轴承失效图文并茂解析轴承失效的原因，失效分析及预防方法，值得收藏|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

图文并茂解析轴承失效的原因、失效分析及预防方法，值得收藏

不同的轴承故障类型对应的轴承振动的特征是不同的。轴承的运动部件的使用寿命取决于运动部件接触面材料的疲劳和磨损。

轴承的早期故障产生的原因很多，最常见的因素包括：疲劳、磨损、塑性变形、腐蚀、局部硬化、润滑不良、装配缺陷和设计缺陷。通常情况轴承的失效是由于多个因素共同作用的结果，或者起初一种因素，随着故障的加重逐渐导致出现多种故障。

图 1 轴承的剖面图

在分析轴承失效的过程中，往往会碰到许多错综复杂的现象，各种实验结果可能是相互矛盾或者主次不清，这就需要经过反复实验、论证，以获得足够的证据或反证。只有运用正确的分析方法、程序、步骤，才能找到引发失效的真正原因。

下面给大家讲解一下

轴承失效分析三大步骤

一般情况下轴承失效分析大体可分为以下三个步骤：失效实物和背景资料的收集、对失效实物的宏观检查和微观分析。

1.失效实物和背景材料的收集

尽可能地收集到失效事物的各个零件和残片。充分了解失效轴承的工作条件、使用过程和制造质量等。具体内容包括：

（1）主机的载荷、转速、工作状况等轴承的设计工作条件。

（2）轴承及其相关部位其他零件的失效情况，轴承失效的类型。

（3）轴承的安装运转记录。运转使用过程中有无不正常操作。

（4）轴承工作中所承受的实际载荷是否符合原设计。

（5）轴承工作的实际转速及不同转速出现的频率。

（6）失效时是否有温度的急剧增加或冒烟，是否有噪声及振动。

（7）工作环境中有无腐蚀性介质，轴承与轴颈间有无特殊的表面氧化色或其他沾污色。

（8）轴承的安装记录（包括安装前轴承尺寸公差的复验情况），轴承原始间隙、装配和对中情况，轴承座和机座刚性如何，安装是否有异常。

（9）轴承运转是否有热膨胀及动力传递变化。

（10）轴承的润滑情况，包括润滑剂的牌号、成分、颜色、粘度、杂质含量、过滤、更换及供给情况等，并收集其沉淀物。

（11）轴承的选材是否正确，用材质量是否符合有关标准或图样要求。

（12）轴承的制造工艺过程是否正常，表面是否有塑性变形，有没有表面磨削烧伤。

（13）失效轴承的修复和保养记录。

（14）同批或同类轴承的失效情况。

在收集实际背景材料工作中，全部满足上述要求是很难的。但收集到的资料越多，无疑会更有利于得到正确的分析结论。

2.宏观检查

对失效轴承进行宏观检查（包括尺寸公差测量和表面状态检查分析），是失效分析最重要的环节。总体的外观检查，可了解轴承失效的概貌和损坏部位的特征，估计造成失效的起因，察看缺陷的大小、形状、部位、数量和特征，并截取适当部位做进一步的的微观检查和分析。宏观检查的内容包括：

（1）外形和尺寸的变化情况（包括测振分析、动态函数分析和滚道圆度分析）。

（2）游隙的变化情况。

（3）是否有腐蚀现象，在什么部位，是什么类型的腐蚀，是否与失效直接有关。

（4）是否有裂纹，裂纹的形态和断口性质如何。

（5）磨损是什么类型的，对失效有多大作用。

（6）观察轴承各零件工作表面变色的情况和部位以确定其润滑情况和表面温度效应。

（7）对失效特征区主要观察有无异常磨损、外来颗粒嵌入、裂纹、擦伤和其他缺陷。

（8）冷酸洗法或热酸洗法检验轴承零件原始表面有无软点、脱碳层和烧伤，特别是表面磨削烧伤。

（9）用X射线应力测定仪器测量轴承工作前后的应力变化情况。

宏观检查的结果，有时可基本判断失效的形式和原因，但要进一步确定失效的性质，还必须取得更多的证据，做微观分析。

3.微观分析

失效轴承的微观分析包括光学金相分析、电子显微镜分析、探针和电子能谱分析等。主要是根据失效特征区的微观组织结构变化和对疲劳源、裂纹源的分析为失效分析提供更充分的判据或反证。微观分析中最常用、最普遍的方法是光学金相分析和对表面硬度检测。分析的内容应包括：

（1）材料质量是否符合有关标准和设计要求。

（2）轴承零件的基本组织和热处理质量是否符合有关要求。

（3）表层组织是否存在脱碳层、托氏体和其他表面加工变质层。

（4）测量渗碳层等表面强化层和多层金属各层组织的深度，腐蚀坑或裂纹的形态与深度，并根据裂纹的形状和两侧组织特征确定裂纹产生的原因及性质。

（5）根据晶粒大小、组织变形、局部相变、重结晶、相聚集等判断变形程度、温升情况、材料种类及工艺过程等。

（6）测量基本硬度、硬度均匀性及失效特征区的硬度变化。

（7）断口观察与分析。用扫描电子显微镜定性分析和测量观察断口。

（8）电子显微镜、探针和电子能谱在疲劳源和裂纹源分析中能测出断口的成分，发现断口的性质和断裂的原因。

以上介绍的轴承失效分析一般方法的三个步骤是一个由表及里逐步深入的分析过程。具体每一步骤中包含的内容应根据轴承失效的类型和特点，视具体情况取舍，但分析步骤是缺一不可的。而且在整个分析过程中，分析结果应始终与影响轴承失效的诸多因素联系起来，综合考虑。

预防轴承早期失效的途径

在重要的机械设备中轴承的使用寿命是一项重要指标，了解并掌握轴承的工作状态，预测、预防轴承早期失效十分必要。通常有以下主要途径。

（1）采用先进技术，提高轴承的寿命和可靠性。包括结构优化设计、加工工艺的改革、材料的精选和精练、高效率高洁度的润滑、精细的装配和安装等等。

（2）加强轴承产品的质量检测和监督，确保轴承产品质量达到有关标准或设计要求。

（3）加强对轴承工作状态的监测和诊断，及早发现异常，采用预防措施以防止突发性事故可能造成的重大损失。

故障诊断检测系统

现代轴承故障诊断技术，是与精密的测试系统和监测手段联系在一起的。目前实际应用中比较成熟的检测系统有以下几种。

（1）轴承脉冲侧振装置

轴承疲劳磨损（或疲劳剥落）后，产生振动，接收器将机械脉冲信号转换为电信号并放大。当脉冲数超出正常范围达到突变时，立即报警，轴承停止使用。

（2）轴承温度报警装置

轴承润滑不良、表面磨损或疲劳都会使表面发热，当发热到一定的极限温度时，既行报警，轴承停止运行。

（3）定期检测运行中轴承的当时状态，发现或监控已有缺陷极其发展趋势。

（4）铁谱诊断法

定时抽取工作轴承的润滑脂的样本，用铁谱仪检测其中的磨粒数量、尺寸及其形状特征，可发现出疲劳与磨损的程度，发现轴承失效的征兆。

轴承失效的原因

轴承失效的原因往往是多因素的，所有设计制造过程的影响因素都会与轴承的失效有关，分析起来不易判断。在一般情况下，大体上可以从使用因素和内在因素两方面考虑和分析。

使用因素主要是指安装调整、使用保养、维护修理等是否符合技术要求。安装条件是使用因素中的首要因素之一，轴承往往因安装不合适而导致整套轴承各零件之间的受力状态发生变化，轴承在不正常的状态下运转并提早失效。根据轴承安装、使用、维护、保养的技术要求，对运转中的轴承所承受的载荷、转速、工作温度、振动、噪声和润滑条件进行监控和检查，发现异常立即查找原因，进行调整，使其恢复正常。此外，对润滑脂质量和周围介质、气氛进行分析检验也很重要。

内在因素主要是指结构设计、制造工艺和材料质量等决定轴承质量的三大因素。

首先，结构设计合理的同时具备有先进性，才会有较长的轴承寿命。轴承的制造一般要经过锻造、热处理、车削、磨削和装配等多道加工工序。各加工工艺的合理性、先进性、稳定性也会影响到轴承的寿命。其中影响成品轴承质量的热处理和磨削加工工序，往往与轴承的失效有着更直接的关系。近年来对轴承工作表面变质层的研究表明，磨削工艺与轴承表面质量的关系密切。

轴承材料的冶金质量曾经是影响滚动轴承早期失效的主要因素。随着冶金技术（例如轴承钢的真空脱气等）的进步，原材料质量得到改善。原材料质量因素在轴承失效分析中所占的比重已经明显下降，但它仍然是轴承失效的主要影响因素之一。选材是否得当仍然是轴承失效分析必须考虑的因素。

轴承失效分析的主要任务，就是根据大量的背景材料、分析数据和失效形式，找出造成轴承失效的主要因素，以便有针对性地提出改进措施，延长轴承的服役期，避免轴承发生突发性的早期失效。

10大轴承损伤故障图解及解决方法；14种轴承特点、区别和用途

1、剥离

现象：运转面剥离，剥离后呈明显凸凹状

原因：

1）负荷过大使用不当

2）安装不良

3）轴或轴承箱精度不良

4）游隙过小

5）异物侵入

6）发生生锈

7）异常高温造成的硬度下降

措施：

1）重新研究使用条件

2）重新选择轴承

3）重新考虑游隙

4）检查轴和轴承箱加工精度

5）研究轴承周围设计

6）检查安装时的方法

7）检查润滑剂及润滑方法

2、烧伤

现象：轴承发热变色，进而烧伤不能旋转

原因：

1）游隙过小（包括变形部分游隙过小）

2）润滑不足或润滑剂不当

3）负荷过大（预压过大）

4）滚子偏斜

措施：

1）设定适当游隙（增大游隙）

2）检查润滑剂种类确保注入量

3）检查使用条件

4）防止定位误差

5）检查轴承周围设计（包括轴承受热）

6）改善轴承组装方法

3、裂纹缺陷

现象：部分缺口且有裂纹

原因：

1）冲击负荷过大

2）过盈过大

3）有较大剥离

4）摩擦裂纹

5）安装侧精度不良（拐角圆过大）

6）使用不良（用铜锤，卡入大异物）

措施：

1）检查使用条件

2）设定适当过盈及检查材质

3）改善安装及使用方法

4）防止摩擦裂纹（检查润滑剂）

5）检查轴承周围设计

4、保持架破损

现象：铆钉松动或断裂，保持架破裂

原因：

1）力矩负荷过大

2）高速旋转或转速变动频繁

3）润滑不良

4）卡入异物

5）振动大

6）安装不良（倾斜状态下安装）

7）异常温升（树脂保持架）

措施：

1）检查使用条件

2）检查润滑条件

3）重新研究保持架的选择

4）注意轴承使用

5）研究轴和轴承箱刚性

5、擦伤卡伤

现象：表面粗糙，伴有微小溶敷；套圈档边与滚子端面的擦伤称作卡伤

原因：

1）润滑不良

2）异物侵入

3）轴承倾斜造成的滚子偏斜

4）轴向负荷大造成的挡边面断油

5）表面粗糙大

6）滚动体滑动大

措施：

1）再研究润滑剂、润滑方法

2）检查使用条件

3）设定适宜的预压

4）强化密封性能

5）正常使用轴承

6、生锈腐蚀

现象：表面局部或全部生锈，呈滚动体齿距状生锈

原因：

1）保管状态不良

2）包装不当

3）防锈剂不足

4）水分、酸溶液等侵入

5）直接用手拿轴承

措施：

1）防止保管中生锈

2）强化密封性能

3）定期检查润滑油

4）注意轴承使用

7、磨蚀

现象：配合面产生红锈色磨损粉粒

原因：

1）过盈量不够

2）轴承摇动角小

3）润滑不足（或处于无润滑状态）

4）非稳定性负荷

5）运输中振动

措施：

1）检查过盈及润滑剂涂布状态

2）运输时内外圈分开包装，不可分开时则施加预压

3）重新选择润滑剂

4）重新选择轴承

8、磨损

现象：表面磨损，造成尺寸变化，多伴有磨伤，磨痕

原因：

1）润滑剂混中入异物

2）润滑不良

3）滚子偏斜

措施：

1）检查润滑剂及润滑方法

2）强化密封性能

3）防止定位误差

9、电蚀

现象：滚动面有喷火口状凹坑，进一步发展则呈波板状

原因：滚动面通电

措施：制作电流旁通阀；采取绝缘措施，避免电流通过轴承内部

10、压痕碰伤

现象：卡入固体异物或冲击造成的表面凹坑及安装是的擦伤

原因：

1）固体异物侵入

2）卡入剥离片

3）安装不良造成的撞击，脱落

4）在倾斜状态下安装

措施：

1）改善安装、使用方法

2）防止异物混入

3）若因金属片引起，则须检查其他部位

十四种轴承特点、区别和用途，科普一下吧！

轴承是机械设备中举足轻重的零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。

轴承按承载方向或公称接触角不同，分为：向心轴承、推力轴承。

按滚动体种类，分为：球轴承，滚子轴承。

按能否调心，分为：调心轴承，非调心轴承（刚性轴承）。

按滚动体的列数，分为：单列轴承，双列轴承，多列轴承。

按部件能否分离，分为：可分离轴承，不可分离轴承。

此外还有按结构形状和尺寸大小的分类。

本文主要分享13种常见轴承的特点、区别和对应的用途。

一、角接触球轴承

套圈与球之间有接触角，标准的接触角为15°、30°和40°，接触角越大轴向负荷能力也越大，接触角越小则越有利于高速旋转，单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷。结构上为背面组合的两个单列角接触球轴承共用内圈与外圈，可承受径向负荷与双向轴向负荷。

角接触球轴承

主要用途：

单列：机床主轴、高频马达、燃汽轮机、离心分离机、小型汽车前轮、差速器小齿轮轴。

双列：油泵、罗茨鼓风机、空气压缩机、各类变速器、燃料喷射泵、印刷机械。

二、调心球轴承

双排钢珠，外圈滚道为内球面型，因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正，圆锥孔轴承通过使用紧固件可方便地安装在轴上，主要承受径向载荷。

调心球轴承

主要用途：木工机械、纺织机械传动轴、立式带座调心轴承。

三、调心滚子轴承

该类轴承在球面滚道外圈与双滚道内圈之间装有球面滚子，按内部结构的不同，分为R、RH、RHA和SR四种型式，由于外圈滚道的圆弧中心与轴承中心一致，具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正，可承受径向负荷与双向轴向负荷。

调心滚子轴承

主要用途：造纸机械、减速装置、铁路车辆车轴、轧钢机齿轮箱座、轧钢机辊道子、破碎机、振动筛、印刷机械、木工机械、各类产业用减速机、立式带座调心轴承。

四、推力调心滚子轴承

该类轴承中球面滚子倾斜排列，由于座圈滚道面呈球面，具有调心性能，因此可允许轴有若干倾斜，轴向负荷能力非常大，在承受轴向负荷的同时还可承受若干径向负荷，使用时一般采用油润滑。

推力调心滚子轴承

主要用途：水力发电机、立式电动机、船舶用螺旋桨轴、轧钢机轧制螺杆用减速机、塔吊、碾煤机、挤压机、成形机。

五、圆锥滚子轴承

该类轴承装有圆台形滚子，滚子由内圈大挡边引导，设计上使得内圈滚道面、外圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点。单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷，双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷，适用于承受重负荷与冲击负荷。

圆锥滚子轴承

主要用途：汽车：前轮、后轮、变速器、差速器小齿轮轴。机床主轴、建筑机械、大型农业机械、铁路车辆齿轮减速装置、轧钢机辊颈及减速装置。

六、深沟球轴承

在结构上深沟球轴承的每个套圈均具有横截面大约为球的赤道圆周长的三分之一的连续沟型滚道。深沟球轴承主要用于承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。

当轴承的径向游隙增大时，具有角接触球轴承的性质，可承受两个方向交变的轴向载荷。与尺寸相同的其它类型轴承相比，该类轴承摩擦系数小，极限转速高，精度高，是用户选型时首选的轴承类型。请加微信公众号：工业智能化(robotinfo) 马云都在关注

深沟球轴承

主要用途：汽车、拖拉机、机床、电机、水泵、农业机械、纺织机械等。

七、推力球轴承

由带滚道的垫圈形滚道圈与球和保持架组件构成，与轴配合的滚道圈称做轴圈，与外壳配合的滚道圈称做座圈。双向轴承则将中圈秘轴配合，单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷（二者均不能承受径向负荷）。

推力球轴承

主要用途：汽车转向销、机床主轴。

八、推力滚子轴承

推力滚子轴承用于承受轴向载荷为主的轴，经向联合载荷，但经向载荷不得超过轴向载荷的55%。与其它推力滚子轴承相比，此种轴承摩擦因数较低，转速较高，并具有调心能力。29000型轴承的滚子为非对称型球面滚子，能减小棍子和滚道在工作中的相对滑动，并且滚子长、直径大，滚子数量多载荷容量大，通常采用油润滑，个别低速情况可用脂润滑。

推力滚子轴承

主要用途：水力发电机,、起重机吊钩。

九、圆柱滚子轴承

圆柱滚子轴承的滚子通常由一个轴承套圈的两个挡边引导，保持架滚子和引导套圈组成一组合件，可与另一个轴承套圈分离，属于可分离轴承。

此种轴承安装，拆卸比较方便，尤其是当要求内、外圈与轴、壳体都是过盈配合时更显示优点。此类轴承一般只用于承受径向载荷，只有内外圈均带挡边的单列轴承可承受较小的定常轴向载荷或较大的间歇轴向载荷。

圆柱滚子轴承

主要用途：大型电机、机床主轴、车轴轴箱、柴油机曲轴、汽车、托牢记的变箱等。

十、四点接触球轴承

可承受径向负荷与双向轴向负荷，单个轴承可代替正面组合或背面组合的角接触球轴承，适用于承受纯轴向负荷或轴向负荷成份较大的合成负荷，该类轴承承受任何方向的轴向负荷时都能形成其中的一个接触角，因此套圈与球总在任一接触线上的两面三刀点接触。

四点接触球轴承

主要用途：飞机喷气式发动机、燃汽轮机。

十一、推力圆柱滚子轴承

由垫圈形滚道圈（轴圈、座圈）与圆柱滚子和保持架组件构成。圆柱滚子采用凸面加工，因此滚子与滚道面之间的压力分布均匀，可承受单向轴向负荷，轴向负荷能力大，轴向刚性也强。

推力圆柱滚子轴承

主要用途：石油钻机、制铁制钢机械。

十二、推力滚针轴承

分离型轴承由滚道圈与滚针和保持架组件构成，可与冲压加工的薄型滚道圈或切制加工的厚型滚道圈任意组合。非分离型轴承是由经精密冲压加工的滚道圈与滚针和保持架组件构成的整体型轴承，可承受单向轴向负荷，该类轴承占用空间小，有利于机械的紧凑设计，大多仅采用滚针和保持架组件，而把轴及外壳的安装面作为滚道面使用。公众号@机械知网，分享知识，传播价值。