滚动轴承的失效分析及防治方法,轴承产生电蚀的原因分析

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法律顾问:赵建英律师

同步电机轴电流的分析

轴承属于精密零件,因而在使用时要求有相当地慎重态度,即变是使用了高性能的轴承,如果使用不当,也不能达到预期的性能效果,而且容易使轴承损坏。所以,使用轴承应注意以下事项:

由于多数操作者已熟悉计算机基本操作,数据库中输入和采集的数据完整,使系统得以正常运行。提速做出了贡献。随着客车的提速,尤其是旅客列车走行部的安全,防止列车电器火灾等,被各车辆制造部门与维修使用部门广泛重视。随着客车的不断更新,我们也发现客车在使用过程中存在的一些问题,如客车的接地保护装置的设计是值得商榷的一个问题。

滚动轴承是运转机械不可缺少的基础部件之一。虽然滚动轴承体积小成本低,可是一旦滚动轴承失效,给运转机械乃至整个生产设备带来的损失却是巨大的。随着技术的迅速发展,企业对滚动轴承质量的要求越来越高。特别是自动化、连续生产的企业,对滚动轴承的可靠性的要求十分严苛,因此如何提高滚动轴承的可靠性已经成为滚动轴承生产厂家及使用客户急需解决的主要问题之一。

在电机运行过程中,如果在两轴端或电机转轴与轴承间有轴电流存在,那么将大大缩短电机轴承的使用寿命。为了保证精轧机两台主传动同步电机的正常运行,有必要防范其轴电流的产生。下面针对大型同步电机轴电流 产生的原因及防范措施作简要分析与介绍。

一、保持轴承及其周围环境的清洁即使肉眼看不见的微笑灰尘进入轴承,也会增加轴承的磨损,振动和噪声。

这是由于我们在轴承检修中发现,客车轴承产生电蚀的几种途径在运用客车及检修客车中引起轴承电蚀的方式主要有两种,一种是客车在日常检修或定期检修时电焊作业而没有使用良好的接地保护,造成轴承电蚀,这种电蚀主要是上述形态特征中A类居多。

滚动轴承的可靠性与滚动轴承的失效形式有着密切的关系,要提高轴承的可靠性,就必须从轴承的失效形式着手,仔细分析滚动轴承的失效原因,才能找出解决失效的具体措施。

轴电流的产生,只要电机在运行,转子轴两端之间或轴与轴承之间就会产生电位差,这个电位差叫轴电压。一般工频电机的轴电压主要是由于磁不平衡、逆变供电、静电感应、外部电源介入等原因造成。由于鄂钢宽厚板厂两台主传动同步电机通过PWM变频电源供电,变频器的PWM脉宽调制会导致调速驱动系统中高频谐波成份增多,这些谐波分量会在转轴部分产生电磁感应电压,这种高频振荡的电磁感应电压与转子的容性耦合,就会产生转轴对地的脉冲轴电压。

二、使用安装时要认真仔细不允许强力冲压,不允许用锤直接敲击轴承,不允许通过滚动体传递压力。

目前绝大多数单位都已认识到其危害性,在进行电焊作业时,接地线直接从车体或转向架联向钢轨或大地,就可以避免电流通过轴承。所以目前发生这种电蚀现象的概率较小。

一.轴承的失效机理

如果轴电压通过电机转轴、两端轴承、电机底座或编码器形成闭合回路,则产生轴电流。正常情况下,轴电压较低,轴承内部的润滑油膜起绝缘隔离作用,不会产生轴电流。但是当轴电压较高时,就会放电击穿润滑油膜形成回路产生轴电流。在交流变频调速系统中,这种高频轴电流对轴承的电蚀破坏最 大。

三、使用合适、准确的安装工具尽量使用专用工具,极力避免使用布类和短纤维之类的东西。

轴承产生电蚀原因分析对于一个运转正常的滚动轴承来讲,滚动元件与内外圈滚道由润滑剂膜隔开。当电流流经滚动轴承时,放电现象会通过内、外圈滚道和滚子之间的润滑剂发生。放电产生的热量会导致轴承的金属表面局部熔化,形成放电痕,而且熔融的材料颗粒使得局部变得很松散,熔过的材料重新变硬,而且比原来的轴承材料要脆得多。

1.接触疲劳失效

电机运行过程中,转轴与润滑流体摩擦,会在转轴上产生静电荷,静电荷逐渐积累就产生轴电压。当旋转的转轴接触到轴体以外部件时,就会通过该部件放电,否则继续积累静电荷,导致轴电压过高,最终击穿轴承润滑油膜放电。这种现象重复发生就会对轴承造成伤害。

四、防止轴承的锈蚀直接用手拿取轴承时,要充分洗去手上的汗液,并涂以优质矿物油后再进行操作,在雨季和夏季尤其要注意防锈。

在变硬的材料下有一层韧化的材料,要比周围的材料软。条状平行沟蚀是轴承滚动元件滚过那些较小放电痕时由于动态影响而引起机械共振的结果,而放电痕只有运用一段时间后才能看到。

接触疲劳失效系指轴承工作表面受到交变应力的作用而产生的材料疲劳失效。

轴电流的产生都是源于轴电压。根据西门子公司提供的同步电机说明,轴端对地电位50V就会对轴承造成严重伤害。防范措施,几乎所有电机在运行过程中或多或少都会产生轴电压,无法避免。当轴电压击穿轴承的润滑油膜,给轴电流形成通路时,就形成对轴承的伤害。既然无法避免轴电压的产生,那就要采取措施减小轴电压并阻止轴电流的产生。

不过,在某种特殊的操作条件下,轴承可以获得较长于传统计算的寿命,特别是在轻负荷的情况下。这些特殊的操作条件就是,当滚动面(轨道及滚动件)被一润滑油膜有效地分隔及限制污染物所可能导致的表面破坏。事实上,在理想的条件下,所谓永久轴承寿命是可能的。为什么轴承会磨损坏? 仅有部份的轴承在实际应用中损坏。大部份的轴承抽坏的原因很多超出原先预估的负载,非有效的密封、过紧的配合所导致的过小轴承间隙等。这些因素中的任一因素皆有其特殊的损坏型式且会留下特殊的损坏痕迹。因此,检视损坏轴的承,在大多案例中可以发现其可能的导因,大体上来说,有三分之一的轴承损坏导因于疲劳损坏,另外的三分之一导因于润滑不良,其它的三分之一导因于污染物进入轴承或安装处理不当。然而,这些损坏型式亦与工业别有关。例如,纸浆与造纸工业多半半是由于润滑不良或污染造成轴承的损坏而不是由于材料疲劳所致。

接触疲劳失效常见的形式是接触疲劳剥落。接触疲劳剥落发生在轴承工作表面,往往伴随着疲劳裂纹,首先从接触表面以下最大交变切应力处产生,然后扩展到表面形成不同的剥落形状,如点状为点蚀或麻点剥落,剥落成小片状的称浅层剥落。由于剥落面的逐渐扩大,会慢慢向深层扩展,形成深层剥落。深层剥落是接触疲劳失效的疲劳源。

针对电磁感应产生轴电压,在电机安装过程中,首先保证了安装质量,即保证定子、转子间气隙对称,转子旋转时轴向和径向串动严格控制在标准范围内,这样可避免磁通不对称而产生轴电压。

对策:

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电机转轴、轴承、电机底座或编码器可以形成轴电流闭合回路,随着大型交流变频电机的广泛应用,电机轴电流已经成为不可忽视的问题。在根本无法杜绝轴电压的情况下,采取上叙措施可以有效地延长电机轴承的使用寿命,提高轧机主传动电机的运行可靠性,为鄂钢宽厚板厂的顺利调试和生产打下坚实基础。

损伤事项 原因 措施 剥离 载荷过大。安装不良(非直线性)力矩载荷 异物侵入、进水。润滑不良、润滑剂不合适轴承游隙不适当。轴承箱精度不好,轴承箱的刚性不均轴的挠度大 生锈、侵蚀点、擦伤和压痕(表面变形现象)引起的发展。 检查载荷的大小及再次研究所使用的轴承改善安装方法改善密封装置、停机时防锈。使用适当粘度的润滑剂、改善润滑方法。检查轴和轴承箱的精度。检查游隙。 轴承在承受载荷旋转时,内圈、外圈的滚道面或滚动体面由于滚动疲劳而呈现鱼鳞状的剥离现象。 剥皮 润滑剂不合适。异物进入了润滑剂内。润滑剂不良造成表面粗糙。配对滚动零件的表面光洁度不好。 选择润滑剂改善密封装置改善配对滚动零件的表面光洁度。 呈现出带有轻微磨损的暗面,暗面上由表面往里有多条深至5-10m的微小裂缝,并在大范围内发生微小脱落(微小剥离) 断裂 安装时受到了打击。载荷过大。跌落等使用不良。 改善安装方法(采用热装,使用适当的工具夹)。 纠正载荷条件。轴承安装到位,使挡边受支承。 所谓断裂是指由于对滚道轮的挡边或滚子角的局部部分施加乐冲击或过大载荷而一小部分断裂。 卡伤 过大载荷、过大预压。润滑不良。异物咬入。内圈外圈的倾斜、轴的挠度。轴、轴承箱的精度不良。 检查载荷的大小。预压要适当。改善润滑剂和润滑方法。检查轴、轴承箱的精度。 所谓卡伤是由于在滑动面伤产生的部分的微小烧伤汇总而产生的表面损伤。滑道面、滚动面圆周方向的线状伤痕。滚子端面的摆线状伤痕靠近滚子端面的轴环面的卡伤。 擦伤 高速轻载荷急加减速润滑剂不适当。水的侵入 改善预压改善轴承游隙使用油膜性好的润滑剂改善润滑方法改善密封装置 所谓擦伤,是再滚道面和滚动面商,有随着滚动的打滑和油膜热裂产生的微小烧伤的汇总而发生的表面损伤。产生带有粘着的表面粗糙。 裂纹和裂缝 过大过盈量。过大载荷,冲击载荷。剥离有所发展。由于滚道轮与安装构件的接触而产生的发热和微振磨损。蠕变造成的发热。锥轴的锥角不良。轴的圆柱度不良。轴台阶的圆角半径比轴承倒角大而造成与轴承倒角的干扰。 过盈量适当。检查载荷条件。改善安装方法。轴的形状要适当。 所谓裂纹是指滚道轮或滚动体产生裂纹损伤。如果继续使用的话,也将包括裂纹发展的裂缝。 保持架的损伤 安装不良(轴承的非直线性)。使用不良。力矩载荷大。冲击,振动大。转速过大,急加减速。润滑不良。温度上升。 检查安装方法。检查载荷,旋转及温度条件。降低振动。纠正保持架的选择。改变润滑剂和润滑方法。 保持架的损伤有保持架的变形,折损,磨损等。柱的折损。端面部的变形。凹处面的磨损。导向面的磨损。 压痕 金属粉末等的异物咬入。组装时或运输过程中受到的冲击载荷过大。 冲击轴套。改善密封装置。过滤润滑油。改善组装及使用方法。 咬入了金属小粉末,异物等的时候,在滚道面或转动面上产生的凹痕。由于安装等时受到冲击,在滚动体的间距间隔上形成了凹面(布氏硬度压痕)。 磨损 异物侵入,生锈电蚀引起的发展。润滑不良。由于滚动体的不规则运动而造成的打滑。 改善密封装置。清洗轴承箱。充分过滤润滑油。检查润滑剂及润滑方法。防止非直线性。 所谓磨损蚀由于摩擦而造成滚道面或滚动面,滚子端面,轴环面及保持架的凹面等磨损。 梨皮状点 润滑过程中出现异物咬入。由于空气中的水分而结露。润滑不良。 改善密封装置。充分过滤润滑油。使用合适的润滑剂。 在滚道面上产生的弱光泽的暗色梨皮状点蚀。 微振磨损 润滑不良。小振幅的摇摆运动。过盈量不足。 使用适当的润滑剂。加预压。检查过盈量。向配合面上涂润滑剂。 由于两个接触面间相对反复微小华东而产生的磨损在滚道面和滚动体的接触部分上产生。由于发生红褐色和黑色磨损粉末,因而页称微振磨损腐蚀。 假性布氏压痕 在运输过程中等轴承在停转时的振动和摆动。振幅小的摆动运动。润滑不良。 运输过程中咬对轴和轴承箱加以固定。运输时对内圈和外圈要分开包装。加上预压减轻振动。使用适当的润滑剂。 在微振期间,在滚动体和滚道轮的接触部分由于振动和摇动造成磨损有所发展,产生累似布氏压痕的印痕。 电蚀 外圈与内圈间地电位差。 在设定电路时、电流要不流过轴承部分。对轴承进行绝缘。 所谓电蚀是指电流在循环转重的轴承滚道轮和滚动体的接触部分流动时、通过薄薄的润滑油膜发出火花、其表面出现局部的地熔融和凹凸现象。 蠕变 过盈量不足或间隙配合。紧定套紧固不够。 检查过盈量,实施止转措施。适当紧固紧定套。研究轴和轴承箱的精度。轴向预压。滚道轮侧面紧固。粘接配合面。向配合面涂润滑剂。 所谓蠕变是指在轴承的配合面上产生间隙时,在配合面之间相对发生滑动而言,发生蠕变的配合面呈现出镜面光亮或暗面,有时页带有卡伤磨损产生。 变色 润滑不良。与润滑剂的反映造成热态浸油。温度上升大。 改善润滑方法。 由于温度上升和润滑剂反应等、滚道轮和滚动体及保持架变色。 烧伤 润滑不良。过大载荷(预压过大)。转速过大。游隙过小。水、异物的侵入。轴、轴承箱的精度不良、轴的挠度大。 研究润滑剂及润滑方法。纠正轴承的选择。研究配合、轴承间隙和预压。改善密封装置。检查轴和轴承箱的精度。改善安装方法。 滚道轮、滚动体以及保持架在旋转中急剧发热直至变色、软化、熔敷和破损。 生锈、腐蚀 水、腐蚀性物质(漆、煤气等)的侵入。润滑剂不合适。由于水蒸气的凝结而附有水滴。高温多湿时停转。运输过程重防锈不良。保管状态不合适。使用不合适。 改善密封装置。研究润滑方法。停转时的防锈措施。改善保管方法。使用时要加以注意。 轴承的生锈和腐蚀有滚道轮、滚动体表面的坑状锈、全面生锈及腐蚀。 安装伤痕 安装、拆卸时的内圈、外圈倾斜安装、拆卸时的冲击载荷。 使用恰当的工具使用冲压机而防止了冲击载荷。安装时相互之间的定心。 在安装和拆卸时等使用时给滚道面及滚动面上造成的轴向线状伤痕。

2.磨损失效

深圳市科华轴承有限公司长期致力于各行业的轴承服务,由于先进的技术支持,产品几乎涵盖了各种轴承类型。公司拥有专业的技术与服务团队,技术人员比例达40%,能高 效的在最短时间内处理好客户的任何问题。

磨损失效系指表面之间的相对滑动摩擦导致其工作表面金属不断磨损而产生的失效。

滚动轴承的材料的抉择在轴承性能方面有肯定会有影响。

持续的磨损将引起轴承零件逐渐损坏,并最终导致轴承尺寸精度丧失及其它问题。磨损失效是各类轴承常见的失效模式之一,按磨损形式通常可分为磨粒磨损和粘着磨损。

滚动轴承的套圈和滚动体,一面重复蒙受高接触压力,一面进行随同有滑动的滚动接触。保持器,一面与套圈和滚动体的两旁,或其某一方滑动接触,一面蒙受拉力和收缩力。因此,对轴承的套圈,滚动体及保持架的材料、性能、重要请求如下。

磨粒磨损是指轴承工作表面之间挤入外来坚硬粒子或硬质异物或金属表面的磨屑且接触表面相对移动而引起的磨损,常在轴承工作表面造成犁沟状的擦伤。

套圈、滚动体材料所请求的性能:滚动疲惫强度大硬度高耐摩耗性高

粘着磨损是指由于摩擦表面的显微凸起或异物使摩擦面受力不均,在润滑条件严重恶化时,因局部摩擦生热,易造成摩擦面局部变形和摩擦显微焊合现象,严重时表面金属可能局部熔化,接触面上作用力将局部摩擦焊接点从基体上撕裂而增大塑性变形。

保持架材料所请求的性能:尺寸稳固性好机械强度大

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上述钢种之外,按照特别用处,还运用耐热性优异的高速钢,耐侵蚀性好的不锈钢。

3.断裂失效

保持架材料:冲压保持架的材料,运用低碳素钢。依据用处不同,也运用黄铜板、不锈钢板。切制保持架的材料,运用高强度黄铜、碳素钢,此外也还运用分解树脂。

轴承断裂失效主要原因是缺陷与过载两大因素。当外加载荷超过材料强度极限而造成零件断裂称为过载断裂。过载原因主要是主机突发故障或安装不当。轴承零件的微裂纹、缩孔、气泡、大块外来杂物、过热组织及局部烧伤等缺陷在冲击过载或剧烈振动时也会在缺陷处引起断裂,称为缺陷断裂。

滚动轴承安装时应注意的问题

应当指出,轴承在制造过程中,对原材料的入厂复验、锻造和热处理质量控制、加工过程控制中可通过仪器正确分析上述缺陷是否存在。但一般来说,通常出现的轴承断裂失效大多数为过载失效。

滚动轴承在安装时应注意哪些问题呢?以下为您进行分析,注意角接触轴承的安装方向。角接触轴承具有一椭圆形的接触区,并仅在一个方向上承受轴向推力。在相反的方向上装配轴承时,因钢球处在滚道边缘,其受载面会产生槽形磨损带。因此在安装时应注意正确的安装方向。

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注意安装施力。如滚道上出现间隔的压坑,表明负荷已超出了材料的弹性极限。这是由于静态过载或者严重的冲击引起的。正确的安装方法是仅对要压装的圈环施力。应注意正确配合。轴承内、外圈的装配接触面上出现圆周状的磨损或变色,是由轴承与其相配的零件配合过松引起的。磨蚀产生的氧化物为一种纯褐色磨料,其结果会造成轴承进一步磨损、发热和产生噪音和产生径跳等一系列问题,因此装配时应注意正确配合。

4.腐蚀失效

注意对中。钢球磨损痕迹偏斜、不与滚道方向相平行,表明安装时轴承未对中。如果偏斜量1/6000,就易引起轴承温度上升并出现严重磨损。其产生原因可能是轴有弯曲、轴或箱体有毛刺、锁母的压紧面未与螺纹轴线相垂直等。安装时应注意检查径跳情况。

有些滚动轴承在实际运行当中不可避免的接触到水、水汽以及腐蚀性介质,这些物质会引起滚动轴承的生锈和腐蚀。另外滚动轴承在运转过程中还会受到微电流和静电的作用,造成滚动轴承的电流腐蚀。

腐蚀。滚道、钢球、保持架和内外圈环型面上出现红色或褐色污点,表明轴承因暴露于腐蚀性的液体或气体中而产生了腐蚀失效。它会引起振动增大、磨损加剧、径向间隙增加、预载降低,并且在极限情况下发生疲劳失效。补救办法是使液体从轴承中排出或增加轴承的整体及外部密封。

滚动轴承的生锈和腐蚀会造成套圈、滚动体表面的坑状锈、梨皮状锈及滚动体间隔相同的坑状锈、全面生锈及腐蚀。最终引起滚动轴承的失效。

又如滚道底部有严重的球形磨损轨迹,这表明因配合过紧使轴承间隙变小,由于扭距增大、轴承温度上升,使轴承很快因磨损和疲劳而失效。只要适当恢复径向间隙,减少过盈量就可解决这一问题。润滑不当。所有滚动轴承都需要用优质润滑剂进行不间断的润滑,以保持其设计性能。轴承内依靠滚动体和座圈上形成的一层油膜来防止金属与金属之间的直接接触。如果润滑良好,就能减少磨擦,使其不致磨损。

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轴承在运转状态下,润滑脂或润滑油的粘度是保证其正常润滑的关键,润滑油脂保持清洁,不含固态或液态杂质也是至关重要的。油的粘度过低,不能起充分润滑作用,至使座圈很快磨损。开始时,座圈的金属与滚动体的金属表面互相直接接触磨擦,使其表面打磨得非常光滑,继而发生干磨擦,导致座圈表面被滚动体表面碾碎的粒屑所压裂。起初可以观察到表面变暗,失去光泽,最后形成凹痕和片状疲劳脱落。补救办法是按照轴承需要,重新选择更换润滑油或脂。

5.游隙变化失效

污染物粒子污染润滑油或脂时,即使这些污染物粒子小于油膜平均厚度,但因粒子很硬,仍会产生磨耗,甚至于穿透油膜,致使轴承表面产生局部应力,从而显著地缩短轴承寿命。润滑油或脂中水的浓度即使小至百分之零点零一,亦足以缩短轴承原有寿命的一半。如果水可溶解于油或脂中,轴承使用寿命会随水的浓度递增而缩减。补救办法是调换不洁净的油或脂,平时应当安装较好的过滤器,增加密封,贮存、安装时注意清洁操作。

滚动轴承在工作中,由于外在或内在因素的影响,使得原有配合间隙改变,精度降低,乃至造成“咬死",称为游隙变化失效。外界因素如过盈量过大,安装不到位,温升引起的膨胀量、瞬时过载等;内在因素如残余奥氏体和残余应力处于不稳定状态等,均是造成游隙变化失效的主要原因。

正常的疲劳失效。在任何一个运转的表面出现不规则的材料剥落现象,并逐渐扩展引起振幅加大,这是一种正常的疲劳失效。如果普通轴承的寿命不能满足使用要求,就只有重新选用更高级的轴承,或是提高一级轴承规格,来提高轴承的承载能力。

二、滚动轴承常见失效模式及对策

  1. 沟道单侧极限位置剥落

沟道单侧极限位置剥落主要表现在沟道与挡边交界处有严重的剥落环带。产生原因是轴承安装不到位或运转过程中突发轴向过载。

采取的对策是确保轴承安装到位或将自由侧轴承外圈配合改为间隙配合,以期轴承过载时使轴承得到补偿。如果无法确保安装到位,可以提高润滑剂的油膜厚度,或减低轴承的负载等方法来减少轴承的直接接触。

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  1. 沟道在圆周方向呈对称位置剥落

对称位置剥落表现在内圈为周围环带剥落,而外圈呈周向对称位置剥落,原因主要是因为外壳孔椭圆过大或两半分离式外壳孔结构,这在摩托车用凸轮轴轴承中表现尤为明显。当轴承压入椭圆偏大的外壳孔中或两半分离式外壳固紧时,轴承外圈产生椭圆,在短轴方向的游隙明显减少甚至负游隙。轴承在载荷的作用下,内圈旋转产生周向剥落痕迹,外圈只在短轴方向的对称位置产生剥落痕迹。这是该轴承早期失效的主要原因,经对该轴承失效件检验表明,该轴承外径圆度已从原工艺控制的0.8um变为27um。此值远远大于径向游隙值。因此,可以肯定该轴承是在严重变形及负游隙下工作的,工作面上易早期形成异常的急剧磨损与剥落。

采取的对策是提高外壳孔加工精度或尽可能不采用外壳孔两半分离结构。

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  1. 滚道倾斜剥落

在轴承工作面上呈倾斜剥落环带,说明轴承是在倾斜状态下工作的,当倾斜角达到或超过临界状态时易早期形成异常的急剧磨损与剥落。产生的原因主要是因为安装不良,轴有挠度、轴颈与外壳孔精度低等。

采取对策为确保轴承安装质量与提高轴肩、孔肩的轴向跳动精度,或提高润滑油的粘度以获得较厚的润滑油膜。

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4.套圈断裂

套圈断裂失效比较少见,通常是突发性过载造成的。产生原因较为复杂,如轴承的原材料缺陷、锻造缺陷、热处理缺陷、加工缺陷(局部烧伤或表面微裂纹)、主机缺陷(安装不良、润滑贫乏、瞬时过载)等。受过载冲击负荷或剧烈振动均有可能使套圈断裂。

采取的对策是避免过载冲击载荷、选择适当的过盈量、提高安装精度、改善使用条件及加强轴承制造过程中的质量控制。

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  1. 保持架断裂

保持架断裂属于偶发性非正常失效模式。其产生原因主要有以下五个方面:

a.保持架异常载荷。如安装不到位、倾斜、过盈量过大等易造成游隙减少,加剧摩擦生热,表面软化,过早出现异常剥落。随着剥落的扩展,剥落异物进入保持架兜孔中,导致保持架运转阻滞并产生附加载荷,加剧了保持架的磨损,如此恶化的循环作用,便可能造成保持架断裂。

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b.润滑不良主要指轴承运转处于贫油状态,易形成粘着磨损,使工作表面状态恶化,粘着磨损产生的撕裂物易进入保持架,使保持架产生异常载荷,有可能造成保持架断裂。

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c.外来异物的侵入是造成保持架断裂失效的常见模式。由于外来硬质异物的侵入,加剧了保持架的磨损与产生异常附加载荷,也有可能导致保持架断裂。

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d.蠕变现象也是造成保持架断裂的原因之一。所谓蠕变多指套圈的滑动现象,在配合面过盈量不足的情况下,由于滑动而使载荷点向周围方向移动,产生套圈相对轴或外壳向圆周方向位置偏离的现象。蠕变一旦产生,配合面显着磨损,磨损粉末有可能进入轴承内部,形成异常磨损--滚道剥落-保持架磨损及附加载荷的过程,以至可能造成保持架断裂。

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e.保持架材料缺陷(如裂纹、大块异金属夹杂物、缩孔、气泡)及铆合缺陷(缺钉、垫钉或两半保持架结合面空隙,严重铆伤)等均可能造成保持架断裂。

采取对策为在制造过程中加以严格控制。

  1. 卡伤

所谓卡伤是由于在滑动面损伤产生的部分的微小烧伤汇总而产生的表面损伤。滑道面、滚动面圆周方句的线状伤痕。滚子端面的摆线状伤痕,靠近滚子端面的轴环面的卡伤。造成卡伤的主要原因有:过大载荷,过大预压,润滑不良,异物咬入,内圈外圈的倾斜,轴的挠度、轴、轴承箱的精度不良等。

可以通过适当的预压,改善润滑剂和润滑方法,提高轴、轴承箱的精度来解决。

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  1. 磨损

磨损失效是指表面之间的相对滑动摩擦导致其工作表面金属不断磨损而产生的失效。造成磨损失效的因素主要有润滑剂失效或缺乏润滑剂,润滑方式不对,有磨粒进入轴承内部,负载过大等。解决方法可以通过改善润滑剂或改善润滑方法,增强密封机构等。

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8.擦伤

所谓擦伤,是在滚道面和滚动面上,有随着滚动的打滑和油膜热裂产生的微小烧伤的汇总而发生的表面损伤。产生带有粘着的粗糙表面。造成擦伤的原因主要有高速轻载荷、急加减速、润滑剂不适当、水的侵入等。

解决方法:改善预压,改善轴承游隙,使用油膜性好的润滑剂,改善润滑方法,改善密封装置等。

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  1. 压痕

咬入了金属小粉末或异物的时候,在滚道面或转动面上产生的凹痕或由于安装时受到冲击,在滚动体的间距间隔上形成了凹面。引起压痕的主要因素是:金属粉末等异物咬入,组装时或运输过程中受到的冲击载荷过大等。

解决方法:改善密封装置,过滤润滑油,改善组装及使用方法等。

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  1. 烧伤

滚道、滚动体以及保持架在旋转中急剧发热直至变色、软化、熔敷和破损。造成烧伤的原因有润滑不良,过大载荷,转速过大,游隙过小,水、异物的侵入,轴、轴承箱的精度不良,轴的挠度大等。

可以通过改善润滑剂及润滑方法,纠正轴承的选择,研究配合、轴承间隙和预压,改善密封装置,检查轴和轴承箱的精度或改善安装方法来解决。

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  1. 电流腐蚀

所谓电蚀是指电流在旋转中的轴承套圈和滚动体的接触部分流动时,通过薄薄的润滑油膜发出火花,其表面出现局部的熔化和凹凸现象。引起电流腐蚀的主要原因是外圈与内圈间的电位差以及静电的作用。

解决方法:在设定电路时,电流不通过轴承,对轴承进行绝缘,静电接地。

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12.生锈腐蚀

轴承的生锈和腐蚀有滚道、滚动体表面的坑状锈、全面生锈及腐蚀。轴承的生锈和腐蚀会造成套圈、滚动体表面的坑状锈,梨皮状锈及滚动体间隔相同的坑状锈、全面生锈及腐蚀。造成滚动轴承生锈腐蚀失效的原因很多,主要有:水、腐蚀性物质的侵入,润滑剂不合适,由于水蒸气的凝结而附有水滴,高温多湿时停转,运输过程中防锈不良,保管状态不合适,使用不合适等。

解决的方法有:改善密封装置,研究润滑方法,停转时的防锈措施,改善保管方法,使用时要加以注意。

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除上述常见的失效形式外,滚动轴承在实际运行中还有很多的失效形式,有待我们进一步的分析研究。综上所述,从轴承常见失效机理与失效模式可知,尽管滚动轴承是精密而可靠的机构基础体,但使用不当也会引起早期失效。

一般情况下,如果能正确使用轴承,可使用至疲劳寿命为止。轴承的早期失效多起于主机配合部位的制造精度、安装质量、使用条件、润滑效果、外部异物侵入、热影响及主机突发故障等方面的因素。

因此,正确合理地使用轴承是一项系统工程,在轴承结构设计、制造和装机过程中,针对产生早期失效的环节,采取相应的措施,可有效地提高轴承及主机的使用寿命。

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来源:设备管理研习社、百度文库

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