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電機人值得收藏：剖析軸承損壞癥狀、原因及解決方案

發布時間：2018-02-07 22:37:00 點擊：    

無錫伯頓起重電機2018年2月7日訊  為什么軸承會失效？

軸承損傷的一般形式：

硬度不足  軸向破裂  過熱

普通疲勞  外圈斷裂  布氏壓痕

不對中  微動磨損  滑痕                

滯塞  緊配合  反向載荷

載荷過量  潤滑劑失效  擋邊斷裂            

腐蝕  污染  溝蝕

癥狀：

• 每個球的位置上有橢圓形的磨痕，表面拋光，并有明顯界限；

• 周圍常有一圈棕褐色的碎屑；

原因：

• 靜止機器中的振動導致滾動體和滾道之間的微移；

• 軸承不轉動時，無法形成油膜來防止滾道磨損；

解決方案：

• 減少或吸收外部振動；

• 使用含有防磨損添加劑的潤滑劑；

癥狀：

• 外圈、滾動體和保持架顏色由金色褪為藍色；

• 400°F以上的溫度會使套圈和滾動體材料退火，減少軸承容量，引起過早疲勞；

• 在極端的情況下，軸承組件會變形；

• 溫度的升高也會損害或破壞潤滑劑；

原因：

• 高電熱載荷；

• 不當熱通道；

• 載荷或速度過量時冷卻或潤滑不足；

解決方案：

• 溫度或過載荷控制；

• 適當的熱通道；

• 補充冷卻；

癥狀：

• 典型的是沿圓周方向平行伸展的裂縫，及常由軸向載荷引起的一些斷裂碎片，斷裂通常發生在滾道中部略偏上處；

• 外圈外部呈現不規則載荷形式；

原因：軸承座對套圈支持力不足；

解決方案：

• 提高軸承安裝質量；

• 遵照供應商的安裝指導，獲得恰當的建議；

癥狀：在非轉動套圈的滾道上形成的，與滾道邊緣不平等的磨損痕跡；

原因：

• 軸彎曲；

• 軸或軸承箱體臺肩上的毛刺或灰塵；

• 軸線和軸座不成直角；

• 鎖緊螺母的表面和軸線不成直角；

解決方案：

• 檢查軸、擋邊擺動座和軸承座；

• 在非硬化軸上使用單點旋轉螺紋或磨光螺紋，在硬化軸上只使用磨光螺紋；

• 使用高精度鎖緊螺母；

癥狀：點蝕；滾動體或滾道粗糙；

原因：

• 載荷小，潤滑差時，滾動體在滾道上滑動；

• 偶然發生在載荷區過小時：使滾動體在非載荷區暫停，而在進入載荷區時再次加速；

解決方案：

• 選擇低載荷容量軸承；

• 軸承預載荷；

• 減小軸承游隙；

• 提高潤滑質量；

癥狀：滾道底部滾動體的嚴重磨損痕跡；

原因：

• 在工作溫度下，當過盈配合超過徑向游隙時，滾動體載荷過大；

• 持續在這種條件下工作導致加速磨損和疲勞；

解決方案：

• 通過改善軸承與軸和軸承座的配合來降低總過盈量；

• 考慮工作溫度；

• 在軸承選擇中增大徑向游隙；

癥狀：

• 內圈在軸向方向部分或完全斷裂；

• 輕微圓形破裂的邊緣表明破裂發生于操作中，并且是循環的 (破裂的邊緣在長時間工作后可能會斷裂)；

• 尖銳棱邊的裂紋表明拆卸中的斷裂；

原因：

• 軸承滑動；

• 內圈在軸上的滾動；

• 不當潤滑；

• 與軸配合過緊；

• 有槽軸；

• 不圓；

• 與周圍部件的摩擦；

解決方案：

• 通過增加添加劑或提高油量來改善潤滑；

• 選擇適當的配合；

• 避免摩擦；

• 提供更好的底座條件；

• 考慮對內圈進行特殊熱處理；

癥狀：

• 常被視為碎裂，表現為運轉表面的斷裂，和隨之而來的內圈、外圈或滾動體上分散的小顆粒的移除；

• 碎裂是逐步的，且一旦發生，會隨著操作而擴散；

• 總是伴隨著振動的明顯增加；

原因：軸承在計算的疲勞壽命到期后仍在使用；

解決方案：更換軸承且/或考慮重新設計，使用具有更長計算疲勞壽命的軸承。

癥狀：

• 布氏壓痕表現為滾道上的凹痕，增加軸承振動（噪音）；

• 嚴重的布氏壓痕可能引起過早疲勞失效；

原因：

• 軸承過度靜載荷；

• 對軸承的猛烈撞擊；

• 在安裝軸承時使用了斧頭；

• 跌落或撞擊已裝配的設備；

• 把軸承壓到軸上時對外圈施力；

解決方案：

• 在選擇軸承時考慮靜載荷率；

• 選擇適當設備安裝軸承，只對適合承受壓力的套圈施力；

癥狀：滾動體和滾道凹陷，引起振動；

原因：

• 來自受污染的工作地區的空氣帶來的灰塵、污垢和磨損物質；

• 臟的手或工具；

• 潤滑劑或清潔溶劑中的異物；

解決方案：

• 清潔工作環境、工具、設備和手以減少風險；

• 使軸承安裝地區遠離任何研磨操作；

• 到安裝時再拆開軸承的原包裝；

• 在受污染的工作環境中，應考慮使用密封裝置；

癥狀：

• 滾動體和滾道褪色（藍色/棕色）；

• 由于過熱和毀壞性失效引起的滾動體、套圈和保持架的過度磨損；

原因：

• 潤滑劑流量受限；

• 過高溫度降低了潤滑劑品質；

解決方案：

• 使用適當及適量的潤滑劑；

• 保證適當的軸承配合；

• 控制預載荷以降低軸承溫度；

癥狀：

• 滾動體、滾道和保持架上的紅色/棕色污點或沉積物；

• 振動增加，引起磨損；

• 徑向游隙增加或預載荷損失；

原因：將軸承暴露在腐蝕性液體或空氣中；

解決方案：

• 從軸承區域中引開腐蝕性液體；

• 使用完全密封的軸承；

• 在特別不利的環境下，考慮使用外部密封；

癥狀：覆蓋滾道絕大部分或整個滾道圓周的軸向平行的棕色痕記；

原因：

• 持續通過交流電或直流電；

• 均勻的低電流；

解決方案：

• 通過接地或絕緣的方法防止電流通過軸承；

• 使用電絕緣軸承；

癥狀：滾動體嚴重磨痕；過熱表現；擴散的疲勞區域（散裂）；

原因：軸承的過量載荷；

解決方案：減少載荷；重新設計，使用容量更大的軸承；

癥狀：支撐擋邊部分或全部斷裂或破裂；

原因：無法接受的高軸向載荷；擋邊支撐不足；軸向震動載荷；安裝損傷；

解決方案：保證好的擋邊支撐設計；保持載荷于限定范圍內；遵守適當的安裝指導和方法；

癥狀：

• 微動磨損，產生細小的金屬顆粒，氧化后留下明顯的棕色斑；

• 配合表面磨損，引起噪音和溢流問題；

• 可能的疲勞斷裂；

• 可能的游動軸承功能故障；

原因：和動力有關的配合過松，在配合部分之間出現微移；

解決方案：遵照供應商安裝指導，獲得適當的配合建議；

癥狀：

• 部分或大面積焊接及擋邊和滾子表面的深度劃痕；

• 在這個區域內還有潤滑劑焦化；

原因：

• 高載荷和高速度下的不當潤滑（潤滑劑的數量和工作粘度過低）；

• 高載荷和低速度下的不當潤滑（滾子表面和擋邊之間沒有流體的潤滑膜）；

• 由于熱擴散，引起有害預載荷；

• 由于滾道磨損和套圈傾斜引起的滾子歪斜；

• 圓柱滾子軸承的軸向載荷過高；

• 不成直角的配合；

• 表面的軸向預載荷過高；

解決方案：

• 改善潤滑（增加粘度、EP添加劑和數量）；

• 保證正確的軸承調整；

癥狀：球上出現球在滾道外邊緣上滾動引起的溝蝕帶；

原因：

• 角接觸球軸承設計為只在一個軸向方向受力；

• 受到反向載荷時，外圈上的橢圓形接觸表面被外圈那一邊上的低臺肩削短；

• 其結果是壓力過大及溫度升高，隨后是振動增加和過早疲勞；

解決方案：保證角接觸球軸承的適當安裝。