TTB工業(yè)智造 | 不正確使用軸承竟然會(huì)產(chǎn)生這么多

溝道單側(cè)極限位置剝落主要表現(xiàn)在溝道與擋邊交界處有嚴(yán)重的剝落環(huán)帶。產(chǎn)生原因是軸承安裝不到位或運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中突發(fā)軸向過(guò)載。

采取的對(duì)策是確保軸承安裝到位或?qū)⒆杂蓚?cè)軸承外圈配合改為間隙配合，以期軸承過(guò)載時(shí)使軸承得到補(bǔ)償。

如果無(wú)法確保安裝到位，可以提高潤(rùn)滑劑的油膜厚度(提高潤(rùn)滑油的粘度)，或減低軸承的負(fù)載等方法來(lái)減少軸承的直接接觸。

對(duì)稱位置剝落表現(xiàn)在內(nèi)圈為周?chē)h(huán)帶剝落，而外圈呈周向?qū)ΨQ位置剝落(即橢圓的短軸方向)，原因主要是因?yàn)橥鈿た讬E圓過(guò)大或兩半分離式外殼孔結(jié)構(gòu)，這在摩托車(chē)用凸輪軸軸承中表現(xiàn)尤為明顯。

當(dāng)軸承壓入橢圓偏大的外殼孔中或兩半分離式外殼固緊時(shí)，軸承外圈產(chǎn)生橢圓，在短軸方向的游隙明顯減少甚至負(fù)游隙。

軸承在載荷的作用下，內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生周向剝落痕跡，外圈只在短軸方向的對(duì)稱位置產(chǎn)生剝落痕跡。這是該軸承早期失效的主要原因，經(jīng)對(duì)該軸承失效件檢驗(yàn)表明，該軸承外徑圓度已從原工藝控制的0.8um變?yōu)?7um。此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于徑向游隙值。

因此，可以肯定該軸承是在嚴(yán)重變形及負(fù)游隙下工作的，工作面上易早期形成異常的急劇磨損與剝落。

采取的對(duì)策是提高外殼孔加工精度或盡可能不采用外殼孔兩半分離結(jié)構(gòu)。

在軸承工作面上呈傾斜剝落環(huán)帶，說(shuō)明軸承是在傾斜狀態(tài)下工作的，當(dāng)傾斜角達(dá)到或超過(guò)臨界狀態(tài)時(shí)易早期形成異常的急劇磨損與剝落。產(chǎn)生的原因主要是因?yàn)榘惭b不良，軸有撓度、軸頸與外殼孔精度低等。

采取對(duì)策為確保軸承安裝質(zhì)量與提高軸肩、孔肩的軸向跳動(dòng)精度，或提高潤(rùn)滑油的粘度以獲得較厚的潤(rùn)滑油膜。

套圈斷裂失效比較少見(jiàn)，通常是突發(fā)性過(guò)載造成的。產(chǎn)生原因較為復(fù)雜，如軸承的原材料缺陷(氣泡縮孔)、鍛造缺陷(過(guò)燒)、熱處理缺陷(過(guò)熱)、加工缺陷(局部燒傷或表面微裂紋)、主機(jī)缺陷(安裝不良、潤(rùn)滑貧乏、瞬時(shí)過(guò)載)等。受過(guò)載沖擊負(fù)荷或劇烈振動(dòng)均有可能使套圈斷裂。

采取的對(duì)策是避免過(guò)載沖擊載荷、選擇適當(dāng)?shù)倪^(guò)盈量、提高安裝精度、改善使用條件及加強(qiáng)軸承制造過(guò)程中的質(zhì)量控制。

保持架斷裂屬于偶發(fā)性非正常失效模式。其產(chǎn)生原因主要有以下五個(gè)方面：

a.保持架異常載荷

如安裝不到位、傾斜、過(guò)盈量過(guò)大等易造成游隙減少，加劇摩擦生熱，表面軟化，過(guò)早出現(xiàn)異常剝落。

隨著剝落的擴(kuò)展，剝落異物進(jìn)入保持架兜孔中，導(dǎo)致保持架運(yùn)轉(zhuǎn)阻滯并產(chǎn)生附加載荷，加劇了保持架的磨損，如此惡化的循環(huán)作用，便可能造成保持架斷裂。

b. 潤(rùn)滑不良

主要指軸承運(yùn)轉(zhuǎn)處于貧油狀態(tài)，易形成粘著磨損，使工作表面狀態(tài)惡化，粘著磨損產(chǎn)生的撕裂物易進(jìn)入保持架，使保持架產(chǎn)生異常載荷，有可能造成保持架斷裂。

c.外來(lái)異物的侵入是造成保持架斷裂失效的常見(jiàn)模式

由于外來(lái)硬質(zhì)異物的侵入，加劇了保持架的磨損與產(chǎn)生異常附加載荷，也有可能導(dǎo)致保持架斷裂。

d. 蠕變現(xiàn)象也是造成保持架斷裂的原因之一

所謂蠕變多指套圈的滑動(dòng)現(xiàn)象，在配合面過(guò)盈量不足的情況下，由于滑動(dòng)而使載荷點(diǎn)向周?chē)较蛞苿?dòng)，產(chǎn)生套圈相對(duì)軸或外殼向圓周方向位置偏離的現(xiàn)象。

蠕變一旦產(chǎn)生，配合面顯著磨損，磨損粉末有可能進(jìn)入軸承內(nèi)部，形成異常磨損--滾道剝落-保持架磨損及附加載荷的過(guò)程，以至可能造成保持架斷裂。

e. 保持架材料缺陷

(如裂紋、大塊異金屬夾雜物、縮孔、氣泡)及鉚合缺陷(缺釘、墊釘或兩半保持架結(jié)合面空隙，嚴(yán)重鉚傷)等均可能造成保持架斷裂。

采取對(duì)策為在制造過(guò)程中加以嚴(yán)格控制。

所謂卡傷是由于在滑動(dòng)面損傷產(chǎn)生的部分的微小燒傷匯總而產(chǎn)生的表面損傷?；烂妗L動(dòng)面圓周方句的線狀傷痕。滾子端面的擺線狀傷痕，靠近滾子端面的軸環(huán)面的卡傷。

造成卡傷的主要原因有：過(guò)大載荷，過(guò)大預(yù)壓，潤(rùn)滑不良，異物咬入，內(nèi)圈外圈的傾斜，軸的撓度、軸、軸承箱的精度不良等。

可以通過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)壓，改善潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法，提高軸、軸承箱的精度來(lái)解決。

磨損失效是指表面之間的相對(duì)滑動(dòng)摩擦導(dǎo)致其工作表面金屬不斷磨損而產(chǎn)生的失效。造成磨損失效的因素主要有潤(rùn)滑劑失效或缺乏潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑方式不對(duì)，有磨粒進(jìn)入軸承內(nèi)部，負(fù)載過(guò)大等。

解決方法可以通過(guò)改善潤(rùn)滑劑或改善潤(rùn)滑方法，增強(qiáng)密封機(jī)構(gòu)等。

所謂擦傷，是在滾道面和滾動(dòng)面上，有隨著滾動(dòng)的打滑和油膜熱裂產(chǎn)生的微小燒傷的匯總而發(fā)生的表面損傷。

產(chǎn)生帶有粘著的粗糙表面。造成擦傷的原因主要有高速輕載荷、急加減速、潤(rùn)滑劑不適當(dāng)、水的侵入等。

解決方法：改善預(yù)壓，改善軸承游隙，使用油膜性好的潤(rùn)滑劑，改善潤(rùn)滑方法，改善密封裝置等。

咬入了金屬小粉末或異物的時(shí)候，在滾道面或轉(zhuǎn)動(dòng)面上產(chǎn)生的凹痕或由于安裝時(shí)受到?jīng)_擊，在滾動(dòng)體的間距間隔上形成了凹面(布氏硬度壓痕)。

引起壓痕的主要因素是：金屬粉末等異物咬入，組裝時(shí)或運(yùn)輸過(guò)程中受到的沖擊載荷過(guò)大等。

解決方法：改善密封裝置，過(guò)濾潤(rùn)滑油，改善組裝及使用方法等。

滾道、滾動(dòng)體以及保持架在旋轉(zhuǎn)中急劇發(fā)熱直至變色、軟化、熔敷和破損。造成燒傷的原因有潤(rùn)滑不良，過(guò)大載荷(預(yù)壓過(guò)大)，轉(zhuǎn)速過(guò)大，游隙過(guò)小，水、異物的侵入，軸、軸承箱的精度不良，軸的撓度大等。

可以通過(guò)改善潤(rùn)滑劑及潤(rùn)滑方法，糾正軸承的選擇，研究配合、軸承間隙和預(yù)壓，改善密封裝置，檢查軸和軸承箱的精度或改善安裝方法來(lái)解決。

所謂電蝕是指電流在旋轉(zhuǎn)中的軸承套圈和滾動(dòng)體的接觸部分流動(dòng)時(shí)，通過(guò)薄薄的潤(rùn)滑油膜發(fā)出火花，其表面出現(xiàn)局部的熔化和凹凸現(xiàn)象。

引起電流腐蝕的主要原因是外圈與內(nèi)圈間的電位差以及靜電的作用。

解決方法：在設(shè)定電路時(shí)，電流不通過(guò)軸承，對(duì)軸承進(jìn)行絕緣，靜電接地。

軸承的生銹和腐蝕有滾道、滾動(dòng)體表面的坑狀銹、全面生銹及腐蝕。軸承的生銹和腐蝕會(huì)造成套圈、滾動(dòng)體表面的坑狀銹，梨皮狀銹及滾動(dòng)體間隔相同的坑狀銹、全面生銹及腐蝕。

造成滾動(dòng)軸承生銹腐蝕失效的原因很多，主要有：水、腐蝕性物質(zhì)(漆、煤氣等)的侵入，潤(rùn)滑劑不合適，由于水蒸氣的凝結(jié)而附有水滴，高溫多濕時(shí)停轉(zhuǎn)，運(yùn)輸過(guò)程中防銹不良，保管狀態(tài)不合適，使用不合適等。

解決的方法有：改善密封裝置，研究潤(rùn)滑方法，停轉(zhuǎn)時(shí)的防銹措施，改善保管方法，使用時(shí)要加以注意。

除上述常見(jiàn)的失效形式外，滾動(dòng)軸承在實(shí)際運(yùn)行中還有很多的失效形式，有待我們進(jìn)一步的分析研究。

綜上所述，從軸承常見(jiàn)失效機(jī)理與失效模式可知，盡管滾動(dòng)軸承是精密而可靠的機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)體，但使用不當(dāng)也會(huì)引起早期失效。

一般情況下，如果能正確使用軸承，可使用至疲勞壽命為止。軸承的早期失效多起于主機(jī)配合部位的制造精度、安裝質(zhì)量、使用條件、潤(rùn)滑效果、外部異物侵入、熱影響及主機(jī)突發(fā)故障等方面的因素。

因此，正確合理地使用軸承是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和裝機(jī)過(guò)程中，針對(duì)產(chǎn)生早期失效的環(huán)節(jié)，采取相應(yīng)的措施，可有效地提高軸承及主機(jī)的使用壽命。