❶ 流动轴承的常见故障有哪些
滚动轴承是转动设备中应用最为广泛的机械零件,同时也是最容易产生故障的零件。据统计,在使用滚动轴承的转动设备中,大约有30%的机械故障都是由于滚动轴承而引起的。滚动轴承的常见故障形式有以下几种。
1. 疲劳剥落(点蚀) 滚动轴承工作时,滚动体和滚道之间为点接触或线接触,在交变载荷的作用下,表面间存在着极大的循环接触应力,容易在表面处形成疲劳源,由疲劳源生成微裂纹,微裂纹因材质硬度高、脆性大,难以向纵深发展,便成小颗粒状剥落,表面出现细小的麻点,这就是疲劳点蚀。严重时,表面成片状剥落,形成凹坑;若轴承继续运转,将形成大面积的剥落。疲劳点蚀会造成运转中的冲击载荷,使设备的振动和噪声加剧。然而,疲劳点蚀是滚动轴承正常的、不可避免的失效形式。轴承寿命指的就是出现第一个疲劳剥落点之前运转的总转数,轴承的额定寿命就是指90%的轴承不发生疲劳点蚀的寿命。(利用轴承故障检测仪对轴承进行诊断)
2. 磨损 润滑不良,外界尘粒等异物侵入,转配不当等原因,都会加剧滚动轴承表面之间的磨损。磨损的程度严重时,轴承游隙增大,表面粗糙度增加,不仅降低了轴承的运转精度,而且也会设备的振动和噪声随之增大。
3. 胶合 胶合是一个表面上的金属粘附到另一个表面上去的现象。其产生的主要原因是缺油、缺脂下的润滑不足,以及重载、高速、高温,滚动体与滚道在接触处发生了局部高温下的金属熔焊现象。 通常,轻度的胶合又称为划痕,重度的胶合又称为烧轴承。 胶合为严重故障,发生后立即会导致振动和噪声急剧增大,多数情况下设备难以继续运转。
4. 断裂 轴承零件的裂纹和断裂是最危险的一种故障形式,这主要是由于轴承材料有缺陷和热处理不当以及严重超负荷运行所引起的;此外,装配过盈量太大、轴承组合设计不当,以及缺油、断油下的润滑丧失也都会引起裂纹和断裂。
5. 锈蚀 锈蚀是由于外界的水分带入轴承中;或者设备停用时,轴承温度在露点以下,空气中的水分凝结成水滴吸附在轴承表面上;以及设备在腐蚀性介质中工作,轴承密封不严,从而引起化学腐蚀。锈蚀产生的锈斑使轴承表面产生早期剥落,同时也加剧了磨损。
6. 电蚀 电蚀主要是转子带电,电流击穿油膜而形成电火化放电,使表面局部熔焊,在轴承工作表面形成密集的电流凹坑或波纹状的凹凸不平。
7. 塑性变形(凹坑及压痕) 对于转速极低(n<1 r/min)的轴承,或间歇摆动的轴承,其故障形式主要是永久性塑性变形,即在滚道上受力最大处形成凹坑。发生塑性变形,主要与过大的挤压应力有关,例如,工作载荷过重,冲击载荷过大,热变形影响等。轴承出现凹坑后,会产生很大的振动和噪声。 此外,当硬颗粒从外界进入滚动体与滚道之间时,会在滚道表面形成压痕。
8. 保持架损坏 润滑不良会使保持架与滚动体或座圈发生磨损、碰撞。装配不当所造成的保持架变形,会使保持架与滚动体或座圈之间产生卡涩,从而加速了保持架的磨损。保持架磨损后,间隙变大,与滚动体之间的撞击力增大,以致使保持架断裂。
滚动轴承的故障种类是多种多样的,然而,在实际应用中最常见和最有代表性的故障类型通常只是三种,,即疲劳剥落(点蚀)、磨损、胶合。其中,胶合从发生到轴承完全损坏的过程往往极短暂,因此一般难以通过定期检查及时发现。
❷ 轴承的失效机理
1.接触疲劳失效
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。
2.磨损失效
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。
3.断裂失效
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。
4.腐蚀失效
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。
5.游隙变化失效
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。
滚动轴承常见失效模式及对策
1. 沟道单侧极限位置剥落
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。
2. 沟道在圆周方向呈对称位置剥落
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。
3. 滚道倾斜剥落
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。
4.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。
干货!滚动轴承的失效分干货
5. 保持架断裂
a.保持架异常载荷。
b. 润滑不良
c.外来异物的侵入是造成保持架断裂失效的常见模式。
d. 蠕变现象也是造成保持架断裂的原因之一。
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。
6. 卡伤
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。
7. 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。
8.擦伤
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。
9. 压痕
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。
10. 烧伤
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。
11. 电流腐蚀
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。
12.生锈腐蚀
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。
❸ 怎样判断轴承的故障及损坏原因
轴承是一些机械零件不可缺少的一部分,也有很重要的作用,轴承在现实工业中应用很广泛,被人们称为:“机器的关节”,又需同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩的机械所必需的重要传动部件。根据轴承的损坏情况,判断轴承的故障以及损坏原因主要有一下几点:
1.滚道表面金属剥落
轴承滚动体和内、外圈滚道面上均承受周期性脉动 载荷的作用,从而产生周期变化的接触应力。当应力循 环次数达到一定数值后,在滚动体或内、外圈滚道工作面 上就产生疲劳剥落。如果轴承的负荷过大,会使这种疲 劳加剧。另外,轴承安装不正、轴弯曲,也会产生滚道剥落现象。轴承滚道的疲劳剥落会降低轴的运转精度,使机构发生振动和噪声。
2.轴承烧伤
烧伤的轴承其滚道、滚动体上有回火色。烧伤的原因一般是润滑不足、润滑油质量不符合要求或变质,以及 轴承装配过紧等。
3.塑性变形
轴承的滚道与滚子接触面上出现不均匀的凹坑,说 明轴承产生塑性变形。其原因是轴承在很大的静载荷或 冲击载荷作用下,工作表面的局部应力超过材料的屈服 极限,这种情况一般发生在低速旋转的轴承上。
4.轴承座圈裂纹
轴承座圈产生裂纹的原因可能是轴承配合过紧,轴 承外圈或内圈松动,轴承的包容件变形,安装轴承的表面 加工不良等。
5.保持架碎裂
其原因是润滑不足,滚动体破碎,座圈歪斜等。保持架的金属粘附在滚动体上可能的原因是滚动被卡在保持架内或润滑不足。座圈滚道严重磨损可能是座圈内落入异物,润滑油不足或润滑油牌号不合适。
❹ 轴承套圈开裂的原因是什么
轴承套全裂开的原因,可能是因为温度过低导致。