常见的滚动轴承失效形式

常见的滚动轴承失效形式

常见的滚动轴承失效形式1(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发。接触疲劳剥落发生在轴承工作表面，往往也伴随着疲劳裂纹，首先从接触表面以下最大交变切应力处产生，然后扩展到表面形成不同的剥落形状，如点状为点蚀或麻点剥落，剥落成小片状的称浅层剥落。由于剥落面的逐渐扩大，而往往向深层扩展，形成深层剥落。深层剥落是接触疲劳失效的疲劳源。2(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。持续的磨损将引起轴承零件逐渐损坏，并最终导致轴承尺寸精度丧失及其它相关问题。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最常见的磨粒磨损和粘着磨损。磨粒磨损系指轴承工作表面之间挤入外来坚硬粒子或硬质异物或金属表面的磨屑且接触表面相对移动而引起的磨损，常在轴承工作表面造成犁沟状的擦伤。粘着磨损系指由于摩擦表面的显微凸起或异物使摩擦面受力不均，在润滑条件严重恶化时，因局部摩擦生热，易造成摩擦面局部变形和摩擦显微焊合现象，严重时表面金属可能局部熔化，接触面上作用力将局部摩擦焊接点从基体上撕裂而增大塑性变形。3( 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。应当指出，轴承在制造过程中，对原材料的入厂复验、锻造和热处理质量控制、加工过程控制中可通过仪器正确分析上述缺陷是否存在，今后仍必须加强控制。但一般来说，通常出现的轴承断裂失效大多数为过载失效。4( 腐蚀失效有些滚动轴承在实际运行当中不可避免的要接触到水、水汽以及腐蚀性介质等，这些物

质会引起滚动轴承的生锈和腐蚀，另外滚动轴承在运转过程中还会受到微电流和静电的作用，造成滚动轴承的电流腐蚀。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。除此之外，滚动轴承在工作中，由于外界或内在因素的影响，使原有配合间隙改变，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。1. 前言滚动轴承在使用过程中由于本身质量和外部条件的原因，其承载能力，旋转精度和减摩能性能等会发生变化，当轴承的性能指标低于使用要求而不能正常工作时，就称为轴承损坏或失效，轴承一旦发生损坏等意外情况时，将会出现其机器、设备停转，功能受到损伤等各种异常现象。因此需要在短期内查处发生的原因，并采取相应措施。当然，滚动轴承损坏的情况比一般机械零件的损坏要复杂得多，滚动轴承损坏的特点是表现形式多，原因复杂，轴承的损坏除了轴承设计和制造的内在因素外，大部分是由于使用不当，例如:选型布适合(参见顾客须知)、支承设计不合理，安装不当，润滑不良，密封不好等外部因素引起的。研究滚动轴承损坏的形成和原因具有重要的意义，一方面可以改进使用方法，正确地使用轴承，充分发挥轴承应有的效能，另一方面有助于开发性能更好的新产品。本文中除了叙述滚动轴承使用中注意事项、安装方法、运转监察等外，还着重介绍轴承损坏的形式和原因及应采取的对策。2.轴承的使用2.1 使用注意事项滚动轴承使精密零件，因而在使用时要求相应地持慎重态度，既

便使用了高性能的轴承，如果使用不当，也不能达到预期的性能效果，所以，使用轴承应注意以下事项: 2.1.1 保持轴承及其周围环境的清洁。即使肉眼看不见的微笑灰尘进入轴承，也会增加轴承的磨损，振动和噪声。 2.1.2 使用安装时要认真仔细，不允许强力冲压，不允许用锤直接敲击轴承，不允许通过滚动体传递压

力。 2.1.3 使用合适、准确的安装工具，尽量使用专用工具，极力避免使用布类和短纤维之类的东西。 2.1.4 防止轴承的锈蚀，直接用手拿取轴承时，要充分洗去手上的汗液，并涂以优质矿物油后再进行操作，在雨季和夏季尤其要注意防锈。

2.2 配合2.2.1 配合的选择滚动轴承的内径尺寸和外径尺寸是按标准公差制造的，轴承内圈与轴，外圈与座孔的配合松紧程度只能通过控制轴颈的公差和座孔的公差来实现。轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与座孔的配合采用机轴制。滚动轴承常用的配合如图 2-1 所示。正确选择配合，必须知道轴承的实际负荷条件，工作温度及其他要求，而实际上是很困难的。因此，多数情况是根据使用精研选择配合的。2.2.2 负荷性质选择配合首先应考虑负荷向量相对套圈的旋转情况。按照合成径向负荷向量相对于套圈的旋转情况，套圈所承受的复合可分为:固定负荷、旋转负荷和摆动负荷，如图 2-2 所示。a. 固定负荷作用于套圈上的合成径向负荷，由套圈滚道的局部区域所承受，并传至轴或轴承座的相应局部区域，这种负荷称为固定负荷。其特点是合成径向负荷向量与套圈相对静止。承受定向负荷的套圈可选用较松的配合。b.旋转负荷作用于套圈上的合成径向负荷沿滚道圆周方向旋转，顺次由各个部位所承受，这种负荷称为旋转负荷，其特点是合成径向负荷向量相对于套圈旋转。承受旋转负荷的套圈应选紧配合，在特殊情况下，如负荷很轻，或在重负荷作用下套圈仅偶尔低速转动，轴承选用较硬材料和表面粗糙较高时，承受旋转负荷的套圈也可选用较松的配合。c.摆动负荷作用于套圈上的合成径向负荷方向不定，这种负荷情况称为摆动负荷或不定向负荷，其特点是作用套圈上的合成径向负荷向量在套圈滚道的一定区域内摆动，为滚道一定区域所承受，或作用于轴承上的负荷是冲击负荷，振动负荷，其方向，数值经常变动的负荷。承受摆动负荷得轴承内、外套圈与轴、轴承座孔的配合都应采用紧配合。

2.2.3 负荷大小套圈与轴或外壳间的过赢量取决于负荷的大小，较重的负荷采用较大的过赢量，较轻的负荷采用较小的过赢量。通常将当量径向负荷p 分成

“轻”、“正常”、“重”负荷三种情况，其与轴承的额定动负荷 c 的关系列于表 2-1，供选择轴和座孔公差带时参考。2.2.4 轴和外壳孔公差带的选择根据负荷的大小和性质，对轴和委可控的公差带规定在表 2-2——表 2-4 内。2.2.5 配合表面的粗糙度和形位公差配合表面的粗糙度和形位公差，直接影响产品的使用性能，如耐磨性，抗腐蚀性和配合性质等。为此，合理规定轴和外壳孔的形位公差和提出配合表面的粗糙度要求，对于稳定配合性质，提高过赢配合的联结强度至关重要。轴和外壳孔的配合表面粗糙度及形位公差见表 2-5——表 2-6 和图 2-32.3 轴承安装轴承安装的好坏与否，将影响到轴承的精度、寿命和性能。因此，请充分研究轴承的安装，即请按照包含如下项目在内的操作标准进行轴承安装。2.3.1 清洗轴承及相关零件，(对已经脂润滑的轴承及双侧具油封或防尘盖，密封圈轴承安装前无需清洗。)2.3.2 检查相关零件的尺寸及精加工情况2.3.3 安装方法轴承的安装应根据轴承结构，尺寸大小和轴承部件的配合性质而定，压力应直接加在紧配合得套圈端面上，不得通过滚动体传递压力，轴承安装一般采用如下方法:a. 压入配合轴承内圈与轴使紧配合，外圈与轴承座孔是较松配合时，可用压力机

将轴承先压装在轴上，然后将轴连同轴承一起装入轴承座孔内，压装时在轴承内圈端面上，垫一软金属材料做的装配套管(铜或软钢)，如图 2-4 所示。装配套管的内径应比轴颈直径略大，外径直径应比轴承内圈挡边略小，以免压在保持架上。轴承外圈与轴承座孔紧配合，内圈与轴为较松配合时，可将轴承先压入轴承座孔内，这时装配套管的外径应略小于座孔的直径，如图2-5 所示。如果轴承套圈与轴及座孔都是紧配合时，安装室内圈和外圈要同时压入轴和座孔，装配套管的结构应能同时押紧轴承内圈和外圈的端面，如图 2-6 所示。b.加热配合通过加热轴承或轴承座，利用热膨胀将紧配合转变为松配合的安装方法。是一种常用和省力的安装方法。此法适于过盈量较大的轴承的安装，热装前把轴承或可分离型轴承的