軸承損壞形式及原因分析

軸承損壞形式及原因分析第一頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日1、軸承損壞主要原因有：

①材料疲勞；②潤(rùn)滑不良；③污染；④安裝問題；⑤處理不當(dāng)。大體上講，有三分之一的軸承損壞原因是材料疲勞；有三分之一是潤(rùn)滑不良；另外三分之一是污染物進(jìn)入軸承或安裝處理不當(dāng)。2、軸承損壞的開始：

軸承從開始使用到第一個(gè)材料疲勞點(diǎn)的出現(xiàn)的時(shí)間長(zhǎng)短是和這段時(shí)間軸承的轉(zhuǎn)數(shù)、負(fù)載大小、潤(rùn)滑及清潔度有關(guān)。疲勞是負(fù)載表面下剪應(yīng)力周期性出現(xiàn)所形成的結(jié)果，經(jīng)過一段時(shí)間后，便會(huì)引發(fā)微小的裂紋，然后漸漸延伸至表面。當(dāng)滾動(dòng)體經(jīng)過這些裂紋形成的小塊面積后，便有些裂塊開始脫落，形成所謂的剝皮現(xiàn)象，隨著剝皮的繼續(xù)擴(kuò)大，軸承損壞不能使用。最初發(fā)生在表面下，雖然最初的剝皮通常非常輕微，但隨著應(yīng)力的增加及裂塊的增多，導(dǎo)致剝皮面積的蔓延，這種過程通常持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間，期間有明顯的振動(dòng)和噪音，因此在沒壞之前，應(yīng)有足夠的時(shí)間來更換它。一、為什么軸承會(huì)損壞？第二頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日3、軸承的受力痕跡通常軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)工作一段時(shí)間后，在工作表面都會(huì)有明顯的受力痕跡，并非所有的痕跡的出現(xiàn)就表示軸承壞掉了，軸承在正常的狀況下使用也會(huì)留下受力痕跡的。

軸承在負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，其滾道的接觸面在外觀上呈晦暗的發(fā)烏。但這并非表示是磨損，同時(shí)也跟壽命無(wú)關(guān)。此發(fā)烏的痕跡構(gòu)成了軸承的受力痕跡，此痕跡隨其運(yùn)轉(zhuǎn)與負(fù)荷狀況，其外觀也各不相同，仔細(xì)地檢查就能幫助我們判斷軸承是否在正常的狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)。

向心軸承、球軸承、球面、雙列球只承受徑向力，能承少量的軸向負(fù)荷，往往損壞的形式都是過大的軸向力造成的。

⑴、單向的徑向負(fù)荷：兩種情況，一種是內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)；一種是內(nèi)環(huán)固定。

第三頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日受力痕跡

內(nèi)外

受力痕跡

內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，外環(huán)固定

外環(huán)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)環(huán)固定

內(nèi)外

第四頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日受力痕跡，偏離一側(cè)

內(nèi)外

⑵、單向的軸向負(fù)荷：內(nèi)環(huán)或外環(huán)旋轉(zhuǎn)。

⑶、單向的徑向負(fù)荷與軸向負(fù)荷組合。受力痕跡

第五頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日受力痕跡

內(nèi)外受力痕跡

內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，外環(huán)固定

外環(huán)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)環(huán)固定

內(nèi)外

⑶、徑向負(fù)荷與內(nèi)環(huán)同步旋轉(zhuǎn)，外環(huán)固定外環(huán)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)環(huán)固定

⑷、徑向負(fù)荷與外環(huán)同步旋轉(zhuǎn)，內(nèi)環(huán)固定第六頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日1)滾道表面與滾子表面布滿凹痕，保持架上顆粒物及滾道面磨損，潤(rùn)滑脂（劑）變色。通常該種情況都是安裝過程不潔所致。安裝時(shí)要保持清潔，使用新的潤(rùn)滑脂，同時(shí)檢查密封是否完好。2)潤(rùn)滑不當(dāng)造成的磨損表面磨損呈鏡面壯，色澤呈藍(lán)色或棕色。此種情況是由于潤(rùn)滑不足造成的，應(yīng)改善潤(rùn)滑狀況，重新確定潤(rùn)滑周期與油封。4、常見的軸承損壞形式及原因：第七頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日3)

安裝不當(dāng)所造成的凹痕內(nèi)、外環(huán)工作表面都有間距等于滾子之間的距離的凹痕。其原因是安裝時(shí)未敲擊在正確的環(huán)上，或是在圓錐軸上推進(jìn)過度、或在靜止?fàn)顟B(tài)負(fù)荷超載所致。

4)

異物所造成的凹痕工作表面與滾子表面遍布凹痕，可能是安裝時(shí)帶入異物或是潤(rùn)滑劑異物以及周圍環(huán)境等。軸承安裝清洗干凈，使用干凈的潤(rùn)滑劑并檢查油封。第八頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日5)

滾子端面擦傷在滾子端面與引導(dǎo)擋邊磨擦，產(chǎn)生刻痕及變色。此情況是由于過大的軸向負(fù)荷下滑動(dòng)或潤(rùn)滑不足引起的。此類損壞可選擇黏度較高的潤(rùn)滑劑。

6)

滾子與滾道的磨傷在滾道負(fù)荷區(qū)開始端與滾子有磨傷及局部變色，這是由于滾子進(jìn)入負(fù)荷區(qū)，突然加速所造成的。有兩種可行辦法；其一是選擇黏度較高的潤(rùn)滑劑；其二是減小軸承間隙。

第九頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日7)

外表面的磨傷內(nèi)環(huán)內(nèi)孔與外環(huán)外表面有刻痕及局部變色，此種情況是環(huán)與軸或軸承箱有相對(duì)運(yùn)動(dòng)所致。解決的唯一方法是加大環(huán)與軸或軸承箱的配合過盈量來防止相互轉(zhuǎn)動(dòng)。軸向制動(dòng)或夾緊無(wú)法解決此類問題。

8)

表面坑痕：滾道、滾動(dòng)體表面或大端面小而淺的坑痕，呈結(jié)晶壯的破壞壯。這是由于潤(rùn)滑不良所致。例如；少油或由于溫升所造成的黏度改變，使油膜無(wú)法將接觸面分離，表面有瞬間的接觸。辦法：改善潤(rùn)滑。

第十頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日9)

微動(dòng)腐蝕軸承環(huán)與軸或軸承箱之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)才發(fā)生的現(xiàn)象。這是由于太松的配合或軸承座變形所致。

10)

電流腐蝕滾道或滾動(dòng)體表面有暗棕色或灰黑色的直條痕或麻點(diǎn)。當(dāng)電流通過軸承時(shí)，軸承零件表面會(huì)發(fā)生熔接現(xiàn)象。辦法：阻止電流流過軸承。

第十一頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日11)

滾道表面對(duì)稱位置的剝落在兩環(huán)中有一環(huán)徑向?qū)ΨQ位置有明顯的受力痕跡，且有表皮剝落。這是由于軸承箱變形、橢圓壓縮所致，重新制造軸承箱。

12)

軸向負(fù)荷造成的剝落受力痕跡明顯，環(huán)的一側(cè)或雙列軸承的某一滾道表皮剝落。原因：a、安裝不正確造成的軸向負(fù)荷；b、予壓過度；c、非固定軸承被卡住或軸向位移預(yù)留量不足。

第十二頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日13)

印痕所造成的剝落滾道表面剝落，并有與滾子間距相等的印痕。這種是不正確安裝引起的軸承在靜止?fàn)顟B(tài)負(fù)荷過度。其它的細(xì)微印痕可能是安裝時(shí)帶入的異物或潤(rùn)滑劑中的異物。

14)

野蠻安裝敲打造成的裂痕此裂痕為崩裂的缺口，通常只發(fā)生在一邊。這是由于野蠻敲打通過滾動(dòng)體將力傳遞到套圈端面形成沖擊力所致。請(qǐng)勿直接敲打軸承環(huán)。

第十三頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日15)

過度的擠壓造成的裂痕裂痕通過全斷面。這是由于軸承內(nèi)環(huán)的干涉配合太大或是在圓錐軸上過度推進(jìn)所造成的。

16)

微動(dòng)腐蝕所造成的裂痕在內(nèi)環(huán)上為橫斷向，在外環(huán)上則為圓周方向。是由于配合太松或是軸承箱形狀不佳引起的。

第十四頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日17)

微動(dòng)腐蝕所造成的剝落軸承環(huán)的滾道表面剝落。相對(duì)于此處剝落的外表面有腐蝕現(xiàn)象。由于配合太松或軸承箱形狀不正確所致。

第十五頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日5、保持架的損壞保持架的損壞，通常不易判斷。若保持架壞了，軸承其它零件也都?jí)牡袅耍@使得原因難以分析。造成架損壞主要原因有以下幾種：震動(dòng)、轉(zhuǎn)速太高磨損、卡死和歪斜等。1）震動(dòng)：當(dāng)軸承處于震動(dòng)狀況下，軸承內(nèi)部的力量可能導(dǎo)致保持架出現(xiàn)疲勞裂痕，漸漸地，會(huì)使架破碎。

2）過高的轉(zhuǎn)速：如果軸承以超出保持架材質(zhì)所能承受的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，慣性力將使保持架破碎。

3）磨損：不當(dāng)?shù)臐?rùn)滑或堅(jiān)硬的異物都能使保持架磨損，由于架是由軟材料制成的，運(yùn)轉(zhuǎn)中架與滾動(dòng)體之間是滑動(dòng)摩擦，一旦潤(rùn)滑不良，架磨損速度相當(dāng)快，漸漸地架的兜孔會(huì)因磨損間隙不斷擴(kuò)大，因此而產(chǎn)生撞擊力使架很快破碎。

4）卡死：零件的破碎物或堅(jiān)硬的顆粒可能會(huì)卡在架與滾動(dòng)體之間，阻礙滾動(dòng)體滾動(dòng)，也會(huì)造成架破碎。

第十六頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日軸承溫升

第十七頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日軸承的摩擦損失在軸承內(nèi)部幾乎都變?yōu)闊?，因而?dǎo)致軸承溫度上升。摩擦力矩造成的發(fā)熱量可用下式表示

：

Q=0.105*10-6MN

Q：發(fā)生熱量kw

M：摩擦力矩N.mm

N：軸承轉(zhuǎn)速r.pm

發(fā)熱量與排熱量平衡，則軸承溫度穩(wěn)定。一般運(yùn)轉(zhuǎn)初期溫度急劇上升，但達(dá)到正常狀態(tài)則基本穩(wěn)定。達(dá)到安定狀態(tài)為止的時(shí)間，溫度則因發(fā)熱量、軸承箱等熱容量、冷卻面積、潤(rùn)滑油量、周圍溫度不同而不同。若總是穩(wěn)定不下來，達(dá)不到安定狀態(tài)，就只能判斷為某種異常。溫升異常的原因有：軸承扭動(dòng)（力矩負(fù)荷）；游隙過小、預(yù)壓過大、潤(rùn)滑劑過多或不足；異物混入及密封裝置的發(fā)熱等。第十八頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日摩擦：滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)以軸承內(nèi)徑為基準(zhǔn)，可用公式表示為：式中：μ：摩擦系數(shù)

M：摩擦力矩N.mm

P：負(fù)荷N

d：軸承內(nèi)徑mm類型μx10-3深溝球軸承1.0—1.5向心推力球軸承1.2—1.8調(diào)心球軸承0.8—1.2圓柱滾子軸承1.0—1.5圓錐滾子軸承1.7—2.5球面滾子軸承2.0—2.5推力滾子軸承2.0—3.0滾針軸承2.0—3.0第十九頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日軸承常見問題的排除

第二十頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日軸承若運(yùn)轉(zhuǎn)不正常時(shí)，通常表現(xiàn)出許多癥狀，大致可分為七大類：A：軸承過熱；B：噪音大；C：振動(dòng)；D：機(jī)械性能達(dá)不到滿意效果；E：軸承在軸上松動(dòng)F：更換頻率高；G：軸心轉(zhuǎn)動(dòng)困難。隨著軸承不同程度的破壞，往往都是二次破壞的結(jié)果，要有效的排除這些軸承問題，必須先觀察這些軸承應(yīng)用情況，然后再分析這些損壞的原因。第二十一頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日原因：1.

潤(rùn)滑脂或機(jī)油失效或選用錯(cuò)誤。相應(yīng)的辦法是：選擇正確的潤(rùn)滑脂或機(jī)油，檢查潤(rùn)滑脂或機(jī)油的相容性。2.油位太低，潤(rùn)滑劑從油封流失，軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑脂不足。對(duì)策：油位應(yīng)該略低于最下面一個(gè)滾動(dòng)體的中心，軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑脂填充約1/3至1/2空間。3.油位太高或軸承箱潤(rùn)滑脂完全添滿，這樣會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑劑充分?jǐn)嚢瓒a(chǎn)生高溫或漏油。對(duì)策：潤(rùn)滑脂添入箱內(nèi)至1/2；若機(jī)油潤(rùn)滑，油位略低于最下方滾動(dòng)體的中心。

4.軸承間隙不適當(dāng)，當(dāng)有熱流通過軸心時(shí)，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)過分膨脹。對(duì)策：檢查過熱軸承的間隙是否是原始的設(shè)計(jì)范圍，如果是，請(qǐng)改用較大的間隙，改成C3或C3改成C4。一、軸承過熱：第二十二頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日5.接觸型（摩擦）油封太干或彈簧過緊。對(duì)策：更換接觸型的油封，并潤(rùn)滑其油封表面。

6.軸承箱內(nèi)孔不圓，軸承箱扭曲變形、支撐面不平坦、箱孔內(nèi)徑過小。對(duì)策：檢查軸承箱、內(nèi)孔，調(diào)整底座調(diào)整片均勻分布。

7.旋轉(zhuǎn)油封與壓蓋相磨擦，或軸肩摩擦到軸承密封蓋上。對(duì)策；檢查旋轉(zhuǎn)的油封的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙以避免摩擦，防止不對(duì)正。

8.交叉定位或一軸上有兩個(gè)定位軸承，由于過多軸向膨脹而導(dǎo)致軸承內(nèi)間隙不足。對(duì)策：

1）在軸承箱和端蓋凸緣之間插入調(diào)整片以釋放軸承的軸向預(yù)壓。2）將任一軸承箱的端蓋往外移，利用調(diào)整片以獲得介于軸承箱和外環(huán)之間的間隙，有可能的話施加軸向彈簧力量在外環(huán)上，以降低軸的軸向浮動(dòng)。9.緊定套過分緊鎖：放松固定螺帽與套筒，重新鎖緊，確保軸承能自由的旋轉(zhuǎn)。彈簧第二十三頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日10.具有兩個(gè)或多個(gè)軸承的軸心耦合時(shí)，產(chǎn)生不正確的直線偏差或角度歪斜。對(duì)策；由調(diào)整片來調(diào)整正確的對(duì)位，確保軸心耦合在一條直線上，尤其是當(dāng)軸上同時(shí)有三個(gè)或多個(gè)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，更得注意。

11.軸的直徑過大，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)膨脹過多，減少軸承間隙。對(duì)策：1）研磨軸徑，使軸與軸承內(nèi)環(huán)之間獲得一適當(dāng)?shù)呐浜稀?/p>

2）改用徑向間隙大的軸承。

12.由于軸承箱孔的材質(zhì)太軟受力后孔徑變大，導(dǎo)致外環(huán)在箱孔內(nèi)打滑。對(duì)策：改善箱體材質(zhì)或加工一個(gè)鋼質(zhì)襯套擠進(jìn)箱孔，然后加工襯套內(nèi)孔至正確尺寸。第二十四頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日1.潤(rùn)滑脂或機(jī)油失效，潤(rùn)滑劑型號(hào)選擇不當(dāng)。對(duì)策：選擇適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑，應(yīng)確認(rèn)它們的相容性。2.油位太低或軸承箱潤(rùn)滑脂不足。對(duì)策：油位應(yīng)略低于最下方滾動(dòng)體的中心，軸承箱內(nèi)填充潤(rùn)滑脂

1/3～1/2空間。3.軸承內(nèi)部間隙不適當(dāng)，緊定套筒過分鎖緊，軸徑過大與軸承內(nèi)孔過盈太大等都能造成軸承間隙減小，當(dāng)軸面有熱流通過時(shí)，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)過分膨脹。對(duì)策：1）檢查過熱軸承間隙是否與原始設(shè)計(jì)相符，如果依舊，可以改用較大間隙。如由“0”組改成“C3”由“C3”改成“C4”。2）改善緊定套筒鎖緊量，檢測(cè)徑向間隙，確定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?）調(diào)整軸與軸承內(nèi)孔的配合關(guān)系。二、噪音第二十五頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日4.臟物、砂粒粉塵或其它污染物進(jìn)入軸承箱。對(duì)策：將軸承箱清洗干凈，更換新的油封或改良油封設(shè)計(jì)。5.水、酸、油漆或其它腐蝕性物質(zhì)進(jìn)入軸承箱。對(duì)策：安裝一保護(hù)性防壓蓋或甩壓環(huán)以防止外物進(jìn)入軸承。6.軸承箱內(nèi)孔不圓、扭曲變形、內(nèi)孔過小。對(duì)策：檢查軸承箱是否擠壓軸承，孔徑尺寸是否正確。

7.安裝軸承前軸承箱內(nèi)的碎片，異物沒有清除干凈。對(duì)策：仔細(xì)清洗軸承箱和軸承本身。8.（交叉定位）同一軸上有兩個(gè)定位軸承，而引起的不對(duì)正或由于軸熱膨脹而導(dǎo)致軸承內(nèi)部間隙不足。對(duì)策：調(diào)整軸承箱與端蓋之間的調(diào)整墊片，使軸承箱與外環(huán)之間有一定的間隙。

9.

軸肩摩擦到軸承密封蓋，軸肩部直徑不正確與保持架摩擦。對(duì)策：重新加工軸肩，檢查肩部直徑及圓角。第二十六頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日10.外環(huán)與軸承箱扭曲，軸與內(nèi)環(huán)扭曲。是由于箱孔圓角過大；沒有足夠的支撐。軸肩圓角過大，沒有足夠支撐，兩端面靠不實(shí)。對(duì)策：重新加工箱孔圓角和軸肩的圓角。11.不正確的安裝方式，用錘直接敲到軸承上，導(dǎo)致軸承工作表面有磕傷。對(duì)策：選擇正確的安裝方法：套筒法、加熱法、油壓法等。12.固定墊圈的太陽(yáng)片（鎖緊墊片）摩擦到軸承。對(duì)策：將太陽(yáng)片打倒或更換新的。

13.設(shè)備中的轉(zhuǎn)動(dòng)件干涉到靜止件。對(duì)策：仔細(xì)檢查，避免發(fā)生干涉現(xiàn)象。14.軸承間隙過大導(dǎo)致振動(dòng)。

15.設(shè)備振動(dòng)，檢查設(shè)備旋轉(zhuǎn)件的平衡量校正之。第二十七頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日1.臟物、異物、砂?；蚱渌廴疚镞M(jìn)入箱體中。對(duì)策：將軸承箱清洗干凈，更換新的油封。2.水、酸、油漆或其它腐蝕性物質(zhì)進(jìn)入軸承箱中。對(duì)策：安裝一個(gè)保護(hù)性防塵蓋，改良油封。3.軸承箱內(nèi)孔不圓、扭曲變形、支撐面不平。對(duì)策：檢