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轴承常见故障类型及轴承损伤根源
2022-03-09 10:35:09 分类:轴承知识
摘要:轴承在设备中的应用相当广泛,轴承寿命极其关键。据统计,旋转机械的故障中轴承的损坏故障约占30%,而这些根源很简单,例如货物列车脱轨事故,据调查发现轴箱中的一个轴承过热,导致车轴断裂,造成车厢倾覆、交通中断数小时,事故损失巨大。

轴承在设备中的应用相当广泛,轴承寿命极其关键。据统计,旋转机械的故障中轴承的损坏故障约占30%,而这些根源很简单,例如货物列车脱轨事故,据调查发现轴箱中的一个轴承过热,导致车轴断裂,造成车厢倾覆、交通中断数小时,事故损失巨大。

轴承故障损伤根源分析:

轴承是大部分设备的核心部件,一旦轴承失效,设备就会停止,找到根源以避免事故再次发生就显得尤为重要。实际上,轴承一旦受损,它就会逐渐恶化直到无法工作,那时故障发生的所有证据可能都被破坏了。

外部颗粒(污染物)进入轴承,运动中产生凹痕(污染物被压入滚道)。凹痕边缘会升高,所以凹痕看起来像个坑。滚道局部几何形状发生改变,使得这个区域无法形成良好油膜把接触表面分离开来,结果造成材料疲劳。最初是表面出现裂缝,最后是受损区域剥落,随着继续运转,剥落不断加剧。到后来,受损区域变得如此之大,最初的受损点(即凹痕)完全消失。此时对受损轴承进行检查,已很难发现问题的根源:即可能由于密封不好致使污染物进入轴承。


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1、磨损

磨损是滚动轴承最常见的故障之一,通常是由异物引起研磨损伤、擦伤、槽痕、圆周线痕或碎屑污染,分磨耗磨损和粘滞磨损两大类。

磨耗磨损是由于轴承内部有微小异物,它们可能是来自外部或内部的污染颗粒,比如齿轮带来的金属微粒或碳化物。这些颗粒将磨损或研磨滚道和滚动体,在圆锥滚子轴承中,滚子端面和内圈挡边的磨损程度远比滚道严重,这种磨损将造成轴向游隙或内部间隙扩大,进而降低轴承寿命,导致轴承偏心。此外,磨损也会影响轴承所在机器的其他零件。污染物能进入轴承内部,通常是密封圈严重磨损或失效(或没有)。润滑剂分析可能会发现污染物的来源,从而有助于找到解决问题的方法。

粘滞磨损主要发生在轻负荷、润滑不良、滚动体速度差较大从而产生滑动的接触表面。例如,滚动体从无载区进入承载区的过程,滚动体在无载区失速,当重新进入承载区时获得加速。这将导致润滑膜撕破、滑动、发热,导致材料可能从滚动体转移到滚道或从滚道转移到滚动体上。早期阶段,外观是发光表面,但很快它就变成无光表面,或多或少带有粘上的材料。

2、疲劳

疲劳的表现形式是剥落,即轴承材料出现麻点或脱落,剥落最初发生在滚道或滚动体上。

来自滚道表面下的疲劳是材料恶化,是由滚道表面下方的交变应力引起,最终导致材料衰变。最初是出现裂缝,裂缝随轴承工作慢慢发展,当裂缝发展到表面时,就发生剥落。

来自表面的疲劳通常由润滑不足引起。润滑剂的作用是建立油膜,把滚道与滚动体分隔开来。当润滑不良时,会发生金属与金属的接触。表面凸凹不平(突出部分)相互剪切,导致表面出现剪切应力。由于材料疲劳,出现小裂缝,然后是微剥落。最初由于表面粗糙度降低了,所以表面可能很明亮光滑,但是如果持续发展下去,表面就会变得无光,表面破碎会越来越多,出现麻点。

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