❶ 流動軸承的常見故障有哪些
滾動軸承是轉動設備中應用最為廣泛的機械零件,同時也是最容易產生故障的零件。據統計,在使用滾動軸承的轉動設備中,大約有30%的機械故障都是由於滾動軸承而引起的。滾動軸承的常見故障形式有以下幾種。
1. 疲勞剝落(點蝕) 滾動軸承工作時,滾動體和滾道之間為點接觸或線接觸,在交變載荷的作用下,表面間存在著極大的循環接觸應力,容易在表面處形成疲勞源,由疲勞源生成微裂紋,微裂紋因材質硬度高、脆性大,難以向縱深發展,便成小顆粒狀剝落,表面出現細小的麻點,這就是疲勞點蝕。嚴重時,表面成片狀剝落,形成凹坑;若軸承繼續運轉,將形成大面積的剝落。疲勞點蝕會造成運轉中的沖擊載荷,使設備的振動和雜訊加劇。然而,疲勞點蝕是滾動軸承正常的、不可避免的失效形式。軸承壽命指的就是出現第一個疲勞剝落點之前運轉的總轉數,軸承的額定壽命就是指90%的軸承不發生疲勞點蝕的壽命。(利用軸承故障檢測儀對軸承進行診斷)
2. 磨損 潤滑不良,外界塵粒等異物侵入,轉配不當等原因,都會加劇滾動軸承表面之間的磨損。磨損的程度嚴重時,軸承游隙增大,表面粗糙度增加,不僅降低了軸承的運轉精度,而且也會設備的振動和雜訊隨之增大。
3. 膠合 膠合是一個表面上的金屬粘附到另一個表面上去的現象。其產生的主要原因是缺油、缺脂下的潤滑不足,以及重載、高速、高溫,滾動體與滾道在接觸處發生了局部高溫下的金屬熔焊現象。 通常,輕度的膠合又稱為劃痕,重度的膠合又稱為燒軸承。 膠合為嚴重故障,發生後立即會導致振動和雜訊急劇增大,多數情況下設備難以繼續運轉。
4. 斷裂 軸承零件的裂紋和斷裂是最危險的一種故障形式,這主要是由於軸承材料有缺陷和熱處理不當以及嚴重超負荷運行所引起的;此外,裝配過盈量太大、軸承組合設計不當,以及缺油、斷油下的潤滑喪失也都會引起裂紋和斷裂。
5. 銹蝕 銹蝕是由於外界的水分帶入軸承中;或者設備停用時,軸承溫度在露點以下,空氣中的水分凝結成水滴吸附在軸承表面上;以及設備在腐蝕性介質中工作,軸承密封不嚴,從而引起化學腐蝕。銹蝕產生的銹斑使軸承表面產生早期剝落,同時也加劇了磨損。
6. 電蝕 電蝕主要是轉子帶電,電流擊穿油膜而形成電火化放電,使表面局部熔焊,在軸承工作表面形成密集的電流凹坑或波紋狀的凹凸不平。
7. 塑性變形(凹坑及壓痕) 對於轉速極低(n<1 r/min)的軸承,或間歇擺動的軸承,其故障形式主要是永久性塑性變形,即在滾道上受力最大處形成凹坑。發生塑性變形,主要與過大的擠壓應力有關,例如,工作載荷過重,沖擊載荷過大,熱變形影響等。軸承出現凹坑後,會產生很大的振動和雜訊。 此外,當硬顆粒從外界進入滾動體與滾道之間時,會在滾道表面形成壓痕。
8. 保持架損壞 潤滑不良會使保持架與滾動體或座圈發生磨損、碰撞。裝配不當所造成的保持架變形,會使保持架與滾動體或座圈之間產生卡澀,從而加速了保持架的磨損。保持架磨損後,間隙變大,與滾動體之間的撞擊力增大,以致使保持架斷裂。
滾動軸承的故障種類是多種多樣的,然而,在實際應用中最常見和最有代表性的故障類型通常只是三種,,即疲勞剝落(點蝕)、磨損、膠合。其中,膠合從發生到軸承完全損壞的過程往往極短暫,因此一般難以通過定期檢查及時發現。
❷ 軸承的失效機理
1.接觸疲勞失效
接觸疲勞失效系指軸承工作表面受到交變應力的作用而產生的材料疲勞失效。
2.磨損失效
磨損失效系指表面之間的相對滑動摩擦導致其工作表面金屬不斷磨損而產生的失效。
3.斷裂失效
軸承斷裂失效主要原因是缺陷與過載兩大因素。當外載入荷超過材料強度極限而造成零件斷裂稱為過載斷裂。過載原因主要是主機突發故障或安裝不當。軸承零件的微裂紋、縮孔、氣泡、大塊外來雜物、過熱組織及局部燒傷等缺陷在沖擊過載或劇烈振動時也會在缺陷處引起斷裂,稱為缺陷斷裂。
4.腐蝕失效
有些滾動軸承在實際運行當中不可避免的接觸到水、水汽以及腐蝕性介質,這些物質會引起滾動軸承的生銹和腐蝕。另外滾動軸承在運轉過程中還會受到微電流和靜電的作用,造成滾動軸承的電流腐蝕。
5.游隙變化失效
滾動軸承在工作中,由於外在或內在因素的影響,使得原有配合間隙改變,精度降低,乃至造成「咬死",稱為游隙變化失效。外界因素如過盈量過大,安裝不到位,溫升引起的膨脹量、瞬時過載等;內在因素如殘余奧氏體和殘余應力處於不穩定狀態等,均是造成游隙變化失效的主要原因。
滾動軸承常見失效模式及對策
1. 溝道單側極限位置剝落
採取的對策是確保軸承安裝到位或將自由側軸承外圈配合改為間隙配合,以期軸承過載時使軸承得到補償。
2. 溝道在圓周方向呈對稱位置剝落
採取的對策是提高外殼孔加工精度或盡可能不採用外殼孔兩半分離結構。
3. 滾道傾斜剝落
採取對策為確保軸承安裝質量與提高軸肩、孔肩的軸向跳動精度,或提高潤滑油的粘度以獲得較厚的潤滑油膜。
4.套圈斷裂
採取的對策是避免過載沖擊載荷、選擇適當的過盈量、提高安裝精度、改善使用條件及加強軸承製造過程中的質量控制。
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5. 保持架斷裂
a.保持架異常載荷。
b. 潤滑不良
c.外來異物的侵入是造成保持架斷裂失效的常見模式。
d. 蠕變現象也是造成保持架斷裂的原因之一。
e. 保持架材料缺陷(如裂紋、大塊異金屬夾雜物、縮孔、氣泡)及鉚合缺陷(缺釘、墊釘或兩半保持架結合面空隙,嚴重鉚傷)等均可能造成保持架斷裂。
採取對策為在製造過程中加以嚴格控制。
6. 卡傷
可以通過適當的預壓,改善潤滑劑和潤滑方法,提高軸、軸承箱的精度來解決。
7. 磨損
磨損失效是指表面之間的相對滑動摩擦導致其工作表面金屬不斷磨損而產生的失效。
8.擦傷
解決方法:改善預壓,改善軸承游隙,使用油膜性好的潤滑劑,改善潤滑方法,改善密封裝置等。
9. 壓痕
解決方法:改善密封裝置,過濾潤滑油,改善組裝及使用方法等。
10. 燒傷
可以通過改善潤滑劑及潤滑方法,糾正軸承的選擇,研究配合、軸承間隙和預壓,改善密封裝置,檢查軸和軸承箱的精度或改善安裝方法來解決。
11. 電流腐蝕
解決方法:在設定電路時,電流不通過軸承,對軸承進行絕緣,靜電接地。
12.生銹腐蝕
解決的方法有:改善密封裝置,研究潤滑方法,停轉時的防銹措施,改善保管方法,使用時要加以注意。
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除上述常見的失效形式外,滾動軸承在實際運行中還有很多的失效形式,有待我們進一步的分析研究。綜上所述,從軸承常見失效機理與失效模式可知,盡管滾動軸承是精密而可靠的機構基礎體,但使用不當也會引起早期失效。
一般情況下,如果能正確使用軸承,可使用至疲勞壽命為止。軸承的早期失效多起於主機配合部位的製造精度、安裝質量、使用條件、潤滑效果、外部異物侵入、熱影響及主機突發故障等方面的因素。
❸ 怎樣判斷軸承的故障及損壞原因
軸承是一些機械零件不可缺少的一部分,也有很重要的作用,軸承在現實工業中應用很廣泛,被人們稱為:「機器的關節」,又需同時承受軸向力、徑向力、傾翻力矩的機械所必需的重要傳動部件。根據軸承的損壞情況,判斷軸承的故障以及損壞原因主要有一下幾點:
1.滾道表面金屬剝落
軸承滾動體和內、外圈滾道面上均承受周期性脈動 載荷的作用,從而產生周期變化的接觸應力。當應力循 環次數達到一定數值後,在滾動體或內、外圈滾道工作面 上就產生疲勞剝落。如果軸承的負荷過大,會使這種疲 勞加劇。另外,軸承安裝不正、軸彎曲,也會產生滾道剝落現象。軸承滾道的疲勞剝落會降低軸的運轉精度,使機構發生振動和雜訊。
2.軸承燒傷
燒傷的軸承其滾道、滾動體上有回火色。燒傷的原因一般是潤滑不足、潤滑油質量不符合要求或變質,以及 軸承裝配過緊等。
3.塑性變形
軸承的滾道與滾子接觸面上出現不均勻的凹坑,說 明軸承產生塑性變形。其原因是軸承在很大的靜載荷或 沖擊載荷作用下,工作表面的局部應力超過材料的屈服 極限,這種情況一般發生在低速旋轉的軸承上。
4.軸承座圈裂紋
軸承座圈產生裂紋的原因可能是軸承配合過緊,軸 承外圈或內圈松動,軸承的包容件變形,安裝軸承的表面 加工不良等。
5.保持架碎裂
其原因是潤滑不足,滾動體破碎,座圈歪斜等。保持架的金屬粘附在滾動體上可能的原因是滾動被卡在保持架內或潤滑不足。座圈滾道嚴重磨損可能是座圈內落入異物,潤滑油不足或潤滑油牌號不合適。
❹ 軸承套圈開裂的原因是什麼
軸承套全裂開的原因,可能是因為溫度過低導致。