軸承是大部分設備的核心部件,一旦軸承失效,設備就會(hui) 停止,找到軸承故障的根源以避免事故發生就顯得尤為(wei) 重要。每種故障都有其特性,通過觀察損傷(shang) 狀況有可能確定故障根源。現在我們(men) 就來逐一分析。
1.磨損
磨損是滾動軸承常見的故障之一,通常是由異物引起研磨損傷(shang) 、擦傷(shang) 、槽痕、圓周線痕或碎屑汙染,分磨耗磨損和粘滯磨損兩(liang) 大類。磨耗磨損是由於(yu) 軸承內(nei) 部有微小異物,它們(men) 可能是來自外部或內(nei) 部的汙染顆粒,這些顆粒將磨損或研磨滾道和滾動體(ti) ,這種磨損將造成軸向遊隙或內(nei) 部間隙擴大,進而降低軸承壽命,導致軸承偏心。此外,磨損也會(hui) 影響軸承所在機器的其他零件。潤滑劑分析可能會(hui) 發現汙染物的來源,從(cong) 而有助於(yu) 找到解決(jue) 問題的方法。
粘滯磨損主要發生在輕負荷、潤滑不良、滾動體(ti) 速度差較大從(cong) 而產(chan) 生滑動的接觸表麵。早期階段,外觀是發光表麵,但很快它就變成無光表麵,或多或少帶有粘上的材料。
2.疲勞
疲勞的表現形式是剝落,即軸承材料出現麻點或脫落,剝落最初發生在滾道或滾動體(ti) 上。來自滾道表麵下的疲勞是材料惡化,是由滾道表麵下方的交變應力引起,最終導致材料衰變。最初是出現裂縫,裂縫隨軸承工作慢慢發展,當裂縫發展到表麵時,就發生剝落。來自表麵的疲勞通常由潤滑不足引起。當潤滑不良時,會(hui) 發生金屬與(yu) 金屬的接觸。表麵凸凹不平(突出部分)相互剪切,導致表麵出現剪切應力。由於(yu) 材料疲勞,出現小裂縫,然後是微剝落。最初由於(yu) 表麵粗糙度降低了,所以表麵可能很明亮光滑,但是如果持續發展下去,表麵就會(hui) 變得無光,表麵破碎會(hui) 越來越多,出現麻點。
3.機械腐蝕
浸蝕通常是由於(yu) 軸承座內(nei) 溫度變化,內(nei) 部空氣冷凝,水份不斷積聚而成。而濕氣或水時常從(cong) 破損或不適當的密封圈進入軸承,相比其它損壞過程,發生得較快,能發展到材料深處導致軸承嚴(yan) 重損傷(shang) 。空氣濕度過高或用手指觸摸滾道,都能導致這種類型的腐蝕。因此做好防護非常重要。潮濕腐蝕通常發生在靜止狀態,處於(yu) 深處的鏽會(hui) 導致軸承早期損壞。
摩擦腐蝕的根源是兩(liang) 個(ge) 承載麵之間的微移動。微移動主要由滾動體(ti) 經過時產(chan) 生的循環負荷引起。配合不好、軸彎曲或接觸麵有缺陷,都能導致或加速摩擦腐蝕的發生。摩擦腐蝕容易造成軸承圈開裂。假硬化也是一種摩擦腐蝕,發生在滾動體(ti) 和滾道間的接觸區域,是循環振動引起的塑性接觸麵微移動和回彈所致。
4.電腐蝕
當電流通過軸承時,將會(hui) 通過滾動體(ti) 在內(nei) 、外圈間傳(chuan) 導,可能出現過高電壓造成的損傷(shang) 。同樣,電流泄漏也能造成損傷(shang) ,電流泄漏來自通過軸承的雜散電流,而雜散電流通常是由頻率變化引起的。主要的可見損傷(shang) 是凹槽,形似洗衣板圖案。相比過高電壓損傷(shang) ,在電流泄漏中,電流通過的區域更大,結果電流密度變小,損傷(shang) 溫度也較低。因此主要的可見損壞是回火效應,即軸承表麵變軟。當用高倍放大鏡觀察損傷(shang) 部位,通常也能看到坑。
5.塑性變形
靜態負荷或衝(chong) 擊負荷可產(chan) 生過載,從(cong) 而導致塑性變形,在滾道上形成凹痕。通常安裝不當是產(chan) 生此問題的根源,即在軸承圈上用力不當,從(cong) 而在滾動體(ti) 上產(chan) 生衝(chong) 擊負荷。碎屑造成的凹痕是因為(wei) 外部顆粒進入軸承,被滾動體(ti) 壓入滾道。搬運造成的凹陷是由於(yu) 軸承表麵被硬的尖銳物體(ti) 碰壞。由於(yu) 軸承表麵精度極高,當局部過載,如軸承掉落地上,就可能會(hui) 在表麵磕出凹痕,從(cong) 而讓軸承無法工作。
6.破裂和開裂
受壓破裂是因為(wei) 局部過載或應力過高,造成應力集中超過了材料的抗拉強度所致。常見是野蠻拆裝軸承或圓錐座或襯套擰得太緊。疲勞破裂開始於(yu) 彎曲狀態下應力超過疲勞強度時。一開始出現一條裂縫,然後不斷增多,最後整個(ge) 軸承圈或保持架開裂。當使用緊配合時可能出現疲勞破裂。熱開裂產(chan) 生於(yu) 兩(liang) 個(ge) 表麵相互嚴(yan) 重摩擦時,產(chan) 生的摩擦熱導致裂縫,通常與(yu) 滑動方向成直角。
很多軸承故障都可以避免。深入的軸承損傷(shang) 根源分析可以找到問題根源,通過采取適當的措施,能提前避免故障再次發生,降低故障成本。