軸承在零下253℃的液態(tài)氫中工作。而在高溫環(huán)境中使用的軸承，以醫(yī)療用CT掃描儀內(nèi)的專用高性能軸承為典型代表。在溫度高達(dá)300至500℃的X射線真空管中，軸承也能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，為保障我們的健康而發(fā)揮作用。
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軸承的未來：
最后，介紹一下有關(guān)軸承發(fā)展所面臨的課題。
1.首先，是更“節(jié)能”。機(jī)械越小，構(gòu)成機(jī)械的零部件也就越小。而且，機(jī)械越小、越精密，則微小的摩擦都可能引發(fā)故障。另外，從全球規(guī)模來看，不論機(jī)械如何小，能量損失的總量也是相當(dāng)大的。因此，為了更加節(jié)能，軸承也必須朝進(jìn)一步降低摩擦的方向發(fā)展。
2.其次，是更“環(huán)?！?。軸承置于機(jī)械內(nèi)，還可起到減少汽車等的廢氣排放的作用，從而達(dá)到環(huán)保效果。另外，大部分軸承由不含有害化學(xué)物質(zhì)的鋼鐵材料制成，因此，可被循環(huán)再利用，且冶煉工藝相對(duì)簡單，因此，軸承是非常好的可再生及再利用的產(chǎn)品。
3.第三，是更舒適。制造機(jī)械的目的，是使人類的生活更加舒適。以前機(jī)械主要是用于提高生產(chǎn)效率，今后，在教育、醫(yī)療、娛樂等社會(huì)生活和個(gè)人生活中，機(jī)械將發(fā)揮更大的作用。為此，將會(huì)對(duì)軸承的功能和用途提出新的更高的要求。以上列舉的三個(gè)課題，是NSK為了“人類與地球”的和諧相處而長期致力研究開發(fā)的工作，也是NSK今后將一如既往不斷深入研究的工作。
在此列舉出以上三個(gè)課題，NSK為了“人類與地球”今后仍將繼續(xù)致力于研究開發(fā)工作。
滾動(dòng)軸承是精密部件，使用應(yīng)十分謹(jǐn)慎。即使高質(zhì)量的軸承，如果使用不當(dāng)，也不會(huì)得到預(yù)期的效果。軸承的使用注意事項(xiàng)如下。
1. 保持軸承及其周圍環(huán)境的清潔
即使是肉眼看不到的微小灰塵，也會(huì)給軸承帶來不良影響。所以，要保持周圍清潔，使灰塵不會(huì)侵入軸承。
2. 小心謹(jǐn)慎地使用
在使用中給軸承強(qiáng)烈沖擊，會(huì)產(chǎn)生傷痕或壓痕，誘發(fā)事故。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引起裂縫、斷裂，必須加以注意。
3. 使用軸承專用工具
必須使用專用工具，不可隨意替代。
4. 避免軸承生銹
操作軸承時(shí)，手汗會(huì)造成生銹。要注意用干凈的手操作，盡量帶手套，留意腐蝕性氣體。
為保持滾動(dòng)軸承的原有性能，盡可能在良好狀態(tài)下長期使用，必須定期對(duì)軸承進(jìn)行檢查和維護(hù)，以預(yù)防故障，確保運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，提高效率和效益。
應(yīng)按該機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)條件和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，定期進(jìn)行保養(yǎng)。內(nèi)容包括監(jiān)視運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、補(bǔ)充或更換潤滑劑、定期拆卸檢查。
運(yùn)轉(zhuǎn)中的檢修事項(xiàng)包括軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)音、振動(dòng)、溫度、潤滑劑的狀態(tài)等等。
運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)，以表2為參考，查找原因，并采取相應(yīng)對(duì)策。根據(jù)需要對(duì)拆卸下的軸承仔細(xì)檢查。
有關(guān)拆卸后的事項(xiàng)，請(qǐng)參見前項(xiàng)5軸承的檢修。
預(yù)測運(yùn)轉(zhuǎn)中軸承的異常狀況，在生產(chǎn)中極為重要。NSK軸承異常探測器，能監(jiān)視運(yùn)轉(zhuǎn)中軸承的狀況，一旦出現(xiàn)異常狀況，馬上報(bào)警或自動(dòng)停機(jī)。既能預(yù)防故障，又能實(shí)現(xiàn)科學(xué)維護(hù)。
一般來說，正確使用軸承，可以達(dá)到疲勞壽命。但如果發(fā)生意外的早期損傷，則無法再使用。與疲勞壽命不同，這種早期損傷，被稱作故障或事故。多起因于安裝、使用、潤滑上的考慮不周，從外部侵入的異物或?qū)τ谳S、軸承座的研究不足等。
軸承的損傷狀態(tài)如滾子軸承的套圈擋邊的擦傷，其原因可能是潤滑劑不足、牌號(hào)不合適、供排油結(jié)構(gòu)有缺陷、異物侵入、軸承安裝誤差或軸的撓曲過大，也有可能是以上各種原因綜合引起的。
因此，僅調(diào)查軸承損傷，很難得知損傷的真正原因。可是，如果在充分了解使用軸承的機(jī)器、工況及其外圍結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，弄清故障發(fā)生的前后狀況，再結(jié)合軸承的損傷情況及多種相關(guān)原因進(jìn)行分析，就可以防止同類故障再次。表3給出了具有代表性的軸承損傷原因和對(duì)策。
表3 軸承的損傷和其原因及對(duì)策
| 損傷狀態(tài) | 原因 | 對(duì)策 | |
|---|---|---|---|
| 剝落 | 向心軸承的滾道單側(cè)發(fā)生剝落 | 異常軸向載荷 | 將自由端軸承的外圈配合改為間隙配合 |
| 滾道圓周方向?qū)ΨQ位置上發(fā)生剝落 | 軸承座孔圓度不好 |
剖分型軸承座要特別注意， 修改軸承座內(nèi)徑面的精度 |
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向心球軸承 滾道面上的剝落成傾斜狀態(tài) 滾子軸承 滾道面，滾動(dòng)面的端部附近剝落 |
安裝不良，軸撓曲、對(duì)中誤差、軸、 軸承座精度不好 |
注意安裝，對(duì)中誤差 選擇游隙大的軸承 修正軸、軸承座擋肩的垂直度 |
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| 滾道面產(chǎn)生呈滾動(dòng)體間距分布的剝落 |
安裝時(shí)大的沖擊載荷 停機(jī)生銹 圓柱滾子軸承的裝配傷 |
注意安裝 長期停機(jī)時(shí)防銹 |
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| 滾道面，滾動(dòng)面早期剝落 | 游隙過小 載荷過大潤滑不良 生銹等 |
選擇正確的配合、軸承游隙 及潤滑劑 |
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| 成對(duì)雙聯(lián)軸承的早期剝落 | 預(yù)緊過大 | 調(diào)整預(yù)緊 | |
| 擦傷 | 滾道面，滾動(dòng)面上的擦傷 | 初期潤滑不良，潤滑脂過硬，啟動(dòng)時(shí)加速度大 | 改用軟的潤滑脂、避免急加速 |
| 推力球軸承滾道面上螺旋線狀的擦傷 | 套圈傾斜、轉(zhuǎn)速過快 | 改善安裝 調(diào)整預(yù)緊、選擇正確的軸承結(jié)構(gòu) | |
| 滾子端面和擋邊引導(dǎo)面的擦傷 | 潤滑不良、安裝不良。軸向載荷過大 | 選擇合適的潤滑劑 改善安裝 | |
| 破損 | 外圈或內(nèi)圈的裂紋 | 過大的沖擊載荷、過盈量過大、軸的圓柱度不良、緊定套錐度不良。軸肩的圓角半徑大、熱裂紋的進(jìn)一步發(fā)展、剝落的進(jìn)一步發(fā)展 | 重新研究載荷條件，將配合正確化，修改軸、套筒的加工精度，修改圓角的半徑（比軸承的倒角尺寸?。? |
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滾動(dòng)體的破裂 擋邊缺損 |
剝落的進(jìn)一步發(fā)展 安裝時(shí)敲擊了擋邊 搬運(yùn)時(shí)，不慎掉落 |
注意安裝使用 | |
| 保持架破損 |
安裝不良造成的保持架異常載荷、 潤滑不良 |
改善安裝 選擇合適的潤滑方法及潤滑劑 |
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| 壓痕 | 滾道面上的呈滾動(dòng)體間距分布的壓痕（布氏壓痕） |
安裝時(shí)的沖擊載荷 停機(jī)時(shí)的過大載荷 |
注意使用 |
| 滾道面、滾動(dòng)面的壓痕 | 金屬粉末、砂等異物侵入 | 清洗軸承座、改善密封裝置，使用清潔的潤滑油 | |
| 異常磨損 | 類似（鋼滲碳后的）布氏壓痕的損傷 |
運(yùn)輸途中，軸承靜止?fàn)顟B(tài)下的振動(dòng) 微幅的擺動(dòng) |
將軸和軸承座固定 采用油潤滑 適當(dāng)預(yù)緊以減輕振動(dòng) |
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微動(dòng)磨損 在配合面上伴隨有紅褐色磨損粉末的局部磨損。 |
配合面微小游隙導(dǎo)致的滑動(dòng)磨損 |
采用大的過盈量。 涂油。 |
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| 滾道面，滾動(dòng)面，擋邊面，保持架等的磨損。 | 異物侵入，潤滑不良，銹蝕 | 改善密封裝置，清洗軸承座，使用清潔的潤滑劑。 | |
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蠕變 配合面上的擦傷磨損 |
過盈量不足 緊定套鎖緊不足 |
修改過盈量，修正緊定套的鎖緊量 | |
| 咬粘 | 滾道面，滾動(dòng)體，檔邊面變色，軟化熔敷 | 游隙過小，潤滑不良，安裝不良 |
重新檢查配合及軸承（內(nèi)部）游隙 適量供給合適的潤滑劑 改進(jìn)安裝方法及與安裝相關(guān)的零件 |
| 電蝕 | 滾道面上搓衣板狀的凹凸 | 因通電造成的電火花引起的熔融 | 采用地線，避免電流通過軸承，將軸承絕緣 |
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銹蝕 腐蝕 |
軸承內(nèi)部，配合面等的銹蝕及腐蝕 |
空氣中的水分凝結(jié) 微動(dòng)磨損 腐蝕性物質(zhì)的侵入 |
高溫、多濕地方要注意保管 長期停機(jī)時(shí)、注意防銹 |
檢修拆卸下的軸承時(shí)，首先記錄軸承外觀，確認(rèn)潤滑劑的殘存量，取樣后，清洗軸承。清洗劑普遍使用汽油、煤油。
拆下來的軸承的清洗，分粗洗和精洗，在容器內(nèi)先放上金屬網(wǎng)，使軸承不直接接觸容器內(nèi)的臟物。粗洗時(shí)，如果軸承帶著臟物旋轉(zhuǎn)，會(huì)損傷軸承滾動(dòng)面，應(yīng)該加以注意。在粗洗油中，使用刷子出去潤滑脂、粘著物，基本干凈后，轉(zhuǎn)入精洗。
精洗，是將軸承在清洗油中一邊旋轉(zhuǎn)，一邊仔細(xì)地清洗。另外，清洗油也要經(jīng)常更換保持清潔。
判斷拆卸下的軸承可否再使用時(shí)，要在軸承清洗后檢查，仔細(xì)檢查滾道面、滾動(dòng)面、配合面的狀態(tài)、保持架的磨損情況、軸承游隙是否增加及有無影響尺寸精度下降的損傷、異常。非分離型小型球軸承等，則用單手平端內(nèi)圈，旋轉(zhuǎn)外圈確認(rèn)是否順暢。
圓錐滾子軸承等分離型軸承，可以對(duì)滾動(dòng)體、外圈的滾道面分別檢查。
大型軸承因不能用手旋轉(zhuǎn)，注意檢查滾動(dòng)體、滾道面、保持架、擋邊面等的外觀，軸承的重要性越高越需謹(jǐn)慎檢查。
判斷軸承可否再次使用時(shí)，要根據(jù)軸承的損傷程度、機(jī)械性能、重要性、運(yùn)轉(zhuǎn)條件、檢查周期等相關(guān)因素來決定。但是檢查時(shí)若發(fā)現(xiàn)有下列缺陷，則軸承不能繼續(xù)使用，需要更換新軸承。
在定期檢修、更換時(shí)需要拆卸軸承。拆卸后，如要繼續(xù)使用或還需檢查進(jìn)行調(diào)查時(shí)，拆卸要和安裝一樣謹(jǐn)慎。注意不損傷軸承及零件，特別是拆卸過盈配合軸承，操作難度大，所以在設(shè)計(jì)階段要事先考慮到便于拆卸。根據(jù)需要設(shè)計(jì)制作拆卸工具也十分重要。拆卸時(shí)，根據(jù)圖紙研究拆卸方法、順序、調(diào)查軸承的配合條件，以便拆卸作業(yè)順利進(jìn)行。
拆卸過盈配合的外圈，如圖10所示。事先在軸承座的圓周上設(shè)置幾處螺紋孔，用于安裝、拆卸用螺栓。通過均勻地?cái)Q緊螺栓來拆卸軸承。這些螺紋孔平常蓋上盲塞。圓錐滾子軸承等分離型軸承，如圖11，在軸承座擋肩上設(shè)置幾處切口，使用墊塊，用壓力機(jī)拆卸，或輕輕敲打拆卸。
用壓力機(jī)拆卸內(nèi)圈最簡單。此時(shí)，要注意讓內(nèi)圈承受其拉力。（圖12）
再者，也常常使用如圖13、圖14所示的拉拔器，無論哪種工具，其拉爪都必須牢牢地卡在內(nèi)圈端面上。為此，需要考慮軸肩尺寸，或在軸肩處加工溝槽，以便使用拉拔器（圖14）
大型軸承的內(nèi)圈拆卸采用液壓法。通過設(shè)在軸上的油孔，將高壓油通入配合面，便于拉拔。寬度大的軸承，可同時(shí)使用拉拔器進(jìn)行拆卸作業(yè)。
NU型、NJ型圓柱滾子軸承的內(nèi)圈拆卸可以利用感應(yīng)加熱法。這種方法是在短時(shí)間內(nèi)加熱局部，使內(nèi)圈膨脹后拉拔的。（圖15）需要批量安裝這類軸承內(nèi)圈時(shí)，也使用感應(yīng)加熱法。
拆卸較小型的帶緊定套軸承，如圖18所示，用緊固于軸上的擋塊支撐內(nèi)圈，將螺母擰松后，墊上墊塊，然后用榔頭敲打襯套拆卸。圖16是拉拔退卸套筒的作業(yè)。使用鎖緊螺母進(jìn)行拆卸。作業(yè)困難的情況下，如圖17所示，在螺母圓周上設(shè)置多個(gè)螺栓孔，依靠擰入螺栓來拉拔襯套。
大型軸承，利用液壓拆卸更加容易，如圖19。在錐孔軸上的油孔中加壓送油，使內(nèi)圈膨脹，拆卸軸承。操作中防止軸承突然脫落，也可使用液壓螺母拆卸襯套。圖20是利用液壓螺母拆卸襯套的方法。
軸承安裝結(jié)束后，為了檢查安裝是否正確，要進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)檢查。小型機(jī)械可以用手旋轉(zhuǎn)，以確認(rèn)是否旋轉(zhuǎn)順暢。檢查項(xiàng)目有因異物、傷痕、壓痕而造成的運(yùn)轉(zhuǎn)不暢，因安裝不良，安裝座加工不良而產(chǎn)生的力矩不穩(wěn)定，由于游隙過小、安裝誤差、密封摩擦而引起的力矩過大等等。如無異常則可以開始動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)。
大型機(jī)械不能手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所以空載啟動(dòng)后立即切斷動(dòng)力，機(jī)械空轉(zhuǎn)，檢查有無振動(dòng)、噪音、旋轉(zhuǎn)部件是否有接觸等等，確認(rèn)無異常后，進(jìn)入動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)。
動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)，從空載低速開始，緩緩的提高至所定條件的額定運(yùn)轉(zhuǎn)。試運(yùn)轉(zhuǎn)中檢查事項(xiàng)為，是否有異常音響、軸承溫度的變化、潤滑劑的泄漏或變色等等。如果發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即中止運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查機(jī)械，必要時(shí)要拆下軸承檢查。
軸承溫度，一般可根據(jù)軸承座的外部溫度推測。但利用油孔直接測量軸承外圈的溫度更加準(zhǔn)確。軸承溫度，從運(yùn)轉(zhuǎn)開始逐漸升高，通常1~2小時(shí)后溫度穩(wěn)定。如果軸承安裝不良，溫度會(huì)急劇上升，出現(xiàn)異常高溫。其原因諸如潤滑劑過多、軸承游隙過小、安裝不良、密封裝置摩擦過大等。高速旋轉(zhuǎn)的場合，軸承結(jié)構(gòu)、潤滑方式的選擇錯(cuò)誤等也是其原因。
軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)音用聽診器等檢查，有較強(qiáng)的金屬噪聲、異音、不規(guī)則音等說明異常。其原因有潤滑不良、軸或軸承座精度不良、軸承損傷、異物侵入等。
針對(duì)上述異常現(xiàn)象的原因及對(duì)策，請(qǐng)參照表2。
表2 軸承的異常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及其原因、對(duì)策
| 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) | 推測的原因 | 對(duì)策 | |
|---|---|---|---|
| 噪聲 | 金屬噪音(1) | 異常載荷 | 修正配合及軸承游隙，調(diào)整預(yù)緊，修正軸承座擋肩位置等 |
| 安裝不良 | 軸、軸承座的加工精度，改善安裝方法，提高安裝精度 | ||
| 潤滑劑不足、牌號(hào)不合適 | 補(bǔ)充潤滑劑，選擇合適的潤滑劑 | ||
| 旋轉(zhuǎn)件間相互接觸 | 修改迷宮密封等的接觸部分 | ||
| 規(guī)則音 |
由于異物滾動(dòng)面上產(chǎn)生壓痕、 銹蝕或傷痕 |
更換軸承，清洗相關(guān)零件，改善密封裝置使用清潔的潤滑劑 | |
| 布氏壓痕 | 更換軸承，使用正確的安裝方法 | ||
| 滾到面的疲勞剝落 | 更換軸承 | ||
| 不規(guī)則音 | 游隙過大 | 修正配合軸承游隙，調(diào)整預(yù)緊量 | |
| 異物侵入 | 更換軸承，清洗相關(guān)零件，改善密封裝置，使用清潔潤滑劑 | ||
| 球傷、剝落 | 更換軸承 | ||
| 異常溫升 | 潤滑劑過多 | 適量減少潤滑劑，選擇較硬的潤滑脂 | |
| 潤滑劑不足、牌號(hào)不合適 | 補(bǔ)充潤滑劑，選擇合適的潤滑劑 | ||
| 異常載荷 | 修正配合及軸承的游隙，調(diào)整預(yù)緊，調(diào)整軸承座的擋肩位置等 | ||
| 安裝不良 | 改善軸、軸承座外殼的加工精度，改善安裝方法，提高安裝精度 | ||
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配合面的蠕變 密封裝置摩擦過大 |
更換軸承，修正配合，修改軸與軸承座，改善密封結(jié)構(gòu) | ||
| 振動(dòng)大（軸的搖擺） | 布氏壓痕 | 更換軸承，使用正確的安裝方法 | |
| 剝落 | 更換軸承 | ||
| 安裝不良 | 修正軸、軸承座擋肩垂直度、隔圈端面的垂直度 | ||
| 異物侵入 | 更換軸承，清洗各零件，改善密封裝置等 | ||
| 潤滑劑嚴(yán)重泄漏，變色 |
潤滑劑過多，異物侵入 磨屑侵入等 |
潤滑劑要適量，考慮重新選擇潤滑劑或更換軸承，清洗軸承座 | |
軸承的安裝是否正確，直接影響軸承使用時(shí)的精度、壽命和性能。因此，設(shè)計(jì)及裝配部門對(duì)于軸承的安裝要充分研究，按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目通常如下：
希望在安裝時(shí)，再打開軸承包裝。一般脂潤滑時(shí)，不清洗軸承，直接填充潤滑脂。油潤滑時(shí)，一般也不必清洗，但是，儀器用或高速用軸承等，要用潔凈的油清洗，除去涂在軸承上的防銹劑。除去了防銹劑的軸承，易生銹，所以不能隨意放置。
再者，已封入潤滑脂的軸承，不清洗直接使用。
軸承的安裝辦法，因軸承結(jié)構(gòu)、配合、條件而異，由于一般多為軸旋轉(zhuǎn)，所以內(nèi)圈需要過盈配合。圓柱孔軸承，多用壓力機(jī)壓入，或熱裝方法。錐孔的場合，直接固定在錐形軸上，或用緊定套安裝。
安裝到軸承座時(shí)，多采用間隙配合，外圈有過盈量時(shí)，通常用壓力機(jī)壓入，或使用冷卻后安裝的冷縮方法。用干冰作冷卻劑，冷縮安裝的場合，空氣中的水分會(huì)凝結(jié)在軸承的表面。所以需要采取防銹措施。
小型軸承廣泛采用壓力機(jī)壓入的方法。如圖1所示，將墊塊頂住內(nèi)圈，用壓力機(jī)緩緩地壓至內(nèi)圈端面緊貼軸肩。將外圈頂住墊塊安裝內(nèi)圈，會(huì)造成滾道上的壓痕或壓傷，所以絕對(duì)禁止。
再者，操作時(shí)，應(yīng)事先在配合面上涂油。萬不得已用榔頭敲打安裝的場合，要在內(nèi)圈上墊上墊塊作業(yè)。這種做法屢屢造成軸承損傷，所以，只限于過盈量小的情況，不能用于過盈量大或中、大型軸承。
非分離型軸承如深溝球軸承，內(nèi)、外圈都需要過盈安裝的場合，如圖2所示，用螺桿或油壓，使用墊塊將內(nèi)、外圈同時(shí)壓入。調(diào)心球軸承外圈易傾斜，即使不是過盈配合，也最好墊上墊塊安裝。
分離型軸承如圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承，可以將內(nèi)、外圈分別安裝到軸和軸承座上。將分別安裝好的內(nèi)圈和外圈結(jié)合時(shí)，關(guān)鍵的穩(wěn)穩(wěn)地合攏，防止二者中心偏離，勉強(qiáng)壓入會(huì)造成滾到面擦傷。
大型軸承，壓入時(shí)需要很大的力，所以很難作業(yè)。因此，廣泛采用熱裝法：在油中加熱軸承，使之膨脹，然后裝到軸上。使用這種方法，安裝時(shí)不會(huì)出現(xiàn)受力不當(dāng)?shù)那闆r，可縮短作業(yè)時(shí)間。
軸承的加熱溫度，以軸承尺寸、所需的過盈量，參考圖3決定。熱裝作業(yè)有關(guān)注意事項(xiàng)，如下。
除用油熱裝外，利用電磁感應(yīng)原理的NSK感應(yīng)加熱裝置也被廣泛使用。
NSK感應(yīng)加熱裝置，內(nèi)裝勵(lì)磁線圈，通電后由于電磁感應(yīng)作用，電流傳到加熱體（軸承），由軸承自身的阻抗產(chǎn)生熱量。因此可以在短時(shí)間內(nèi)，不用火、油均勻加熱。軸承的熱裝作業(yè)效率高，清潔。
裝、拆較頻繁的場合，如軋輥軸承、鐵道車輛軸箱用圓柱滾子軸承，可使用NSK的專用感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行內(nèi)圈的安裝、拆卸。
錐孔軸承直接將內(nèi)圈固定于錐形軸或者用緊定套、拆卸套安裝到圓柱軸上（如圖4、圖5）。
大型調(diào)心滾子軸承多用油壓安裝，圖6是使用液壓螺母壓入緊定套安裝的例子。圖7是在緊定套上設(shè)置油孔，一邊將高壓油送入配合面，一邊用螺栓壓入緊定套安裝的方法。
調(diào)心軸承的壓入量參考表1。查看徑向游隙的減少量，進(jìn)行安裝。使用塞尺測量游隙，如圖8所示，同時(shí)測量兩列的游隙，要基本相等的數(shù)值。
隨著軸承的尺寸增大，安裝到軸上時(shí)，由于自重外圈發(fā)生橢圓變形，如果在變形軸承最下部測量游隙，測得的數(shù)字會(huì)大于實(shí)際游隙，用這個(gè)錯(cuò)誤的徑向游隙，按表1的大致標(biāo)準(zhǔn)安裝，會(huì)造成過盈量過大，或?qū)嶋H的安裝游隙過小。因此要如圖9所示，以水平方向的橫向兩處游隙a、b和最下部游隙c的總和的一半作為游隙。
調(diào)心球軸承用緊定套安裝到軸上時(shí)，要確保外圈能夠靈活調(diào)心，安裝后的游隙不能過小。
表1 錐孔調(diào)心滾子軸承的安裝
單位:mm
|
軸承公稱內(nèi)徑 d |
徑向游隙的減少量 | 軸向壓入量 | 最小安裝游隙 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 錐度 1:12 | 錐度 1:30 | ||||||||
| 超過 | 到 | 最小 | 最大 | 最小 | 最大 | 最小 | 最大 | CN游隙 | C3游隙 |
| 30 | 40 | 0.025 | 0.03 | 0.4 | 0.45 | - | - | 0.01 | 0.025 |
| 40 | 50 | 0.03 | 0.035 | 0.45 | 0.55 | - | - | 0.015 | 0.03 |
| 50 | 65 | 0.03 | 0.035 | 0.45 | 0.55 | - | - | 0.025 | 0.035 |
| 65 | 80 | 0.04 | 0.045 | 0.6 | 0.7 | - | - | 0.03 | 0.04 |
| 80 | 100 | 0.045 | 0.055 | 0.7 | 0.85 | 1.75 | 2.15 | 0.035 | 0.05 |
| 100 | 120 | 0.05 | 0.06 | 0.75 | 0.9 | 1.9 | 2.25 | 0.045 | 0.065 |
| 120 | 140 | 0.06 | 0.07 | 0.9 | 1.1 | 2.25 | 2.75 | 0.055 | 0.08 |
| 140 | 160 | 0.065 | 0.08 | 1 | 1.3 | 2.5 | 3.25 | 0.06 | 0.1 |
| 160 | 180 | 0.07 | 0.09 | 1.1 | 1.4 | 2.75 | 3.5 | 0.07 | 0.11 |
| 180 | 200 | 0.08 | 0.1 | 1.3 | 1.6 | 3.25 | 4 | 0.07 | 0.11 |
| 200 | 225 | 0.09 | 0.11 | 1.4 | 1.7 | 3.5 | 4.25 | 0.08 | 0.13 |
| 225 | 250 | 0.1 | 0.12 | 1.6 | 1.9 | 4 | 4.75 | 0.09 | 0.14 |
| 250 | 280 | 0.11 | 0.14 | 1.7 | 2.2 | 4.25 | 5.5 | 0.1 | 0.15 |
| 280 | 315 | 0.12 | 0.15 | 1.9 | 2.4 | 4.75 | 6 | 0.11 | 0.16 |
| 315 | 355 | 0.14 | 0.17 | 2.2 | 2.7 | 5.5 | 6.75 | 0.12 | 0.18 |
| 355 | 400 | 0.15 | 0.19 | 2.4 | 3 | 6 | 7.5 | 0.13 | 0.2 |
| 400 | 450 | 0.17 | 0.21 | 2.7 | 3.3 | 6.75 | 8.25 | 0.14 | 0.22 |
| 450 | 500 | 0.19 | 0.24 | 3 | 3.7 | 7.5 | 9.25 | 0.16 | 0.24 |
| 500 | 560 | 0.21 | 0.27 | 3.4 | 4.3 | 8.5 | 11 | 0.17 | 0.27 |
| 560 | 630 | 0.23 | 0.3 | 3.7 | 4.8 | 9.25 | 12 | 0.2 | 0.31 |
| 630 | 710 | 0.26 | 0.33 | 4.2 | 5.3 | 10.5 | 13 | 0.22 | 0.33 |
| 710 | 800 | 0.28 | 0.37 | 4.5 | 5.9 | 11.5 | 15 | 0.24 | 0.39 |
| 800 | 900 | 0.31 | 0.41 | 5 | 6.6 | 12.5 | 16.5 | 0.28 | 0.43 |
| 900 | 1000 | 0.34 | 0.46 | 5.5 | 7.4 | 14 | 18.5 | 0.31 | 0.47 |
| 1000 | 1120 | 0.37 | 0.5 | 5.9 | 8 | 15 | 20 | 0.36 | 0.53 |
市場對(duì)各種使用滾動(dòng)軸承的機(jī)械設(shè)備、儀器等的性能要求日趨嚴(yán)格，對(duì)軸承要求的條件、性能也日趨多樣化。
為了能從為數(shù)眾多的結(jié)構(gòu)、尺寸中，選擇最適合的軸承，需要從各種角度研究。
在軸承選型時(shí)，通常，考慮作為軸系內(nèi)的軸承配、安裝、拆卸的難易度、軸承占用的空間、尺寸及軸承的市場性等，大致決定軸承結(jié)構(gòu)。
其次，再比較研究各種使用軸承的機(jī)械的設(shè)計(jì)壽命和各種軸承的不同耐久程度，來決定軸承尺寸。
在軸承選型時(shí)，往往只考慮軸承的疲勞壽命，但由潤滑脂老化而引起的潤滑脂壽命、磨損、噪聲等也需要充分研究。
再者，還要根據(jù)不同用途對(duì)精度、游隙、保持架結(jié)構(gòu)、潤滑脂等等提出特殊的設(shè)計(jì)要求。
但是，軸承選型并無固定的順序、規(guī)則，優(yōu)先考慮對(duì)軸承要求的條件、性能的事項(xiàng)，更為實(shí)際。在選擇用于新機(jī)械、特殊工況、特殊環(huán)境條件的軸承，請(qǐng)與NSK聯(lián)系。
常規(guī)軸承的選型步驟下圖所示。
滾動(dòng)軸承的代號(hào)，是表示軸承結(jié)構(gòu)、主要尺寸、旋轉(zhuǎn)精度、內(nèi)部游隙、規(guī)格的名稱。由基本代號(hào)和輔助代號(hào)所構(gòu)成。有關(guān)接觸角代號(hào)及補(bǔ)充代號(hào)，遵從代號(hào)從左到右的順序排列。作為參考，舉例如下。
一般采用的軸承主要尺寸，多是以ISO規(guī)定的主要尺寸為準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)軸承的代號(hào)，在JISBl513(滾動(dòng)軸承的代號(hào)方法)中有相應(yīng)規(guī)定。
因?yàn)樾枰敿?xì)區(qū)分軸承規(guī)格，NSK同時(shí)也采用了JIS以外的輔助代號(hào)。在構(gòu)成軸承代號(hào)的基本代號(hào)中，用以表達(dá)軸承的結(jié)構(gòu)形式，尺寸系列的代號(hào)，參見如下圖。
基本代號(hào)、補(bǔ)充代號(hào)的排列，以及具有代表性的代號(hào)，如下圖。
電主軸溫升過高是電主軸的故障之一，是比較典型常見的電主軸故障。那么怎么界定溫升高呢？
油霧型電主軸外殼最熱點(diǎn)溫升超過25℃，油脂型電主軸外殼最熱點(diǎn)溫升超過30℃應(yīng)視作異常。
造成電主軸溫升過高的幾個(gè)主要原因有：
（1）裝配原因
a、選用軸承質(zhì)量差，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)軸承溫升過高 b、軸承反裝、或安裝未到位 c、 裝配時(shí)清潔度差，軸承工作區(qū)域混入雜物 d、主軸軸承外徑與軸承座孔內(nèi)徑配合間隙過小 e、轉(zhuǎn)軸軸承檔外徑與軸承內(nèi)孔過盈偏大 f、 軸承間內(nèi)外調(diào)整墊平行差，垂直度差 g、無導(dǎo)套型電主軸后軸承外調(diào)整墊外徑過大，使之與座孔無間隙，后軸承組無法在后座孔內(nèi)自由移動(dòng) h、軸承間調(diào)整墊未研磨好，造成只有一套軸承承受軸向負(fù)荷 i、 主軸施加予負(fù)荷量過大
（2）使用原因
a、電機(jī)冷卻不夠充分，冷卻系統(tǒng)流量偏小，水箱過小，冷卻水管堵塞 b、主軸與電源匹配、電源供給的三項(xiàng)中頻電壓過高 c、 配用的三相靜止變頻電源輸出波形差，高次諧波含量過高 d、電主軸長時(shí)間超載、超負(fù)荷、超速運(yùn)行 e、由于操作不慎造成撞車、悶車事故，主軸及軸承受損
（3）潤滑原因
a、油脂潤滑型電主軸選用油脂牌號(hào)不對(duì)，油脂潤滑性能不好 b、油脂填充量不足，潤滑不充分 c、 油脂填充量太多，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無法在短時(shí)間內(nèi)將多余的油脂全部甩出工作區(qū)域 d、主軸長期擱置后，重新啟用時(shí)，未檢查內(nèi)裝油脂質(zhì)量 e、軸承清洗后未晾干就直接裝油，主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，大部分油脂被甩出工作區(qū)域 f、 油霧潤滑系統(tǒng)工作不正常，不能保證穩(wěn)定持續(xù)供油 g、使用油品不對(duì)、粘度不對(duì)或油料質(zhì)量低劣 h、油霧潤滑型電主軸供油過多，造成軸承鋼球攪油發(fā)熱 i、 主軸排氣通道不暢
（4）電氣原因
a、定子繞組下線參數(shù)不對(duì)，接線錯(cuò)誤使線包嚴(yán)重發(fā)熱 b、定子線圈受潮，對(duì)地絕緣下降 c、 轉(zhuǎn)子斷條
（5）制造質(zhì)量原因
a、旋轉(zhuǎn)零件與固定零件間隙過小或同軸度差，致使兩零件之間發(fā)生輕微碰擦 b、后軸承座、鋼球、殼體后座孔三者配合過盈量偏大，軸承座難以在殼體內(nèi)自由移動(dòng) c、 滾動(dòng)導(dǎo)套鋼球鉚裝過緊不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸施加的予負(fù)荷不起作用 綜上原因，電主軸發(fā)熱的五大原因中，選擇并安裝合適的主軸軸承對(duì)電主軸影響最為直觀，直接影響到機(jī)床設(shè)備或主軸的壽命和性能。
1、保持器聲“唏利唏利......”
原因分析：由保持器與滾動(dòng)體振動(dòng)、沖撞產(chǎn)生，不管潤滑脂種類如何都可能發(fā)生，承受力矩、負(fù)荷或徑向游隙打的時(shí)候更容易產(chǎn)生。
解決方法：A、提高保持器的精度；B、選用游隙小的軸承或?qū)S承施加預(yù)負(fù)荷；C、降低力矩負(fù)荷，減少安裝誤差；D、選用好的油脂。
2、連續(xù)蜂鳴聲“嗡嗡......”
原因分析：馬達(dá)無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出類似蜂鳴一樣的聲音，且馬達(dá)發(fā)生軸向異常振動(dòng)，開或關(guān)機(jī)時(shí)有“嗡”聲音。
具體特點(diǎn)：多表現(xiàn)為潤滑狀態(tài)不好，冬天且兩端用球軸承的馬達(dá)多發(fā)，主要是軸調(diào)心性能不好時(shí)，軸向振動(dòng)影響下產(chǎn)生的一種不穩(wěn)定的振動(dòng)。
解決方法：A、用潤滑性能好的油脂；B、加預(yù)負(fù)荷，減少安裝誤差；C、選用徑向游隙小的軸承；D、提高馬達(dá)軸承座剛性；E、加強(qiáng)軸承的調(diào)心性。 注：第五點(diǎn)起到根本改善的作用，采用02小溝曲率，01大溝曲率。
3、漆銹
原因分析：由于電機(jī)軸承機(jī)殼漆油后干，揮發(fā)出來的化學(xué)成分腐蝕軸承的端面、外溝及溝道，使溝道被腐蝕后發(fā)生的異常音。
具體特點(diǎn)：被腐蝕后軸承表面生銹比第一面更嚴(yán)重。
解決辦法：A、把轉(zhuǎn)子、機(jī)殼、晾干或者烘干后裝配；B、降低電機(jī)溫度；C、選用適應(yīng)漆的型號(hào)；D、改善電機(jī)軸承放置的環(huán)境溫度；E、用適應(yīng)的油脂，油脂引起銹蝕少，硅油、礦物油最易引起銹蝕；F、采用真空浸漆工藝。
4、雜質(zhì)音
原因分析：由軸承或油脂的清潔度引起，發(fā)出一種不規(guī)則的異常音。
具體特點(diǎn)：聲音時(shí)有時(shí)無，時(shí)大時(shí)小沒有規(guī)則，在高速電機(jī)上多發(fā)。
解決方法：A、選用好的油脂；B、提高注脂前清潔度；C、加強(qiáng)軸承的密封性能；D、提高安裝環(huán)境的清潔度。
5、高頻、振動(dòng)聲“噠噠......”
具體特點(diǎn)：聲音頻率隨軸承轉(zhuǎn)速而變化，零件表面波紋度是引起噪音的主要原因。
解決方法：A、改善軸承滾道表面加工質(zhì)量，降低波紋度幅值；B、減少碰傷；C、修正游隙預(yù)緊力和配合，檢查自由端軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)，改善軸與軸承座的精度安裝方法。
6、溫升
具體特點(diǎn)：軸承運(yùn)轉(zhuǎn)后，溫度超出要求的范圍。
原因分析：A、潤滑脂過多，潤滑劑的阻力增大；B、游隙過小引起內(nèi)部負(fù)荷增大；C、安裝誤差；D、密封裝置的摩擦；E、軸承的爬行。
解決方法：A、選用正確的油脂，用量適當(dāng)；B、修正游隙預(yù)緊力和配合，檢查自由端軸承運(yùn)轉(zhuǎn)情況；C、改善軸承座精度及安裝方法；D、改進(jìn)密封形式。
NSK軸承在使用過程中會(huì)遇到各種問題，今天我們來了解一下如何檢驗(yàn)NSK軸承潤滑脂變質(zhì)的方法。
在使用NSK軸承的過程中，潤滑脂是非常關(guān)鍵的。如果，使用了變質(zhì)的潤滑脂，不僅起不到應(yīng)有的作用，而去還會(huì)損壞NSK軸承。
① 油流觀察法
取兩只量杯，其中一個(gè)盛有待檢查的潤滑油，另一只空放在桌面上，將盛滿潤滑油的量杯舉高離開桌面30-40厘米并傾斜，讓潤滑油慢慢流到空杯中，觀察其流動(dòng)情況，質(zhì)量好的潤滑油油流時(shí)應(yīng)該是細(xì)長、均勻、連綿不斷，若出現(xiàn)油流忽快忽慢，時(shí)而有大塊流下，則說潤滑油已變質(zhì)。
② 手捻法
將潤滑油捻在大拇指與食指之間反復(fù)研磨，較好的潤滑油手感到有潤滑性、磨屑少、無摩擦，若感到手指之間的砂粒之類較大摩擦感，則表明潤滑油內(nèi)雜質(zhì)多，不能再用，應(yīng)更換新潤滑油。
③ 光照法
在天氣晴朗的日子，用螺絲刀將潤滑油撩起，與水平面成45度角。對(duì)照陽光，觀察油滴情況，在光照下，可清晰地看到潤滑油中無磨屑為良好，可繼續(xù)作用，若磨屑過多，應(yīng)更換潤滑油。
④ 油滴痕跡法
取一張干凈的白色濾紙，滴油數(shù)滴在濾紙上，待潤滑油滲漏后，若表面有黑色粉末，用手觸摸有阻澀感，則說明潤滑油里面雜質(zhì)已很多，好的潤滑油無粉末，用手摸上去干而光滑，且呈黃色痕跡。
（1）清洗大量NSK軸承時(shí)，先用溫度為90～100 ℃的熱機(jī)油淋燙以使封裝油熔化，同時(shí)用無縫口且不落屑的工具挖凈全部舊油，再淋燙幾分鐘，然后用煤油沖洗去機(jī)油，最后再用汽油清洗一遍。清洗潔凈后，應(yīng)戴上薄膜手套將NSK軸承放在工作臺(tái)上的潔凈的布上或紙上晾干。
（2）在NSK軸承安裝之前，應(yīng)該用適當(dāng)?shù)臏y量工具按設(shè)計(jì)圖紙上的技術(shù)要求規(guī)定，檢查軸和座孔以及有關(guān)零件的加工質(zhì)量，如尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度等。
（3）臨安裝時(shí)打開NSK軸承封裝，將它浸入上述汽油等液體中以手輕緩地轉(zhuǎn)動(dòng)，要保證保持架，滾動(dòng)體以及滾道表面的封裝油徹底被清洗潔凈。
（4）應(yīng)將裝配表面用潔凈的汽油、煤油、甲苯或二甲苯等溶液清洗潔凈，并用潔凈的抹布擦干，再涂上薄薄一層潤滑油，這樣可使安裝操作更方便。
（5）注意帶密封NSK軸承不可用本法清洗，密封的內(nèi)部應(yīng)保持原樣不可清洗。
（6）軸和軸承座孔的裝配表面上如有碰傷、毛刺、銹斑或固體微粒（如磨屑、砂粒和泥土）等存在，不僅會(huì)使NSK軸承安裝困難并使安裝位置不正確，而且固體微粒如落入NSK軸承內(nèi)就會(huì)起研磨作用，當(dāng)NSK軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)磨傷或擦傷NSK軸承的工作表面，因此在安裝之前必須仔細(xì)加以檢查，如發(fā)現(xiàn)有上述缺陷，應(yīng)加以修正。例如利用油銼除去毛刺、凸起碰痕、銹斑，并用細(xì)砂布打光，又如清洗固體微粒、污物等。
