軸承常見故障類型及軸承損傷的根源

 新聞資訊     |      2021-08-02 08:18

軸承是大部分設備的核心部件,一旦軸承失效,設備就會停止,找到軸承故障的根源以避免事故發生就顯得尤為重要。每種故障都有其特性,通過觀察損傷狀況有可能確定故障根源?,F在我們就來逐一分析。

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、擦傷、槽痕、圓周線痕或碎屑污染,分磨耗磨損和粘滯磨損兩大類。磨耗磨損是由于軸承內部有微小異物,它們可能是來自外部或內部的污染顆粒,這些顆粒將磨損或研磨滾道和滾動體,這種磨損將造成軸向游隙或內部間隙擴大,進而降低軸承壽命,導致軸承偏心。此外,磨損也會影響軸承所在機器的其他零件。潤滑劑分析可能會發現污染物的來源,從而有助于找到解決問題的方法。

粘滯磨損主要發生在輕負荷、潤滑不良、滾動體速度差較大從而產生滑動的接觸表面。早期階段,外觀是發光表面,但很快它就變成無光表面,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上。來自滾道表面下的疲勞是材料惡化,是由滾道表面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,當裂縫發展到表面時,就發生剝落。來自表面的疲勞通常由潤滑不足引起。當潤滑不良時,會發生金屬與金屬的接觸。表面凸凹不平(突出部分)相互剪切,導致表面出現剪切應力。由于材料疲勞,出現小裂縫,然后是微剝落。最初由于表面粗糙度降低了,所以表面可能很明亮光滑,但是如果持續發展下去,表面就會變得無光,表面破碎會越來越多,出現麻點。

3.機械腐蝕

浸蝕通常是由于軸承座內溫度變化,內部空氣冷凝,水份不斷積聚而成。而濕氣或水時常從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重損傷??諝鉂穸冗^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,處于深處的銹會導致軸承早期損壞。

摩擦腐蝕的根源是兩個承載面之間的微移動。微移動主要由滾動體經過時產生的循環負荷引起。配合不好、軸彎曲或接觸面有缺陷,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,發生在滾動體和滾道間的接觸區域,是循環振動引起的塑性接觸面微移動和回彈所致。

4.電腐蝕

當電流通過軸承時,將會通過滾動體在內、外圈間傳導,可能出現過高電壓造成的損傷。同樣,電流泄漏也能造成損傷,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。主要的可見損傷是凹槽,形似洗衣板圖案。相比過高電壓損傷,在電流泄漏中,電流通過的區域更大,結果電流密度變小,損傷溫度也較低。因此主要的可見損壞是回火效應,即軸承表面變軟。當用高倍放大鏡觀察損傷部位,通常也能看到坑。

5.塑性變形

靜態負荷或沖擊負荷可產生過載,從而導致塑性變形,在滾道上形成凹痕。通常安裝不當是產生此問題的根源,即在軸承圈上用力不當,從而在滾動體上產生沖擊負荷。碎屑造成的凹痕是因為外部顆粒進入軸承,被滾動體壓入滾道。搬運造成的凹陷是由于軸承表面被硬的尖銳物體碰壞。由于軸承表面精度極高,當局部過載,如軸承掉落地上,就可能會在表面磕出凹痕,從而讓軸承無法工作。

6.破裂和開裂

受壓破裂是因為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。疲勞破裂開始于彎曲狀態下應力超過疲勞強度時。一開始出現一條裂縫,然后不斷增多,最后整個軸承圈或保持架開裂。當使用緊配合時可能出現疲勞破裂。熱開裂產生于兩個表面相互嚴重摩擦時,產生的摩擦熱導致裂縫,通常與滑動方向成直角。

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。