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1、滚动轴承失效形式的探讨摘 要：滚动轴承损坏的情况比一般机械零件的损坏要复杂得多，大部 分是由于使用维护不当，如选型不适合、支承设计不合理、安装不当、润滑不良、密封不好等外部因素引起的。轴承失效有不同的形式，按照不同的失效形式采取预防措施才能有效延长轴承使用寿命。关键词：疲劳破坏 塑性变形 胶合 磨损滚动轴承是一种通用标准件。滚动轴承（rolling bearing）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件.圆锥滚子轴承是滚动轴承的一种，它可以分离，由内圈与滚子、保持架一起组成的组件和外圈可以分别安装.滚子和滚道接触处修正的接触线可以减少应力集中.圆锥滚
2、子轴承可以承受大的径向载荷和轴向载荷.由于圆锥滚子轴承只能传递单向轴向载荷，因此，为传递相反方向的轴向载荷就需要另一个与之对称安装的圆锥滚子轴承. 我们常见的滚动轴承失效形式有：疲劳点蚀、塑性变形即凹坑及压痕、磨损、裂纹和断裂、保持架损坏、特殊工况下的化学腐蚀和电流腐蚀。1、滚动轴承的失效形式(1)疲劳破坏滚动轴承接触疲劳失效是指滚动轴承工作表面受到交变应力的作用而产生的失效,它是滚动轴承失效的主要形式。滚动轴承内圈、外圈的滚道面或滚动体面承受的接触应力 H 可近似地看作是脉动循环,它随泵运行时间呈周期性变化。如此周期性的应力变化容易引起接触面的接触疲劳,当循环应力与其循环重复的次数达到某一数
3、值后,首先在表层下一定的深度处产生疲劳裂纹,当滚动部件经过这些裂纹时,裂纹面范围逐渐扩大,并继续发展到接触表面,使金属成片状剥落,形成接触疲劳点蚀,最终导致滚动轴承失效。(2)塑性变形当轴承转速很低或间歇摆动时，在很大的静载荷或冲击载荷作用下，会使轴承滚道和滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服极限，产生塑性变形（滚道表面形成变形凹坑） ，而使轴承在运转中产生剧烈振动和噪声，若变形量超过一定范围，将导致轴承不能够正常工作。这种情况一般发生在低速运转的轴承上。(3)磨损失效。滚动轴承内外圈与滚动体之间虽然主要表现为滚动摩擦,但金属表面存在接触和相对运动,使摩擦不可避免,使滚动轴承零件尺寸和形状发生
4、变化,间隙增大,运动精度降低,噪声、振动加剧,最终导致滚动轴承失效。滚动轴承的磨损失效主要有 4 种原因:磨料磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、微动磨损。磨料磨损是由于外界硬质磨料(如润滑油中的杂质)或碎裂的金属(如齿轮剥落物)进入轴承滚道引起的磨损,表现为磨损表面有被磨粒摩擦留下的细槽痕或因压溃而出现的麻点。粘着磨损是滚动轴承运动副中作相对运动的表面金属由于直接接触使材料从一个表面转移到另一个表面产生磨损,表现为滚道、滚动体表面可看到金属粘着的痕迹,严重的黏着磨损(胶合和咬死)导致负载加大,能耗上升,甚至无法工作。黏着磨损的主要原因是润滑不良、局部过热。腐蚀磨损是由于在野外露天工作,水和其他杂质极易
5、进入减速器箱体内,使润滑油品质发生变化,在与滚动轴承摩擦表面接触时发生化学或电化学反应,引起摩擦,产生腐蚀磨损,最常见的是由于水进入滚动轴承发生氧化磨损。微动磨损是由于运转时不可避免地存在振动,使滚动轴承零件之间存在长期的振幅很小的相对运动,接触部件就会出现微动磨损,最显著的特征是在接触表面出现红褐色的 Fe2O3 或是黑色的 Fe3O4 磨损和细小凹坑。(4)断裂失效。减速器滚动轴承外圈、滚动体和保持架在一定条件下都可能出现危害性很大的断裂失效,由于产生原因不同可分为 3 种:过载断裂、疲劳断裂、缺陷断裂。过载断裂是工况突然发生变化,如抽油泵夹砂、油井结蜡,光杆偏磨等,外加载荷过大,引起滚动
6、轴承零件断裂失效,其断口为一次性断裂白口;疲劳断裂是工作时的交变应力引起的滚动轴承部件断裂,其断口为疲劳断口;缺陷断裂是由于滚动轴承零件的材料存在内在质量问题,如夹杂物、裂纹和热处理缺陷时,就会在运转时出现缺陷断裂。（5）腐蚀失效腐蚀失效是指在有腐蚀介质环境中发生的滚道或滚动体表面坑状锈蚀、全面生锈及腐蚀,多数是水分、腐蚀性介质的侵入、润滑剂含酸性物质、高温多湿时形成冷凝水等因素造成的。生锈和腐蚀使轴承原有配合间隙改变,精度降低,乃至造成腐蚀失效。2 滚动轴承的正确维护滚动轴承的正确维护是减少轴承失效的有效途径，也是延长轴承寿命的可靠保证。因此，在工程机械的日常维护和维修中，要重视滚动轴承拆装
7、、检验、润滑的各个环节，并对滚动轴承进行正确调整。为使轴承保持良好的工作状态，延长其使用寿命，装配时都需进行调整，即调整轴承与相配轴的同轴度及轴承的预紧度。（1) 同轴度的调整为保证轴有正确的工作位置，轴承装配时应使其与相配轴有良好的同轴度。靠定位装置定位，安装轴承前应检查卡环是否良好、可靠，轴肩是否平整，表面有无杂质等；通过试运转找正，在轴承盖紧固螺栓拧紧过程中，应不断转动轴承，使其在转动中自行找正后，再按规定力矩拧紧紧固螺栓。传动轴中间支承轴承等也应如此。（2) 轴承预紧度的调整 轴承预紧即安装时迫使轴承内、外圈间产生一定的轴向位移，从而使轴承预先压紧，以提高轴承的支承刚度。预紧度合适的轴
8、承应转动灵活，轴向推拉、撬动无明显的间隙感觉。滚动轴承的润滑润滑和密封对滚动轴承的疲劳寿命和摩擦、磨损、温升、振动等有重要影响，没有正常的润滑，轴承就不能工作，因此轴承的良好润滑是减小轴承摩擦和磨损的有效措施。滚动轴承工作条件恶劣，受冲击负荷的影响显著，若采用质量较差的润滑油（如抗氧化性、稳定性差） ，选用不当的润滑脂或者不能对轴承进行很好的密封，导致灰尘、水分等进入轴承，均会对轴承工作产生很大负面影响，因此在维护滚动轴承时必须重视润滑和密封。滚动轴承的润滑剂可以是润滑脂、润滑油和固体润滑剂。3、结束语正确判断滚动轴承的失效形式，针对不同形式进行维护。滚动轴承的正确维护是减少轴承失效的有效措施，加强轴承的状态监测和日常维护。轴承的良好工作状态是保证设备可靠运行的一个重要方面。当生产与维护发生矛盾时，不能以生产为主而延误及时的维护，致使轴承带病工作，合理地润滑是保证轴承正常工作的有效措施之一，特别对高速、重载设备，对润滑脂、润滑油的选用和注人时间必须提出相应的要求。参考文献：1 黄森彬机械设计基础M北京：高等教育出版社，1998:199-200.2 汪德涛，林亨耀.设备润滑手册M.北京：机械工业出版社，2000.3 李青,金东明,戈炳华.机械采油技术管理方法M.北京:石油工业出版社, 1994.
