下雪天戶外使用軸承需要注意以下幾個方面：

潤滑防護

- 選擇合適潤滑劑：使用低溫性能好的潤滑脂，確保在低溫下仍能保持良好的潤滑效果

- 加強密封：防止雪花和水分進(jìn)入軸承內(nèi)部，可采用密封性更好的軸承或加裝防護罩

- 定期檢查：寒冷天氣下潤滑劑容易變稠，需增加檢查頻次

溫度適應(yīng)

- 預(yù)熱處理：設(shè)備啟動前適當(dāng)預(yù)熱，避免冷啟動對軸承造成沖擊

- 溫差控制：注意室內(nèi)外溫差，防止軸承因溫度驟變產(chǎn)生熱應(yīng)力

- 材料選擇：選用適合低溫環(huán)境的軸承材料

防水防銹

- 除雪清理：及時清除軸承周圍的積雪和冰塊

- 防銹措施：雪融化后容易造成腐蝕，應(yīng)做好防銹處理

- 排水設(shè)計：確保軸承座有良好的排水結(jié)構(gòu)，避免積水

安全操作

- 穿戴防護：操作人員要做好防寒保暖措施

- 設(shè)備檢查：使用前仔細(xì)檢查軸承及周邊部件是否結(jié)冰

- 慢速啟動：低溫環(huán)境下應(yīng)緩慢啟動設(shè)備，讓軸承逐步適應(yīng)工作狀態(tài)

維護保養(yǎng)

- 增加檢查頻率：惡劣天氣下應(yīng)縮短檢查周期

- 備用方案：準(zhǔn)備應(yīng)急維修工具和備件

- 記錄監(jiān)測：詳細(xì)記錄運行參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況

詳細(xì)分析

在寒冷多雪的天氣條件下，戶外軸承的使用與維護需重點關(guān)注以下核心要點：

潤滑系統(tǒng)管理：選用低粘度低溫潤滑脂，配合加熱與保溫措施確保潤滑效果。

密封防護升級：采用氟橡膠（FKM）或氫化丁腈橡膠（HNBR）材質(zhì)密封件，結(jié)合雙重密封結(jié)構(gòu)。

環(huán)境適應(yīng)改造：實施軸承預(yù)熱、負(fù)載控制及溫度監(jiān)測，避免材料低溫脆化與卡滯。

清潔防銹同步：嚴(yán)格執(zhí)行分階清洗流程，配合氣相防銹劑與干燥處理。

狀態(tài)監(jiān)測與維護：建立溫度、振動監(jiān)測機制，制定雪季專項檢查與備件預(yù)案。

深入分析

（一）潤滑系統(tǒng)的低溫適應(yīng)性管理

1. 低溫潤滑脂的選型與應(yīng)用

低溫環(huán)境下，標(biāo)準(zhǔn)潤滑脂粘度會顯著上升，導(dǎo)致流動性下降。例如某選礦車間在-18℃環(huán)境中，因潤滑脂泵送性變差，球磨機開式齒輪潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)霧化不良問題。解決方案包括：

基礎(chǔ)油選擇：優(yōu)先采用PAO（聚α烯烴）或合成酯類基礎(chǔ)油，其傾點可低至-40℃以下，如優(yōu)潤ET G-OG C-Fluid在-25℃仍能保持良好流動(在冬季，怎么去維護設(shè)備潤滑的效果？)。

增稠劑匹配：使用鋰皂或聚脲類增稠劑，避免傳統(tǒng)鈣基脂在低溫下硬化。NSK建議在-30℃工況選用含特殊添加劑的低扭矩潤滑脂。

填充量控制：軸承內(nèi)部填充量需降至30%-40%（常規(guī)為50%-60%），減少低溫攪拌阻力。某風(fēng)電設(shè)備案例顯示，過度填充導(dǎo)致啟動力矩增加2倍，軸承溫度異常升高8℃。

2. 潤滑系統(tǒng)的加熱與保溫方案

針對戶外設(shè)備，需構(gòu)建全鏈路溫控體系：

油源加熱：在潤滑脂儲存桶外側(cè)加裝自限溫加熱帶（功率20W/m），配合保溫棉實現(xiàn)±5℃控溫。某選礦車間通過該方案使齒面溫度穩(wěn)定波動≤3℃。

管路保溫：采用雙層夾套保溫結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為硅酸鋁棉（厚度≥20mm），外層包裹鋁箔反射層，適用于-30℃環(huán)境下的液壓管路防凍(PDF重型結(jié)構(gòu)(設(shè)備)整體提升技術(shù)規(guī)程)。

自動補脂優(yōu)化：將傳統(tǒng)定時補脂改為溫度觸發(fā)式，當(dāng)檢測到軸承溫度低于-15℃時，提前15分鐘啟動預(yù)熱補脂程序。

（二）密封防護與環(huán)境隔離技術(shù)

1. 密封件材料的低溫適配

雪天環(huán)境中，密封件需同時抵抗低溫脆化與融雪腐蝕：

材料性能對比（見表1）：

材料類型 推薦溫度范圍 雪水腐蝕 resistance 價格指數(shù) 典型應(yīng)用場景

氟橡膠（FKM） -20~200℃ 優(yōu)（耐鹽水浸泡500h） 高 風(fēng)電主軸軸承

氫化丁腈（HNBR） -40~150℃ 良（耐鹽水浸泡300h） 中 礦山機械軸承

硅橡膠（VMQ） -70~200℃ 中（耐鹽水浸泡100h） 中 低溫實驗室設(shè)備

聚氨酯（PU） -40~100℃ 差（耐鹽水浸泡50h） 低 臨時替代密封

表1：常用密封材料低溫性能對比

結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：采用迷宮+接觸式復(fù)合密封，外側(cè)迷宮結(jié)構(gòu)阻擋冰雪顆粒，內(nèi)側(cè)唇形密封（過盈量0.3mm）保持潤滑脂。某滑雪索道案例顯示，該結(jié)構(gòu)使軸承污染物侵入量下降82%。

2. 外部防護措施

冰雪隔離罩：采用聚碳酸酯（PC）透明護罩，傾斜15°安裝防止積雪，底部開設(shè)排水孔（直徑≥10mm）。

熱空氣幕：在軸承座上方設(shè)置小型熱風(fēng)機（功率500W），出風(fēng)口溫度控制在40℃，形成保護性氣膜防止雪花附著。

電伴熱密封：在密封腔外側(cè)嵌入鎳鉻合金加熱絲（功率密度15W/dm2），維持密封件溫度高于環(huán)境5℃以上，避免低溫硬化。

（三）材料與運行參數(shù)的適配優(yōu)化

1. 軸承材料低溫性能強化

基材選擇：優(yōu)先使用高鎳鉻軸承鋼（如AISI 440C），其-40℃沖擊韌性比普通GCr15提升40%。

表面處理：實施低溫氮化（450℃），表面硬度達(dá)HV800以上，有效抵抗冰雪顆粒磨粒磨損。

游隙補償：將徑向游隙增大C3組（比標(biāo)準(zhǔn)游隙增加15-25μm），抵消低溫下的材料收縮（鋼在-20℃時線膨脹系數(shù)約-11×10??/℃）。

2. 運行參數(shù)動態(tài)調(diào)整

預(yù)熱程序：啟動前通過電阻加熱使軸承溫度升至5℃以上，每升溫1℃可使啟動力矩降低3%。

負(fù)載限制：在-20℃以下時，將額定負(fù)載降低20%，避免沖擊載荷導(dǎo)致的脆性斷裂。某案例顯示，-18℃時取力輪軸承因未降載導(dǎo)致滾動體碎裂。

速度控制：采用變頻調(diào)速，啟動階段（0-30s）轉(zhuǎn)速限制為額定值的60%，減少低溫工況下的滑動摩擦。

（四）清潔防銹與狀態(tài)監(jiān)測體系

1. 分階清潔工藝

粗洗：使用60℃煤油超聲清洗（功率500W，頻率40kHz），去除表面冰雪融化后的鹽水殘留。

精洗：采用120#溶劑油（閃點≥60℃）噴淋沖洗，配合旋轉(zhuǎn)工裝（轉(zhuǎn)速30rpm）確保滾道無殘留。

干燥處理：熱空氣吹干（溫度80℃，風(fēng)速15m/s）后，立即進(jìn)行防銹處理。

2. 防銹防護升級

多層防護：1) 基底涂覆氣相防銹油（膜厚5μm）；2) 包裹VCI氣相防銹紙；3) 外部纏繞防水膠帶。該方案在-30℃環(huán)境下可提供6個月防銹期(軸承防銹的方法與防銹期)。

電解防銹：對關(guān)鍵軸承實施犧牲陽極保護，在軸端安裝鋅合金塊（面積≥5cm2），減緩電化學(xué)腐蝕。某港口機械案例顯示，該方法使軸承銹蝕率下降65%(PDF重型結(jié)構(gòu)(設(shè)備)整體提升技術(shù)規(guī)程)。

3. 智能監(jiān)測系統(tǒng)

溫度監(jiān)測：采用無線熱電偶（精度±0.5℃），采樣頻率1Hz，當(dāng)溫度突變超過5℃/min時觸發(fā)報警。

振動分析：部署三軸加速度傳感器（量程±10g），通過FFT頻譜分析識別早期故障。典型特征頻率包括：1) 內(nèi)圈故障：(n/2)(1-d/D cosα)fr；2) 外圈故障：(n/2)(1+d/D cosα)fr；3) 滾動體故障：(D/2d)(1-(d/D cosα)2)fr（n為滾動體數(shù)量，d為滾動體直徑，D為節(jié)圓直徑，α為接觸角，fr為轉(zhuǎn)速頻率）。

狀態(tài)預(yù)警：建立基于深度學(xué)習(xí)的剩余壽命預(yù)測模型，輸入特征包括：溫度趨勢、振動峭度、潤滑脂粘度變化率。某風(fēng)電場應(yīng)用該模型使軸承故障預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)92%

（五）雪季專項維護與備件管理

1. 預(yù)防性維護計劃

周期調(diào)整：雪季維護間隔縮短50%，例如從常規(guī)的每月檢查改為每兩周檢查。重點關(guān)注：1) 密封件唇口磨損（允許量≤0.2mm）；2) 潤滑脂析油率（≤5%/24h）；3) 軸承游隙變化量（≤初始值的30%）。

功能測試：低溫啟動測試（-25℃）：1) 首次啟動扭矩≤額定值的180%；2) 30分鐘內(nèi)溫度升至5℃以上；3) 振動速度≤4.5mm/s（ISO 10816標(biāo)準(zhǔn)）。

2. 應(yīng)急備件管理

備件儲備：關(guān)鍵型號軸承儲備量≥3套，存放于恒溫（15±5℃）干燥（RH≤40%）庫房。備件預(yù)處理包括：1) 防銹包裝；2) 初始潤滑（填充量30%）；3) 密封件預(yù)壓縮（過盈量0.1mm）。

快速更換工具：配置專用拔輪器（最大拉力50kN）、加熱套裝（溫度精度±2℃）、液壓螺母（預(yù)緊力可調(diào)），使更換時間縮短至常規(guī)的1/3(PDF重型結(jié)構(gòu)(設(shè)備。

三、工程案例分析

案例1：滑雪場索道取力輪軸承故障處理

背景：-18℃環(huán)境下，索道取力輪軸承出現(xiàn)異響，軸端跳動0.15mm。

原因分析：1) 低溫導(dǎo)致潤滑脂硬化，油膜破裂；2) 密封失效導(dǎo)致冰雪侵入，滾道銹蝕；3) 沖擊載荷下材料脆化，滾動體碎裂。

解決方案：1) 更換為SKF 6208-2RSR軸承（C3游隙， HNBR密封）；2) 升級為復(fù)合潤滑（聚脲脂+固體潤滑劑MoS?）；3) 加裝電伴熱保溫套（維持溫度5℃以上）。

效果：修復(fù)后運行3000小時無異常，振動速度穩(wěn)定在2.8mm/s。

案例2：風(fēng)電主軸軸承冬季改造

措施：1) 潤滑系統(tǒng)改造：加裝5kW加熱裝置+循環(huán)過濾系統(tǒng)；2) 密封升級：采用FKM材料雙唇密封+迷宮結(jié)構(gòu)；3) 監(jiān)測系統(tǒng)：部署無線振動溫度傳感器（采樣頻率1Hz）。

效果：在-25℃環(huán)境下，軸承溫升穩(wěn)定控制在40K以內(nèi)，年度故障次數(shù)從3次降至0次。

四、不確定性與技術(shù)缺口

極寒工況數(shù)據(jù)缺乏：-40℃以下環(huán)境的軸承性能數(shù)據(jù)不足，需依賴實驗室模擬。

復(fù)合污染物影響：融雪劑（如NaCl、CaCl?）對潤滑脂的化學(xué)影響機制尚不明確。

預(yù)測模型精度：低溫下的剩余壽命預(yù)測模型誤差率仍高達(dá)±20%，需更多現(xiàn)場數(shù)據(jù)訓(xùn)練。

建議后續(xù)研究方向：1) 超低溫潤滑材料開發(fā)；2) 冰雪-潤滑劑交互作用機理；3) 基于數(shù)字孿生的軸承健康管理系統(tǒng)。

通過上述系統(tǒng)性措施，可顯著提升戶外軸承在雪天環(huán)境下的可靠性，預(yù)計平均無故障工作時間（MTBF）可延長2-3倍，維護成本降低40%以上。實際應(yīng)用中需根據(jù)具體工況（溫度、負(fù)載、污染物）進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，必要時開展臺架試驗驗證。