1、典型维修案例分析滚动轴承失效滚动轴承是机械设备中最常见的零部件，其性能与工况的好坏直接影响到与之相联的转轴以及安装在转轴上的齿轮乃至整个机器设备的性能。据统计，在使用轴承的旋转机械中，大约有 30的故障都是由于轴承引起的。因此，研究滚动轴承的失效机理，提出相应的预防和维护措施，对于降低设备的维修费用，延长设备维修周期，提高经济效益，保证设备的长期安全稳定运行，均有现实的意义。一、滚动轴承的失效形式 1疲劳失效 滚动轴承在接触应力的作用下，通过多次应力循环后，在套圈或滚动体工作表面的局部区域产生小片或小块金属剥落，形成麻点或凹坑，从而引起振动，噪声增大，磨损加剧，导致不能正常工作的现象称为接触疲
2、劳失效，是滚动轴承失效的主要形式。 由于材质、工作条件、润滑环境等不同，接触疲劳失效分为麻点剥落、浅层剥落、硬化层剥落。 滚动轴承的疲劳失效损伤结果是：使滚动体或滚珠表面产生剥落坑，并向大片剥落发展导致轴承失效。2胶合失效 高速重载、润滑严重不足、滚子与套圈滚道或挡边产生严重滑动、轴承游隙过小摩擦力增大、滚子与保持架孔间隙过小或卡紧等现象都会造成金属间的直接接触产生固相焊合。当焊合强度大于接触零件任一基本强度，使剪切力高于焊合强度，在接触一方或二方的金属深处产生的局部破坏称为胶合。 滚动轴承的胶合失效损伤结果是：导致表面烧伤，并使金属从一个表面粘附到另一个表面。3磨损失效 轴承在工作过程中由于
3、滚动体与内外滚道间的滚动和滑动运动，保持架与引导面间的滑动运动，引起轴承工作表面金属不断损失的现象叫做轴承的磨损。由于轴承工作表面不断磨损使轴承零件产生尺寸和形状的变化导致轴承配合间隙增大，工作表面形貌变坏而丧失旋转精度，由此引起工作温度升高、振动、噪声、摩擦力矩增大等，致使轴承不能正常工作的现象称为磨损失效。磨损失效与材料性质、粗糙度、润滑状态、接触应力、相对滑动率、表面摩擦系数、速度、温度及环境介质等有着密切联系。 滚动轴承的磨损失效损伤结果是：损伤轴承，降低轴承运转周期。4烧伤失效 滚动轴承的烧伤失效损伤结果：表面局部软化，降低使用寿命。 滚动轴承的烧伤失效损伤特征：滚道面、滚动体面、挡
4、边面变色、软化、熔体。 滚动轴承的烧伤失效损伤原因：装配不当，润滑不良。5腐蚀失效 锈蚀是滚动轴承最严重的问题之一，高精度轴承可能会由于表面锈蚀导致精度丧失而不能继续工作。水分或酸、碱性物质直接侵人会引起轴承锈蚀。当轴承停止工作后，轴承温度下降达到露点，空气中水分凝结成水滴附在轴承表面上也会引起锈蚀。此外，当轴承内部有电流通过时，电流有可能通过滚道和滚动体上的接触点处，很薄的油膜引起电火花而产生电蚀，在表面上形成搓板状的凹凸不平。 滚动轴承的腐蚀失效损伤结果是：表面由于电流、化学和机械作用产生损伤，丧失精度面不能继续工作。6破损失效 过高的载荷会可能引起轴承零件产生裂纹或断裂。磨削、热处理和装
5、配不当都会引起残余应力，工作时热应力过大也会引起轴承零件断裂。另外，装配方法、装配工艺不当，也可能造成轴承套圈挡边和滚子倒角处掉块。 滚动轴承的破损失效结果是：导致产生裂纹，断裂，使轴承失效。7压痕失效 由于滚动轴承承受的静载荷过大，冲击载荷过大，异物进入引起轴承的压痕失效，装配不当，滚道承受载荷不均匀也是引起滚动轴承压痕失效的主要原因。 滚动轴承的压痕失效损伤结果是：导致表面凹凸不平，降低使用寿命。二、滚动轴承常见损伤类别、状态、原因及对策类别 损伤状态 导致原因 解决对策剥离 轴承在承受载荷旋转 时,内外圈的滚道面或滚动体的滚动面由于疲劳而呈现鱼鳞状的剥离现象。载荷过大;安装不良;异物侵入
6、;润滑不良,润滑剂不合适;轴承游隙不适当;轴、轴承箱精度不好,刚性不均;生锈、侵蚀点、擦伤和压痕。检查载荷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, 检查轴和轴箱的精度;检查游隙。剥落 呈现带有轻微磨损的暗面。暗面上由表面往里有多条深至 510 纳米小裂缝,并在大范围内发生微小脱落(微小剥离) 。润滑剂不合适;异物浸入;润滑剂不良造成表面粗糙;配对滚动零件的表面粗糙度不好。选择润滑剂;改善密封装置;改善配对滚动零件的表面粗糙度。卡伤 由于在滑动面上产生的部分微小烧伤汇总而产生的表面损伤;滑道面、滚道面圆周方向的线状伤痕;滚子端面的摆
7、线状伤痕;靠近滚子端面的轴环面的卡伤。过大载荷,过大预压;润滑不良;异物侵入;内外圈的倾斜,轴的挠度;轴、轴承箱的精度不良。检查载荷大小;预压要 适当;改善润滑剂和润滑方法;检查轴、轴承箱的精度。擦伤 在滚道面或滚动面上,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;产生带有热粘着的表面粗糙。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。断裂 由于对滚道的挡边或滚子角的局部部分施加了冲击或过大载荷而造成的局部部位断裂。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;纠正载荷条件;轴承安装到位,
8、使轴承挡边受支承。裂纹、裂缝裂纹是指滚道或滚动体产生裂纹损伤,如果继续使用的话,裂纹会发展成裂缝。过大过盈量;过大载荷,冲击载荷;剥离有所发展;蠕变造成的发热;轴的圆柱度不良等。过盈量适当;检查载荷条件;改善安装方法;轴的形状要适当。保持架的损伤保持架的变形、折损、磨 损等;柱的折损;端面处的变形;凹处面的磨损; 导向面的磨损。安装不良;使用不当;载荷、冲击振动大;转速过大,急剧加减速;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。压痕 咬入了金属微小粉末、异物等的时候,在滚道面或转动面上产生的凹痕;由于安装时受到的冲击,在滚动体
9、的间距间隔上形成了凹面。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。改善密封装置;过滤润滑油;改善组装及使用方法。磨损 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。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。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。 润滑不良;过大载荷;转速过大;游隙过小;异物侵入;轴、轴承箱的精度不良,轴的挠度过大。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。生锈、腐蚀轴承的生锈和腐蚀有滚 道、滚动体表面的坑状锈、梨皮状锈与滚动体间隔相同的坑状锈、全面生锈及腐蚀。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;运输过程中防锈不良;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;使用时加以注意。电蚀 电流在旋转中轴承的滚道和滚动体的接触部分通过时,使润滑油膜发出火花, 内、外圈间的电位差。 对轴承进行绝缘,不要使电流通过轴承。其表面出现局部熔融和凹凸现象。
