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轴承失效的原因你知道吗?

点击次数:83 发布时间:2021-09-08

  下面为您讲解轴承常见的失效形式:
 
  1. 疲劳
 
  运行一段时间之后,受到正常载荷作用的轴承将由于材料疲劳而失效。疲劳损伤开始形成于轴承表面下的细裂纹。随着载荷的持续作用,裂纹会扩展到表面,这将引起材料接触面松动。
 
  这些失效表现为滚道或滚动体出现点蚀、层裂或剥落。如果这样的轴承仍继续服役,那么这些损伤将进一步扩展,因为在缺陷附近局部应力会增加。
 
  表面损伤严重妨碍了滚动体的滚动,导致以滚动体的缺陷频率重复产生短时间的冲击。
 
  随着损伤的扩展,冲击的周期重复特性将减少,因为滚动体的运动变得不规则,这使得在冲击之间区分单次冲击变得不可能。
 
  如果这样的轴承继续服役,那么损伤将扩展到其他滚道或滚动体,最终将导致部件和保持架之间的摩擦增加,这将导致严重胶合。
 
  2. 磨损
 
  磨损是另一种常见的轴承失效原因,它主要是由尘土和外界粒子由于密封不严或由于被污染的润滑油进入到轴承中。
 
  外界粒子研磨接触表面将使接触表面变得粗糙,形成凹凸不平的表面。严重的磨损会改变滚道与滚动体的轮廓和直径,使得轴承游隙增大。
 
  滚动摩擦大幅增加,导致更大的滑动和滑移,最终结果是彻底故障。逐渐增加的磨损将使轴承日益产生几何误差。已磨损滚动体的非均匀直径将引起保持架振动并产生谐波,因为滚珠旋转通过载荷区与保持架旋转频率是周期性的。
 
  滚道的几何误差将产生轴转速的多次谐波。如果轴承的游隙进一步增加到轴承出现松弛状态,这将更为复杂。
 
  3. 塑性变形
 
  轴承接触面的塑性变形是轴承遭受过大的载荷,而位移却相对较小的结果。结果是滚道产生压痕,因为过大的载荷会引起局部塑性变形。
 
  在运行中,已经变形的轴承旋转不均匀,将产生过大的振动,因而不适宜继续服役。如果继续服役,将会立即出现局部疲劳损伤。
 
  4. 腐蚀
 
  当油中的水、酸性物质或者其他污染物进入轴承中时,会出现腐蚀。腐蚀是由损坏的密封、酸性润滑油或者当在非常潮湿的空气中,轴承从非常高的运行温度突然冷却过程中出现的冷凝引起的。
 
  结果是轴承运动表面生锈,这将产生不均匀、噪声更大的运转,因为生锈的斑点会妨碍润滑和滚动体的平滑滚动,也会使轴承产生研磨效应和磨损。生锈的凹凸点也是滑动和滑移的起始位置。
 
  5. 硬化
 
  硬化表现为整个滚道圆周上出现均匀分布的压痕,在形状上近似于赫兹接触区域。
 
  引起硬化有三个可能的原因:
 
  (1)静态过大的载荷导致滚道产生塑性变形;
 
  (2)静止的滚动轴承遭受振动和冲击载荷;
 
  (3)轴承形成了通过电流循环(回路)。
 
  所有这三种原因的结果都是滚道形成重复的压痕。在一些情况下,由于轴承可能偶尔轻微转向,将出现大量的压痕。
 
  这样的轴承运转起来噪声更大、不平稳,因为每个压痕都像一个小疲劳区域,这将与通过的滚动体产生更大的冲击。硬化的轴承持续运转将导致在压痕位置发展成为滑移,并且逐渐出现分布式的损伤。
 
  6. 润滑
 
  润滑不足是轴承失效早于预期的常见原因之一,因为它会导致滑动、滑移、增大摩擦、生热和胶合。
 
  在高应力的赫兹接触区域,当润滑不充分时,接触表面将粘合在一起,随着滚动体往前运动将撕裂它们。
 
  轴承润滑出现在这三个关键位置:保持架与滚动体交接面、滚动体与滚道交接面、保持架与滚道交接面。
 
  润滑不足或者选择不合适的润滑油将存在严重的后果,因为增加的温度能退火滚动体,从而降低它的硬度和疲劳寿命,也降低润滑。轴承部件严重磨损后将是灾难性的失效。
 
  7. 安装不当
 
  不当的安装将存在以下影响:在径向和轴向产生过大的预载荷、不对中、松弛安装、轴承部件安装中使用过大的力将导致损伤等。
 
  径向预载荷使得轴承运行产生更大的噪声,通常也会增大内圈与外圈之间的温差。温差增大可能会增加不想要的预载荷,引起更高的接触压力导致疲劳早于预期、严重的滚动体磨损、过热和最终胶合。
 
  椭圆预载荷可能来源于不圆的轴或内外圈,这将引起内圈或外圈变形导致额外的轴向预载荷。
 
  预载荷也能导致内圈与外圈彼此之间不对中,从而引起滚动体在预载荷下运行。这样的不对中会在滚道上产生均匀更宽的磨损轨迹,从而延伸到整个圆周。
 
  在静止的滚道上,轨迹是不均匀宽度斜着分布在滚道上。过大的轴向预载荷是由于安装过程中轴向调节太紧产生的。
 
  早于预期的疲劳、滚动体严重磨损和过热将是最终的结果。如果在轴承装配过程中使用不合适的安装方式,会使滚道或滚动单元产生压痕或刻痕。即使是小的损伤,也能发展成早于预期的剥落。
 
  8. 不正确的设计
 
  不正确的设计包括轴承选择的类型与尺寸不合适,或者装配件支承不够。选择不合适的轴承带来的问题取决于它是否包含低的承载能力和低速率。
 
  最终结果是减少疲劳寿命和失效早于预期。支承不够使得轴承与配合件之间的间隙增大,这将产生相对运动,如轴上的内圈产生滑动。
 
  如果滑动不大且持续将导致出现微振磨损,从而产生研磨的金属颗粒。松弛将保持长久,从而导致摩擦增加和温度升高,产生灾难性的失效。

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