滾動軸承失效形式探討

1、滾動軸承失效形式的探討摘要：滾動軸承損壞的情況比一般機(jī)械零件的損壞要復(fù)雜得多，大部分是由于使用維護(hù)不 當(dāng)，如選型不適合、支承設(shè)計不合理、安裝不當(dāng)、潤滑不良、密封不好等外部因素引起的。 軸承失效有不同的形式，按照不同的失效形式采取預(yù)防措施才能有效延長軸承使用壽命。 關(guān)鍵詞：疲勞破壞塑性變形膠合磨損滾動軸承是一種通用標(biāo)準(zhǔn)件。滾動軸承(rolling bearing)是將運轉(zhuǎn)的軸 與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦損失的種精密的機(jī)械元件. 圓錐滾子軸承是滾動軸承的一種，它可以分離，由內(nèi)圈與滾子、保持架一起組成 的組件和外圈可以分別安裝滾子和滾道接觸處修止的接觸線可以減少應(yīng)力集中. 圓錐滾

2、子軸承可以承受大的徑向載荷和軸向載荷.由于圓錐滾子軸承只能傳遞單 向軸向載荷，因此，為傳遞相反方向的軸向載荷就需要另一個與z對稱安裝的圓 錐滾子軸承.我們常見的滾動軸承失效形式有：疲勞點蝕、塑性變形即凹坑及壓 痕、磨損、裂紋和斷裂、保持架損壞、特殊工況下的化學(xué)腐蝕和電流腐蝕。1、滾動軸承的失效形式(1) 疲勞破壞滾動軸承接觸疲勞失效是指滾動軸承工作表面受到交變應(yīng)力的作用而產(chǎn)牛的失效，它 是滾動軸承失效的主要形式。滾動軸承內(nèi)圈、外圈的滾道面或滾動體面承受的接 觸應(yīng)力oh可近似地看作是脈動循環(huán)，它隨泵運行時間呈周期性變化。如此周期 性的應(yīng)力變化容易引起接觸面的接觸疲勞，當(dāng)循環(huán)應(yīng)力與其循環(huán)重復(fù)的次數(shù)

3、達(dá)到 某一數(shù)值后，首先在表層下一定的深度處產(chǎn)生疲勞裂紋，當(dāng)滾動部件經(jīng)過這些裂 紋時,裂紋面范圍逐漸擴(kuò)大，并繼續(xù)發(fā)展到接觸表面，使金屬成片狀剝落，形成接 觸疲勞點蝕，最終導(dǎo)致滾動軸承失效。(2) 塑性變形當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動時，在很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會使軸 承滾道和滾動體接觸處的局部應(yīng)力超過材料的屈服極限，產(chǎn)生塑性變形(滾道表 面形成變形凹坑)，而使軸承在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)牛劇烈振動和噪聲，若變形量超過一定 范圍，將導(dǎo)致軸承不能夠正常工作。這種情況一般發(fā)生在低速運轉(zhuǎn)的軸承上。(3) 磨損失效。滾動軸承內(nèi)外圈與滾動體之間雖然主要表現(xiàn)為滾動摩擦，但金屬表面存在接觸和 相對運動，使摩擦不可避免，使

4、滾動軸承零件尺寸和形狀發(fā)生變化，間隙增大，運 動精度降低,噪聲、振動加劇，最終導(dǎo)致滾動軸承失效。滾動軸承的磨損失效主要 有4種原因:磨料磨損、粘著磨損、腐蝕磨損、微動磨損。磨料磨損是由于外界 硬質(zhì)磨料（如潤滑油中的雜質(zhì)）或碎裂的金屬（如齒輪剝落物）進(jìn)入軸承滾道引起 的磨損，表現(xiàn)為磨損表面有被磨粒摩擦留下的細(xì)槽痕或因壓潰而出現(xiàn)的麻點。粘 著磨損是滾動軸承運動副中作相對運動的表而金屬由于直接接觸使材料從一個 表面轉(zhuǎn)移到另一個表面產(chǎn)生磨損,表現(xiàn)為滾道、滾動體表面可看到金屬粘著的痕 跡，嚴(yán)重的黏著磨損（膠合和咬死）導(dǎo)致負(fù)載加大，能耗上升，甚至無法工作。黏著 磨損的主要原因是潤滑不良、局部過熱。腐蝕磨損

5、是由于在野外露天工作，水和 其他雜質(zhì)極易進(jìn)入減速器箱體內(nèi)，使?jié)櫥推焚|(zhì)發(fā)生變化,在與滾動軸承摩擦表 面接觸時發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，引起摩擦，產(chǎn)生腐蝕磨損,最常見的是由于水進(jìn) 入滾動軸承發(fā)生氧化磨損。微動磨損是由于運轉(zhuǎn)時不可避免地存在振動,使?jié)L動 軸承零件之間存在長期的振幅很小的相對運動,接觸部件就會岀現(xiàn)微動磨損，最 顯箸的特征是在接觸表面出現(xiàn)紅褐色的fe203或是黑色的fe304磨損和細(xì)小凹 坑。（4）斷裂失效。減速器滾動軸承外圈、滾動體和保持架在一定條件下都可能出現(xiàn)危害性很大 的斷裂失效，由于產(chǎn)生原因不同可分為3種:過載斷裂、疲勞斷裂、缺陷斷裂。過 載斷裂是工況突然發(fā)生變化，如抽油泵夾砂、油

6、井結(jié)蠟，光桿偏磨等，外加載荷過 大，引起滾動軸承零件斷裂失效，其斷口為一次性斷裂口口 ；疲勞斷裂是工作時的 交變應(yīng)力引起的滾動軸承部件斷裂，其斷口為疲勞斷口；缺陷斷裂是由于滾動軸 承零件的材料存在內(nèi)在質(zhì)量問題，如夾雜物、裂紋和熱處理缺陷吋,就會在運轉(zhuǎn)時 出現(xiàn)缺陷斷裂。（5）腐蝕失效腐蝕失效是指在有腐蝕介質(zhì)環(huán)境中發(fā)生的滾道或滾動體表而坑狀銹蝕、全而 生銹及腐蝕，多數(shù)是水分、腐蝕性介質(zhì)的侵入、潤滑劑含酸性物質(zhì)、高溫多濕時 形成冷凝水等因素造成的。生銹和腐蝕使軸承原有配合間隙改變，精度降低，乃至 造成腐蝕失效。2滾動軸承的正確維護(hù)滾動軸承的正確維護(hù)是減少軸承失效的有效途徑，也是延長軸承壽命的可靠 保

7、證。因此，在工程機(jī)械的fi常維護(hù)和維修中，要重視滾動軸承拆裝、檢驗、潤 滑的各個環(huán)節(jié)，并對滾動軸承進(jìn)行正確調(diào)整。為使軸承保持良好的工作狀態(tài)，延長其使用壽命，裝配時都需進(jìn)行調(diào)整，即 調(diào)整軸承與相配軸的同軸度及軸承的預(yù)緊度。（1）同軸度的調(diào)整為保證軸有正確的工作位置，軸承裝配時應(yīng)使其與相配 軸有良好的同軸度。靠定位裝置定位，安裝軸承前應(yīng)檢查卡環(huán)是否良好、可靠， 軸肩是否平整，表面有無雜質(zhì)等；通過試運轉(zhuǎn)找正，在軸承蓋緊固螺栓擰緊過程 屮，應(yīng)不斷轉(zhuǎn)動軸承，使其在轉(zhuǎn)動屮自行找正后，再按規(guī)定力矩擰緊緊固螺栓。 傳動軸中間支承軸承等也應(yīng)如此。（2）軸承預(yù)緊度的調(diào)整軸承預(yù)緊即安裝時迫使軸承內(nèi)、外圈間產(chǎn)生一定的

8、 軸向位移，從而使軸承預(yù)先壓緊，以提高軸承的支承剛度。預(yù)緊度合適的軸承應(yīng) 轉(zhuǎn)動靈活，軸向推拉、撬動無明顯的間隙感覺。滾動軸承的潤滑潤滑和密封對滾動軸承的疲勞壽命和摩擦、磨損、溫升、振 動等有重要影響，沒有正常的潤滑，軸承就不能工作，因此軸承的良好潤滑是減 小軸承摩擦和磨損的有效措施。滾動軸承工作條件惡劣，受沖擊負(fù)荷的影響顯著, 若采用質(zhì)量較差的潤滑油（如抗氧化性、穩(wěn)定性差），選用不當(dāng)?shù)臐櫥蛘卟?能對軸承進(jìn)行很好的密封，導(dǎo)致灰塵、水分等進(jìn)入軸承，均會對軸承工作產(chǎn)生很 大負(fù)面影響，因此在維護(hù)滾動軸承時必須重視潤滑和密封。滾動軸承的潤滑劑可 以是潤滑脂、潤滑油和固體潤滑劑。3、結(jié)束語正確判斷滾動軸承的失效形式，針對不同形式進(jìn)行維護(hù)。滾動軸承的正確維 護(hù)是減少軸承失效的有效措施，加強軸承的狀態(tài)監(jiān)測和日常維護(hù)。軸承的良好工 作狀態(tài)是保證設(shè)備可靠運行的一個重要方面。當(dāng)牛產(chǎn)與維護(hù)發(fā)牛矛盾時，不能以 生產(chǎn)為主而延誤及時的維護(hù)，致使軸承帶病工作，合理地潤滑是保證軸承止常工 作的有效措施之一，特別對高速、重載設(shè)備，對潤滑脂、潤滑油的