6大滚动轴承的失效形式,你知道几个?
今日导读:本文的内容是关于滚动轴承的6大失效形式,非常实用的总结,希望对你的工作和学习有所帮助。
滚动轴承是机械设备中使用量最多的零件之一,也是最易损坏的零件。滚动轴承的工作状态非常复杂,转速从2r/min~3000r/min,甚至更高或更低;承载方向有纯径向、纯轴向及混合方向等;运动形式有转动、摆动,在特殊场合还有直线运动的。这些因素都将影响故障信号的测取方式。滚动轴承有着极其光滑、尺寸精密的滚道,因而早期故障的振动信号非常微弱,常常淹没在轴与齿轮的振性信号中,给鼓掌诊断带来一定的困难。
大多数极低速滚动轴承及摆动运动的滚动轴承的荷载都是重载,例如:炼钢转炉的耳轴轴承、连铸机头的钢包回转塔轴承。在载荷过重、热变形影响、突然的冲击载荷等因素的作用下,其损坏的主要形式是塑性变形和严重磨损。
转速大于10r/min的滚动轴承有更多的失效形式。
一、滚动轴承的磨损失效磨损时滚动轴承最常见的一种失效形式。在滚动轴承运转中,滚动体和套圈之间均存在滑动,这些滑动会引起零件接触面的磨损。尤其在轴承中侵入金属粉末、氧化物以及其他硬质颗粒时,则形成严重的磨料磨损,使磨损更为加剧。另外,由于振动和磨料的共同作用,对于处在非旋转状态的滚动轴承,会在套圈上形成与钢球节距相同的凹坑,即为摩擦腐蚀现象。如果轴承与孔座或轴颈配合太松,在运行中引起的相对运动,又会造成轴承座孔或轴颈的磨损。当磨损量较大时,轴承便产生游隙噪声,使振动增大。
二、滚动轴承的疲惫失效
在滚动轴承中,滚动体或套圈滚动表面由于接触载荷的反复作用,表层因反复的弹性变形而致冷作硬化,下层的材料应力与表层出现断层状分布,导致从表面下形成细小裂纹,随着以后的持续载荷运转,裂纹逐步发展到表面,致使材料表面的裂纹相互贯通,直至金属表层产生片状或点坑状剥落。轴承的这种失效形式成为疲劳失效。其主要原因是疲劳应力造成的,有时是由于润滑不良或强迫安装所引起。随着滚动轴承的继续运转,损坏逐步增大。因为有脱落的碎片被滚压在其余部分滚道上,并给那里造成局部超载荷而进一步使滚动损坏。轴承运转时,一旦发生疲劳剥落,其振动和噪声将急剧增大。
三、滚动轴承的腐蚀失效
轴承零件表面的腐蚀分三种类型。一是化学腐蚀,当水、酸等进入轴承或者使用含酸的润滑剂,都会产生这种腐蚀。二是电腐蚀,由于轴承表面间有较大电流通过使表面产生点蚀。三是微振腐蚀,为轴承套圈在机座座孔中或轴颈上的微小相对运动而至。结果使套圈表面产生红色或黑色的锈斑。轴承的腐蚀斑则是以后损坏的起点。
四、滚动轴承的塑变失效
压痕主要是由于滚动轴承受载荷后,在滚动体和滚道接触处产生塑性变形。载荷过大时会在滚道表面形成塑性变形凹坑。另外,若装配不当,也会由于过载或撞击造成表面局部凹陷。或者由于装配敲击,而在滚道上造成压痕。
五、滚动轴承的断裂失效
造成轴承零件的破断或裂纹的重要原因是由于运行时载荷过大、转速过高、润滑不良或装配不善而产生过大的热应力,也有的是由于磨削或热处理不当而导致的。
六、滚动轴承的胶合失效
滑动接触的两个表面,当一个表面上的金属粘附到另一个表面上的现象称为胶合。对于滚动轴承,当滚动体在保持架内被卡住或润滑不足、速度过高造成摩擦热过大,使保持架的材料粘附到滚子上而形成胶合。其胶合状为螺旋形污斑状。还有的是由于安装的初间隙过小,热膨胀引起滚动体与内外圈挤压,致使在轴承的滚动中产生胶合和剥落。
滚动轴承失效的形式
滚动轴承的失效状态,可分为止转失效和丧精失效两种。止转失效是指轴承有突发情况,因丧失工作能力而停止转动,如裂纹、卡死等。丧精失效是指零件基本尺寸、表面精度在使用中发生变化,配合间隙超出原设计标准,虽然还能继续转动,但属非正常运转,如磨损、烧伤、腐蚀等。失效形式主要有以下八种。
1.1 磨损失效
滚动轴承滚动体和滚道有相对运动,就会产生磨损。当污物、砂尘或剥落的铁屑进入润滑剂,就会阻止滚道面的油膜形成,加剧磨损发生。持续的磨损导致轴承不能正常工作,称为轴承的磨损失效。
1.2 疲劳点蚀失效
滚动轴承滚动体和内、外圈不停地转动,接触表面受脉动载荷的反复作用,在表面下一定深度处产生疲劳裂纹,形成疲劳点蚀,致使轴承不能够正常转动。
1.3 腐蚀失效
轴承各金属零件表面同环境介质发生化学或电化学反应,造成的表面损伤、失效称为腐蚀失效。表现形式是生锈或化学腐蚀。
1.4 塑性变形失效
当轴承转速很低(n<10 r/min)或间歇摆动时,在较大的冲击载荷或静载荷作用下,会使轴承滚道、滚动体接触点的局部应力超过材料的屈服极限,产生塑性变形。持续的转动,导致轴承塑性变形失效。
1.5 剥落失效
承受较大载荷而又相对运动的滚动体、滚道接触表面,由于反复承受载荷,使金属表层成片状剥落,导致剥落失效。
1.6 断裂失效
轴承零件断裂将会造成突发性失效事故。由于装配、使用维护和保养不当,润滑密封不良、进入杂物等原因,轴承组成零件发生断裂、破碎,造成轴承断裂失效。
1.7 电蚀失效
受修理手段所限,在航空器的设备上需要进行焊接作业时,由于焊接电流通过设备上所安装的轴承,引起轴承表面击伤,造成电蚀失效。
1.8 烧伤失效
轴承内、外圈的滚道或滚动体表面和保持架在旋转中,由于急剧发热直至变色、软化、熔敷和破损,称为烧伤失效。在承受载荷时,如润滑不良、润滑油质量差、润滑油混有异物、装配不正确等因素造成温度高于设计值,烧伤轴承,使轴承滚道、滚动体出现回火现象。
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