滚动轴承失效与防治
2019-05-29 作者：润滑油情报网 来源： 网友评论 0 条
摘要：如何提高滚动轴承的可靠性已经成为滚动轴承生产厂家及使用客户急需解决的主要问题之一。
滚动轴承是运转机械不可缺少的基础部件之一。虽然滚动轴承体积小成本低，可是一旦滚动轴承失效，给运转机械乃至整个生产设备带来的损失却是巨大的。因此如何提高滚动轴承的可靠性已经成为滚动轴承生产厂家及使用客户急需解决的主要问题之一。
一、轴承的失效机理
接触疲劳失效
接触疲劳失效系指轴承工作表面受到交变应力的作用而产生的材料疲劳失效。接触疲劳失效常见的形式是接触疲劳剥落。
磨损失效
磨损失效系指表面之间的相对滑动摩擦导致其工作表面金属不断磨损而产生的失效。
磨损失效是各类轴承常见的失效模式之一，按磨损形式通常可分为磨粒磨损和粘着磨损。
断裂失效
轴承断裂失效主要原因是缺陷与过载两大因素。当外加载荷超过材料强度极限而造成零件断裂称为过载断裂。过载原因主要是主机突发故障或安装不当。
轴承零件的微裂纹、缩孔、气泡、大块外来杂物、过热组织及局部烧伤等缺陷在冲击过载或剧烈振动时也会在缺陷处引起断裂，称为缺陷断裂。
腐蚀失效
滚动轴承的生锈和腐蚀会造成套圈、滚动体表面的坑状锈、梨皮状锈及滚动体间隔相同的坑状锈、全面生锈及腐蚀。最终引起滚动轴承的失效。
游隙变化失效
滚动轴承在工作中，由于外在或内在因素的影响，使得原有配合间隙改变，精度降低，乃至造成“咬死"，称为游隙变化失效。外界因素如过盈量过大，安装不到位，温升引起的膨胀量、瞬时过载等；内在因素如残余奥氏体和残余应力处于不稳定状态等，均是造成游隙变化失效的主要原因。
二、滚动轴承常见失效模式及对策
沟道单侧极限位置剥落
沟道单侧极限位置剥落主要表现在沟道与挡边交界处有严重的剥落环带。产生原因是轴承安装不到位或运转过程中突发轴向过载。
采取的对策是确保轴承安装到位或将自由侧轴承外圈配合改为间隙配合，以期轴承过载时使轴承得到补偿。
沟道在圆周方向呈对称位置剥落
对称位置剥落表现在内圈为周围环带剥落，而外圈呈周向对称位置剥落(即椭圆的短轴方向)，原因主要是因为外壳孔椭圆过大或两半分离式外壳孔结构，这在摩托车用凸轮轴轴承中表现尤为明显。
采取的对策是提高外壳孔加工精度或尽可能不采用外壳孔两半分离结构。
滚道倾斜剥落
产生的原因主要是因为安装不良，轴有挠度、轴颈与外壳孔精度低等。
采取对策为确保轴承安装质量与提高轴肩、孔肩的轴向跳动精度，或提高润滑油的粘度以获得较厚的润滑油膜。
套圈断裂
套圈断裂失效比较少见，通常是突发性过载造成的。产生原因较为复杂，如轴承的原材料缺陷(气泡缩孔)、锻造缺陷(过烧)、热处理缺陷(过热)、加工缺陷(局部烧伤或表面微裂纹)、主机缺陷(安装不良、润滑贫乏、瞬时过载)等。受过载冲击负荷或剧烈振动均有可能使套圈断裂。
采取的对策是避免过载冲击载荷、选择适当的过盈量、提高安装精度、改善使用条件及加强轴承制造过程中的质量控制。
保持架断裂
保持架断裂属于偶发性非正常失效模式。其产生原因主要有以下五个方面：
a.保持架异常载荷
b. 润滑不良
c.外来异物的侵入
d. 蠕变现象，所谓蠕变多指套圈的滑动现象。
e. 保持架材料缺陷(如裂纹、大块异金属夹杂物、缩孔、气泡等)
采取对策为在制造过程中加以严格控制。
卡伤
所谓卡伤是由于在滑动面损伤产生的部分的微小烧伤汇总而产生的表面损伤。
解决方法：通过适当的预压，改善润滑剂和润滑方法，提高轴、轴承箱的精度来解决。
磨损
磨损失效是指表面之间的相对滑动摩擦导致其工作表面金属不断磨损而产生的失效。造成磨损失效的因素主要有润滑剂失效或缺乏润滑剂，润滑方式不对，有磨粒进入轴承内部，负载过大等。
解决方法：可以通过改善润滑剂或改善润滑方法，增强密封机构等。
擦伤
造成擦伤的原因主要有高速轻载荷、急加减速、润滑剂不适当、水的侵入等。
解决方法：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，改善密封装置等。
压痕
引起压痕的主要因素是：金属粉末等异物咬入，组装时或运输过程中受到的冲击载荷过大等。
解决方法：改善密封装置，过滤润滑油，改善组装及使用方法等。
烧伤
造成烧伤的原因有润滑不良，过大载荷(预压过大)，转速过大，游隙过小，水、异物的侵入，轴、轴承箱的精度不良，轴的挠度大等。
解决方法：通过改善润滑剂及润滑方法，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或改善安装方法来解决。
电流腐蚀
引起电流腐蚀的主要原因是外圈与内圈间的电位差以及静电的作用。
解决方法：在设定电路时，电流不通过轴承，对轴承进行绝缘，静电接地。
生锈腐蚀
轴承的生锈和腐蚀有滚道、滚动体表面的坑状锈、全面生锈及腐蚀。造成滚动轴承生锈腐蚀失效的原因很多，主要有：水、腐蚀性物质(漆、煤气等)的侵入，润滑剂不合适，由于水蒸气的凝结而附有水滴，高温多湿时停转，运输过程中防锈不良，保管状态不合适，使用不合适等。
解决的方法有：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，使用时要加以注意。
除上述常见的失效形式外，滚动轴承在实际运行中还有很多的失效形式，有待我们进一步的分析研究。综上所述，从轴承常见失效机理与失效模式可知，尽管滚动轴承是精密而可靠的机构基础体，但使用不当也会引起早期失效。
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