轴承作为机械设备的重要零部件, 使用过程中失效是常见的问题, 一般滚动轴承失效原因是比较复杂的,会设计到各方面的专业知识,有早期失效,使用过程中失效等 公司在选用轴承后, 常常遇到轴承经检测是合格的, 但试运转一段时间后轴承出现卡滞或早期失效,保持架严重磨损乃至扭曲与断裂 经失效结果分析表明, 属于轴承本身质量问题并不多, 多数是由于安装不当、 使用不当所造成, 为此, 现就我公司常见轴承的失效模式与机理做基本说明: 失效形式汇总: 擦伤 零件相互接触的表面上, 沿滑动方向产生的机械摩擦损伤, 有一定长度和深度原因:轴向预紧力过大或轴承游隙过小,润滑不良或密封不良 划伤 硬性颗粒及硬物棱角在轴承表面滑动而产生的表面线状机械性损伤 划伤呈线状、光亮、无方向性,有手感原因:粗鲁作业,润滑剂含杂质,密封不良 点蚀 金属表面呈分散或群集状的细小坑点 产生于滚动接触面上, 呈黑色针孔状凹坑,有一定深度,个别存在或密集分布原因:润滑不良时,在滚动接触应力的循环作用下, 金属亚表层夹杂物或炭化物形成应力集中, 进而产生微观裂纹,并逐渐发展成凹坑状的微小剥离润滑剂含杂质,密封不良 磨耗 零件在摩擦作用下,金属表面材料被去除的现象。
如细微颗粒物进入轴承或润滑不良,在滑动摩擦的作用下,零件接触处金属表面材料被磨掉产生于滚动接触面上或引导面上,呈磨合状的浅沟槽,表面光亮随着滚动接触表面的磨耗发展,轴承游隙增大 电蚀 电流通过轴承时,击穿油膜,产生高温,使金属表面局部熔融形成不规则凹坑或沟蚀电蚀凹坑呈斑点状,有金属熔融现象,深处蓝黑色,呈火山喷口状;轴承运行中形成的电蚀沟蚀呈洗衣板状 干涉磨损 游隙过大或有异物进入轴承使滚动体运转卡阻 如轴承的滚动体卡伤一轴承运行过程中, 滚动体在异物或其他零件的作用下自转或公转受阻时, 滚动体的工作表面与其他零件干涉所出现的磨损、裂损 破裂 由其他损伤诱发,如:轴承承受非正常冲击动,材料缺陷或材料疲劳,零件局部温升等,引发材料破坏性损伤裂损按损伤程度分为裂纹和缺损裂纹:呈线状,无方向性,有一定长度和深度缺损:零件有局部掉块 腐蚀 密封不良,造成轴承中进入潮湿的空气或水、酸、碱类物质会引发轴承锈蚀,是一种金属表面与周围环境介质发生化学反应产生的表面损伤现象 腐蚀按不同程度分为色斑、蚀刻和蚀坑 色斑:呈点就或条状,颜色呈浅灰色或红褐色,无深度 蚀刻:呈点状、条状或片状,颜色呈灰黑色,稍有手感。
蚀坑:呈点状、条状或片状,颜色呈红褐色或黑色,手感明显 过热 轴承热变色的产生原因一润滑不良、润滑剂老化,安装配合不当,游隙小,进而温升造成金属表面产生氧化的现象 零件受热部位呈现淡黄色、 黄色、 橙色、棕红色、紫兰色、蓝黑色 烧结 预紧力过大、轴承游隙过小,润滑不良,轴承高速运转产生温升,使滚动体受热膨胀后接触表面摩擦产生的急剧温升形成, 引发金属表面的热熔性材料粘着现象在零件相互接触的表面上,金属表面粘附有被迁移的熔融性材料 碰伤 粗鲁作业使轴承外表面受到按一定角度施加的强力冲撞、敲击产生的凹陷痕迹, 引发轴承磕碰伤, 即轴承零件之间或与其他硬物之间相互碰撞产生的零件表面机械性损伤 呈半圆形或针叶形等形状规则的凹陷, 边缘突起, 手感明显一般在严重的磕碰伤附近及其尖角处有微裂纹 压痕 在过载冲击力或过载压力的作用下,滚道面受滚动体挤压而产生的凹陷痕迹轴承受到振动、颠簸,滚动体与滚道发生碰撞形成在强大挤压力作用下,金属表面产生的塑性凹陷凹陷形状与挤压体的形状吻合,有深度,边沿材料凸起光滑 拉伤 轴承安装或退卸时,装配倒角过渡不圆滑,过盈量大;可分离套圈在轴承合套时偏斜, 滚道与滚子摩擦产生的机械性损伤。
轴承材料装配表面受到极大的摩擦力时产生的机械性损伤 伤痕与摩擦力方向一致, 严重时有金属表面材料位移或表面附着物 辗皮 装配不当或润滑不良时, 在滚动接触应力和滑动摩擦的作用下, 滚动面产生的极浅的疲劳剥落 金属表面由于疲劳而发生的极薄的金属起皮现象 产生于滚动面的极薄的起皮或脱落颗粒,强光下有光泽,手搓时有手感;辗皮后的零件表面失去原有光泽 剥离 装配不当或润滑不良时, 在过载应力的作用下产生的严重剥落 金属表面在高接触应力的循环作用下产生的片状剥落现象在滚动面有--定的面积和深度,表面呈凸凹不平的鳞状,边角锐利 偏载 装配不当或轴向力过大时造成轴承的内、 外圈错位, 只有一列滚动体受力或滚道的一侧受力 在滚动面偏一侧有剥落现象 向心球轴承剥落部位不在沟底而偏一侧双列轴承只有一列滚道剥落 公司选用及装配轴承注意事项 1、轴承选型需考虑的因素 ·安装方法 ·间隙及游隙(径向、轴向等) ·润滑系统合理性 ·工况条件(环境、选型等) ·运转速度 ·密封性(异物进入) 2、常见轴承失效形式 滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏 常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。
公司产品主要针对重型冶金设备,常见失效形式如下: 温度失常 ·润滑系统出现故障时,将导致摩擦异常,温度失常 ·选型错误导致的在过冷、过热条件下,轴承温度失常 ·润滑系统正常,但润滑剂异常带来了氧化退化或变质,进而导致摩擦发热 轴承变形 ·因温度剧烈变化,导致轴承材料硬度等性能产生变化,塑性产生变化 ·因安装不到位、配做不合理导致轴承在使用过程中间隙变化,精度降低 磨损及腐蚀 ·磨损不可避免 ·轴承使用中的振动、冲击等间隙性或冲击性的运动 ·轴承在装配时,不合理的配合尺寸会加剧轴承磨损 ·轴承进入异物或杂质,轻则家中轴承磨损,重则损坏轴承 ·润滑剂异常,加速腐蚀轴承表面,进而加速轴承磨损 ·轴承运行存在倾斜时,会加重轴承磨损,甚至使轴承保持架断裂 ·轴承受到突发冲击载荷或负荷过重,轴承会产生击蚀、压痕 ·轴承受到电击,如电焊时地线放置位置错误 其他 ·反复在循环的压力下,表面将产生疲劳裂纹 ·轴承材质不合格、热处理不合格、加工精度不合格等轴承本身问题 3、失效判定方法 简易判定 ·轴承异响 ·冒烟、出现烧焦气味 ·温度持续超过设计值 ·轴承转动时振动过大 ·稀油润滑条件下,更换润滑油时杂质过多 一般分析技术 ·油液分析法 ·声发射分析 ·温度监控法 ·振动分析 。