轴承的涂层磨损监测技术与维护预警

轴承表面涂层（如DLC涂层、陶瓷涂层）在使用中会因磨损逐渐失效，若不能及时监测更换，会导致轴承基材暴露、磨损加剧。轴承的涂层磨损监测技术通过实时追踪涂层状态，实现维护预警，可有效避免涂层失效引发的轴承故障。​

目前主流的涂层磨损监测技术分为三类：一是电信号监测法，在涂层与基材间设置超薄导电层（厚度1-2μm），涂层磨损未触及导电层时，监测电路呈开路状态；当涂层磨损至导电层暴露，电路导通并触发预警。该方法适用于DLC等绝缘涂层，监测精度可达涂层厚度的5％，如5μm厚的DLC涂层，磨损至4.75μm时即可预警。二是光学监测法，在涂层表面嵌入荧光标记物（粒径50-100nm），通过光纤传感器实时采集荧光强度，涂层磨损量越大，荧光强度越弱，当强度降至初始值的70％时发出预警。该方法无需破坏轴承结构，适合在役轴承监测。三是振动频谱监测法，涂层磨损会导致瓦轴轴承振动特征频率变化（如涂层完好时振动峰值在200Hz，磨损后偏移至300Hz），通过分析振动频谱的变化趋势，可间接判断涂层磨损状态，适合重载工况下的轴承监测。​

维护预警系统需结合监测数据与工况参数，建立涂层寿命模型：例如在粉尘工况下，DLC涂层的磨损速率约为0.1μm/100小时，若初始厚度为5μm，可预警剩余寿命约3500小时。实际应用中，涂层磨损监测技术可使轴承维护周期精准度提升60％，避免过度维护或维护不足，大幅降低设备运维成本。未来，随着AI算法的融入，涂层磨损监测将实现更精准的寿命预测，为轴承智能维护提供技术支撑。