滾動(dòng)軸承使用過程中常見故障及原因分析

滾動(dòng)軸承使用過程中常見故障及原因分析1、滾動(dòng)軸承的主要失效形式（1）疲勞點(diǎn)蝕：滾動(dòng)軸承在載荷作用下，滾動(dòng)體與內(nèi)、外滾道之間將產(chǎn)生接觸應(yīng)力。軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，接觸應(yīng)力是循環(huán)變化的，當(dāng)工作若干時(shí)間以后，滾動(dòng)體或滾道的局部表層金屬脫落，使軸承產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲而失效。（2）塑性變形：當(dāng)軸承的轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)時(shí)，軸承不會(huì)發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，此時(shí)軸承失效是因受過大的載荷（稱為靜載荷）或沖擊載荷，使?jié)L動(dòng)體或內(nèi)、外圈滾道上出現(xiàn)大的塑性變形，形成不均勻的凹坑，從而加大軸承的摩擦力矩，振動(dòng)和噪聲增加，運(yùn)動(dòng)精度降低。（3）磨料磨損、粘著磨損：在軸承組合設(shè)計(jì)時(shí)，軸承處均設(shè)有密封裝置。但在多塵條件下的軸承，外界的塵土、雜質(zhì)仍會(huì)侵入到軸承內(nèi)，使?jié)L動(dòng)體與滾道表面產(chǎn)生磨粒磨損。如果潤(rùn)滑不良，滾動(dòng)軸承內(nèi)有滑動(dòng)的摩擦表面，還會(huì)產(chǎn)生粘著磨損，軸承轉(zhuǎn)速越高，粘著磨損越嚴(yán)重。經(jīng)磨損后，軸承游隙加大，軸承游隙加大，運(yùn)動(dòng)精度降低，振動(dòng)和噪聲增加。2、影響軸承使用壽命的因素1）溫度：滾動(dòng)軸承工作溫度和軸承使用壽命的關(guān)系，主要體現(xiàn)在軸承額定動(dòng)負(fù)荷的降低。軸承動(dòng)負(fù)荷是在工作溫度低于120℃的情況下確定的軸承負(fù)荷能力，工作溫度是指軸承外圈測(cè)量處的溫度。因此如果工作溫度超過120℃，則滾動(dòng)體與滾道接觸處溫度將超過軸承元件的回火溫度，使軸承元件喪失原有的尺寸穩(wěn)定性和工作表面硬度。（2）游隙：滾動(dòng)軸承的游隙是重要的使用特性，游隙的大小，對(duì)軸承的疲勞壽命、振動(dòng)、噪聲、溫升和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)精度等影響很大，選擇軸承，即要決定軸承的結(jié)構(gòu)尺寸，又要選擇軸承的游隙。（3）硬度：滾動(dòng)軸承元件（內(nèi)、外套圈及滾動(dòng)體）的材料硬度一般為HRC58～64，額定動(dòng)負(fù)荷和額定靜負(fù)荷是在此硬度范圍內(nèi)確定的。如果軸承元件的實(shí)際硬度低于上述范圍，則額定動(dòng)負(fù)荷和額定靜負(fù)荷應(yīng)降低。3、軸承的損壞主要有五個(gè)原因：①材料疲勞；②潤(rùn)滑不良；③污染；④安裝問題；⑤處理不當(dāng)。大體上講，有三分之一的軸承損壞原因是材料疲勞；有三分之一是潤(rùn)滑不良；另外三分之一是污染物進(jìn)入軸承或安裝處理不當(dāng)。（1）軸承從開始使用到第一個(gè)材料疲勞點(diǎn)的出現(xiàn)的時(shí)間長(zhǎng)短是和這段時(shí)間軸承的轉(zhuǎn)數(shù)、負(fù)載大小、潤(rùn)滑及清潔度有關(guān)。疲勞是負(fù)載表面下剪應(yīng)力周期性出現(xiàn)所形成的結(jié)果，經(jīng)過一段時(shí)間后，便會(huì)引發(fā)微小的裂紋，然后漸漸延伸至表面。當(dāng)滾動(dòng)體經(jīng)過這些裂紋形成的小塊面積后，便有些裂塊開始脫落，形成所謂的剝皮現(xiàn)象，隨著剝皮的繼續(xù)擴(kuò)大，軸承損壞不能使用。最初發(fā)生在表面下，雖然最初的剝皮通常非常輕微，但隨著應(yīng)力的增加及裂塊的增多，導(dǎo)致剝皮面積的蔓延，這種過程通常持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間，期間有明顯的振動(dòng)和噪音，因此在沒壞之前，應(yīng)有足夠的時(shí)間來更換它。（2）通常軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)工作一段時(shí)間后，在工作表面都會(huì)有明顯的受力痕跡，并非所有的痕跡的出現(xiàn)就表示軸承壞掉了，軸承在正常的狀況下使用也會(huì)留下受力痕跡的。（3）軸承在負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，其滾道的接觸面在外觀上呈晦暗的發(fā)烏。但這并非表示是磨損，同時(shí)也跟壽命無關(guān)。此發(fā)烏的痕跡構(gòu)成了軸承的受力痕跡，此痕跡隨其運(yùn)轉(zhuǎn)與負(fù)荷狀況，其外觀也各不相同，仔細(xì)地檢查就能幫助我們判斷軸承是否在正常的狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)。（4）向心軸承、球軸承、球面、雙列球只承受徑向力，能承少量的軸向負(fù)荷，往往損壞的形式都是過大的軸向力造成的。4、軸承溫升軸承的摩擦損失在軸承內(nèi)部幾乎都變?yōu)闊?，因而?dǎo)致軸承溫度上升。摩擦力矩造成的發(fā)熱量可用下式表示：Q=0.105*10-6MNM：摩擦力矩N.mm；Q：發(fā)生熱量kw；N：軸承轉(zhuǎn)速r.pm發(fā)熱量與排熱量平衡，則軸承溫度穩(wěn)定。一般運(yùn)轉(zhuǎn)初期溫度急劇上升，但達(dá)到正常狀態(tài)則基本穩(wěn)定。達(dá)到安定狀態(tài)為止的時(shí)間，溫度則因發(fā)熱量、軸承箱等熱容量、冷卻面積、潤(rùn)滑油量、周圍溫度不同而不同。若總是穩(wěn)定不下來，達(dá)不到安定狀態(tài)，就只能判斷為某種異常。溫升異常的原因有：軸承扭動(dòng)（力矩負(fù)荷）；游隙過小、預(yù)壓過大、潤(rùn)滑劑過多或不足；異物混入及密封裝置的發(fā)熱等。5、軸承運(yùn)行中常見問題的排除隨著軸承不同程度的破壞，往往都是二次破壞的結(jié)果，要有效的排除這些軸承問題，必須先觀察這些軸承應(yīng)用情況，然后再分析這些損壞的原因。軸承若運(yùn)轉(zhuǎn)不正常時(shí)，通常表現(xiàn)出許多癥狀，大致可分為六大類：（1）軸承過熱；（2）噪音大；（3）振動(dòng)；（4）機(jī)械性能達(dá)不到滿意效果；（5）軸承在軸上松動(dòng)（6）軸心轉(zhuǎn)動(dòng)困難。5.1軸承過熱（1）潤(rùn)滑脂或機(jī)油失效或選用錯(cuò)誤。相應(yīng)的辦法是：選擇正確的潤(rùn)滑脂或機(jī)油，檢查潤(rùn)滑脂或機(jī)油的相容性。（2）油位太低，潤(rùn)滑劑從油封流失，軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑脂不足。對(duì)策：油位應(yīng)該略低于最下面一個(gè)滾動(dòng)體的中心，軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑脂填充約1/3至1/2空間。（3）油位太高或軸承箱潤(rùn)滑脂完全添滿，這樣會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑劑充分?jǐn)嚢瓒a(chǎn)生高溫或漏油。對(duì)策：潤(rùn)滑脂添入箱內(nèi)至1/2；若機(jī)油潤(rùn)滑，油位略低于最下方滾動(dòng)體的中心。（4）軸承間隙不適當(dāng)，當(dāng)有熱流通過軸心時(shí)，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)過分膨脹。對(duì)策：檢查過熱軸承的間隙是否是原始的設(shè)計(jì)范圍，如果是，請(qǐng)改用較大的間隙，改成C3或C3改成C4。（5）接觸型（摩擦）油封太干或彈簧過緊。對(duì)策：更換接觸型的油封，并潤(rùn)滑其油封表面。（6）軸承箱內(nèi)孔不圓，軸承箱扭曲變形、支撐面不平坦、箱孔內(nèi)徑過小。對(duì)策：油位應(yīng)該略低于最下面一個(gè)滾動(dòng)體的中心，軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑脂填充約1/3至1/2空間。對(duì)策：潤(rùn)滑脂添入箱內(nèi)至1/2；若機(jī)油潤(rùn)滑，油位略低于最下方滾動(dòng)體的中心。對(duì)策：檢查過熱軸承的間隙是否是原始的設(shè)計(jì)范圍，如果是，請(qǐng)改用較大的間隙，改成C3或C3改成C4。對(duì)策：檢查軸承箱、內(nèi)孔，調(diào)整底座調(diào)整片均勻分布。（7）旋轉(zhuǎn)油封與壓蓋相磨擦，或軸肩摩擦到軸承密封蓋上。對(duì)策檢查旋轉(zhuǎn)的油封的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙以避免摩擦，防止不對(duì)正。（8）交叉定位或一軸上有兩個(gè)定位軸承，由于過多軸向膨脹而導(dǎo)致軸承內(nèi)間隙不足。對(duì)策：1）在軸承箱和端蓋凸緣之間插入調(diào)整片以釋放軸承的軸向預(yù)壓。2將任一軸承箱的端蓋往外移，利用調(diào)整片以獲得介于軸承箱和外環(huán)之間的間隙，有可能的話施加軸向彈簧力量在外環(huán)上，以降低軸的軸向浮動(dòng)（9）緊定套過分緊鎖：放松固定螺帽與套筒，重新鎖緊，確保軸承能自由的旋轉(zhuǎn)。（10）具有兩個(gè)或多個(gè)軸承的軸心耦合時(shí)，產(chǎn)生不正確的直線偏差或角度歪斜。對(duì)策：由調(diào)整片來調(diào)整正確的對(duì)位，確保軸心耦合在一條直線上，尤其是當(dāng)軸上同時(shí)有三個(gè)或多個(gè)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，更得注意。（11）軸的直徑過大，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)膨脹過多，減少軸承間隙。對(duì)策：1）研磨軸徑，使軸與軸承內(nèi)環(huán)之間獲得一適當(dāng)?shù)呐浜稀?）改用徑向間隙大的軸承。（12）由于軸承箱孔的材質(zhì)太軟受力后孔徑變大，導(dǎo)致外環(huán)在箱孔內(nèi)打滑。對(duì)策：改善箱體材質(zhì)或加工一個(gè)鋼質(zhì)襯套擠進(jìn)箱孔，然后加工襯套內(nèi)孔至正確尺寸。5.2噪音（1）潤(rùn)滑脂或機(jī)油失效，潤(rùn)滑劑型號(hào)選擇不當(dāng)。（2）油位太低或軸承箱潤(rùn)滑脂不足。對(duì)策檢查旋轉(zhuǎn)的油封的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙以避免摩擦，防止不對(duì)正。對(duì)策：1）在軸承箱和端蓋凸緣之間插入調(diào)整片以釋放軸承的軸向預(yù)壓。2將任一軸承箱的端蓋往外移，利用調(diào)整片以獲得介于軸承箱和外環(huán)之間的間隙，有可能的話施加軸向彈簧力量在外環(huán)上，以降低軸的軸向浮動(dòng)。對(duì)策：由調(diào)整片來調(diào)整正確的對(duì)位，確保軸心耦合在一條直線上，尤其是當(dāng)軸上同時(shí)有三個(gè)或多個(gè)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，更得注意。對(duì)策：1）研磨軸徑，使軸與軸承內(nèi)環(huán)之間獲得一適當(dāng)?shù)呐浜稀?）改用徑向間隙大的軸承。對(duì)策：改善箱體材質(zhì)或加工一個(gè)鋼質(zhì)襯套擠進(jìn)箱孔，然后加工襯套內(nèi)孔至正確尺寸。對(duì)策：選擇適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑，應(yīng)確認(rèn)它們的相容性。對(duì)策：油位應(yīng)略低于最下方滾動(dòng)體的中心，軸承箱內(nèi)填充潤(rùn)滑脂1/3～1/2空間。（3）軸承內(nèi)部間隙不適當(dāng)，緊定套筒過分鎖緊，軸徑過大與軸承內(nèi)孔過盈太大等都能造成軸承間隙減小，當(dāng)軸面有熱流通過時(shí)，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)過分膨脹。（4）臟物、砂粒粉塵或其它污染物進(jìn)入軸承箱。對(duì)策：將軸承箱清洗干凈，更換新的油封或改良油封設(shè)計(jì)。（5）水、酸、油漆或其它腐蝕性物質(zhì)進(jìn)入軸承箱。對(duì)策：安裝一保護(hù)性防壓蓋或甩壓環(huán)以防止外物進(jìn)入軸承。（6）軸承箱內(nèi)孔不圓、扭曲變形、內(nèi)孔過小。對(duì)策：檢查軸承箱是否擠壓軸承，孔徑尺寸是否正確。（7）安裝軸承前軸承箱內(nèi)的碎片，異物沒有清除。對(duì)策：仔細(xì)清洗軸承箱和軸承本身干凈。（8）（交叉定位）同一軸上有兩個(gè)定位軸承，而引起的不對(duì)正或由于軸熱膨脹而導(dǎo)致軸承內(nèi)部間隙不足。對(duì)策：調(diào)整軸承箱與端蓋之間的調(diào)整墊片，使軸承箱與外環(huán)之間有一定的間隙。（9）軸肩摩擦到軸承密封蓋，軸肩部直徑不正確。對(duì)策：重新加工軸肩，檢查肩部直徑及圓角。與保持架摩擦。（10）外環(huán)與軸承箱扭曲，軸與內(nèi)環(huán)扭曲。是由于箱孔圓角過大；沒有足夠的支撐。軸肩圓角過大，沒有足夠支撐，兩端面靠不實(shí)。對(duì)策：重新加工箱孔圓角和軸肩的圓角。對(duì)策：選擇正確的安裝方法：套筒法、加熱法、油壓法等。（11）不正確的安裝方式，用錘直接敲到軸承上，導(dǎo)致軸承工作表面有磕傷。（12）固定墊圈的太陽片(鎖緊墊片)摩擦到軸承。對(duì)策：將太陽片打倒或更換新的。（13）設(shè)備中的轉(zhuǎn)動(dòng)件干涉到靜止件。對(duì)策：仔細(xì)檢查，避免發(fā)生干涉現(xiàn)象。（14）軸承間隙過大導(dǎo)致振動(dòng)。（15）設(shè)備振動(dòng)，檢查設(shè)備旋轉(zhuǎn)件的平衡量校正之。5.3振動(dòng)（1）臟物、異物、砂?；蚱渌廴疚镞M(jìn)入箱體中。對(duì)策：將軸承箱清洗干凈，更換新的油封。（2）水、酸、油漆或其它腐蝕性物質(zhì)進(jìn)入軸承箱中。對(duì)策：安裝一個(gè)保護(hù)性防塵蓋，改良油封。（3）軸承箱內(nèi)孔不圓、扭曲變形、支撐面不平。對(duì)策：檢查軸承箱，調(diào)整支撐面、調(diào)整墊片。（4）軸徑小或緊定套未鎖緊。對(duì)策：檢測(cè)軸徑，選擇合適的配合量，重新鎖緊緊定套。（5）不平衡負(fù)荷，箱孔間隙大，外環(huán)在箱孔內(nèi)打滑。對(duì)策：更換合乎設(shè)計(jì)要求孔徑的軸承箱。（6）兩個(gè)或多個(gè)軸承耦合，產(chǎn)生軸心直線偏差和角度偏差。對(duì)策：重新調(diào)整墊片，使軸心耦合在同一直線上。（7）不正確的安裝，用錘直接敲擊在軸承上。（8）軸承間隙過大。（9）設(shè)備振動(dòng)。5.4機(jī)械性達(dá)不到設(shè)計(jì)要求（1）軸承內(nèi)部間隙不適當(dāng)，軸承預(yù)緊力不夠：選擇合適的軸承。（2）軸承箱中的碎片，臟物未清除干凈，或者運(yùn)轉(zhuǎn)過程中臟物、水、酸性污染物進(jìn)入箱體中。（3）緊定套被過分鎖緊或沒有鎖緊。（4）軸承箱孔徑精度不高，箱孔變形、扭曲