滾動(dòng)軸承失效形式探討

1、滾動(dòng)軸承失效形式的探討摘要：滾動(dòng)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(jì)不合理、安裝不當(dāng)、潤(rùn)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(zhǎng)軸承使用壽命。 關(guān)鍵詞：疲勞破壞塑性變形膠合磨損滾動(dòng)軸承是一種通用標(biāo)準(zhǔn)件。滾動(dòng)軸承(rolling bearing)是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸 與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)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(dòng)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(gè)與z對(duì)稱安裝的圓 錐滾子軸承.我們常見(jiàn)的滾動(dòng)軸承失效形式有：疲勞點(diǎn)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(dòng)軸承的失效形式(1) 疲勞破壞滾動(dòng)軸承接觸疲勞失效是指滾動(dòng)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(dòng)軸承失效的主要形式。滾動(dòng)軸承內(nèi)圈、外圈的滾道面或滾動(dòng)體面承受的接 觸應(yīng)力oh可近似地看作是脈動(dòng)循環(huán)，它隨泵運(yùn)行時(shí)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(dòng)部件經(jīng)過(guò)這些裂 紋時(shí),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(diǎn)蝕，最終導(dǎo)致滾動(dòng)軸承失效。(2) 塑性變形當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)時(shí)，在很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會(huì)使軸 承滾道和滾動(dòng)體接觸處的局部應(yīng)力超過(guò)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(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)牛劇烈振動(dòng)和噪聲，若變形量超過(guò)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(yùn)轉(zhuǎn)的軸承上。(3) 磨損失效。滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈與滾動(dòng)體之間雖然主要表現(xiàn)為滾動(dòng)摩擦，但金屬表面存在接觸和 相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使摩擦不可避免，使

4、滾動(dòng)軸承零件尺寸和形狀發(fā)生變化，間隙增大，運(yùn) 動(dòng)精度降低,噪聲、振動(dòng)加劇，最終導(dǎo)致滾動(dòng)軸承失效。滾動(dòng)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(dòng)磨損。磨料磨損是由于外界 硬質(zhì)磨料（如潤(rùn)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(diǎn)。粘 著磨損是滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)副中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表而金屬由于直接接觸使材料從一個(gè) 表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面產(chǎn)生磨損,表現(xiàn)為滾道、滾動(dòng)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(wú)法工作。黏著 磨損的主要原因是潤(rùn)滑不良、局部過(guò)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(dòng)軸承摩擦表 面接觸時(shí)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(jiàn)的是由于水進(jìn) 入滾動(dòng)軸承發(fā)生氧化磨損。微動(dòng)磨損是由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不可避免地存在振動(dòng),使?jié)L動(dòng) 軸承零件之間存在長(zhǎng)期的振幅很小的相對(duì)運(yùn)動(dòng),接觸部件就會(huì)岀現(xiàn)微動(dòng)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(dòng)軸承外圈、滾動(dòng)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(guò)載斷裂、疲勞斷裂、缺陷斷裂。過(guò) 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(guò) 大，引起滾動(dòng)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(shí)的 交變應(yīng)力引起的滾動(dòng)軸承部件斷裂，其斷口為疲勞斷口；缺陷斷裂是由于滾動(dòng)軸 承零件的材料存在內(nèi)在質(zhì)量問(wèn)題，如夾雜物、裂紋和熱處理缺陷吋,就會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 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(dòng)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(rùn)滑劑含酸性物質(zhì)、高溫多濕時(shí) 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(dòng)軸承的正確維護(hù)滾動(dòng)軸承的正確維護(hù)是減少軸承失效的有效途徑，也是延長(zhǎng)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(dòng)軸承拆裝、檢驗(yàn)、潤(rùn) 滑的各個(gè)環(huán)節(jié)，并對(duì)滾動(dòng)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(zhǎng)其使用壽命，裝配時(shí)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(shí)應(yīng)使其與相配 軸有良好的同軸度?？慷ㄎ谎b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(wú)雜質(zhì)等；通過(guò)試運(yùn)轉(zhuǎn)找正，在軸承蓋緊固螺栓擰緊過(guò)程 屮，應(yīng)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，使其在轉(zhuǎn)動(dòng)屮自行找正后，再按規(guī)定力矩?cái)Q緊緊固螺栓。 傳動(dòng)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(shí)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(dòng)靈活，軸向推拉、撬動(dòng)無(wú)明顯的間隙感覺(jué)。滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑潤(rùn)滑和密封對(duì)滾動(dòng)軸承的疲勞壽命和摩擦、磨損、溫升、振 動(dòng)等有重要影響，沒(méi)有正常的潤(rùn)滑，軸承就不能工作，因此軸承的良好潤(rùn)滑是減 小軸承摩擦和磨損的有效措施。滾動(dòng)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(rùn)滑油（如抗氧化性、穩(wěn)定性差），選用不當(dāng)?shù)臐?rùn)滑脂或者不 能對(duì)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(huì)對(duì)軸承工作產(chǎn)生很 大負(fù)面影響，因此在維護(hù)滾動(dòng)軸承時(shí)必須重視潤(rùn)滑和密封。滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑可 以是潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油和固體潤(rùn)滑劑。3、結(jié)束語(yǔ)正確判斷滾動(dòng)軸承的失效形式，針對(duì)不同形式進(jìn)行維護(hù)。滾動(dòng)軸承的正確維 護(hù)是減少軸承失效的有效措施，加強(qiáng)軸承的狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(yùn)行的一個(gè)重要方面。當(dāng)牛產(chǎn)與維護(hù)發(fā)牛矛盾時(shí)，不能以 生產(chǎn)為主而延誤及時(shí)的維護(hù)，致使軸承帶病工作，合理地潤(rùn)滑是保證軸承止常工 作的有效措施之一，特別對(duì)高速、重載設(shè)備，對(duì)潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油的