轴承的正常失效形式主要有两种

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滚动轴承复习题

滚动轴承复习题

滚动轴承复习题简答题1.问:滚动轴承由哪几个基本部分组成?答:由内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分组成。

滚动体是滚动轴承中的核心元件,它使相对运动表面间的滑动摩擦变为滚动摩擦。

2.问:常用的滚动体有哪些?答:滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、非对称球面滚子等几种。

3.问:保持架的主要作用是什么?答:保持架的主要作用是均匀地隔开滚动体,使滚动体等距离分布并减少滚动体间的摩擦和磨损。

如果没有保持架,则相邻滚动体转动时将会由于接触处产生较大的相对滑动速度而引起磨损。

4.问:按轴承所承受的外载荷不同,滚动轴承可以分为哪几种?答:可以概况地分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类。

5.问:常用滚动轴承的类型有哪些?答:调心球轴承、调心滚子轴承、推力调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、大锥角圆锥滚子轴承、推力球轴承、双向推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、外圈无挡边的圆柱滚子轴承、内圈无挡边的圆柱滚子轴承、内圈有单挡边的圆柱滚子轴承、滚针轴承、带顶丝外球面球轴承等。

6.问:选择滚动轴承类型时应考虑的主要因素有哪些?答:1)轴承的载荷:轴承所受载荷的大小、方向和性质,是选择轴承类型的主要依据。

2)轴承的转速:在一般转速下,转速的高低对类型的选择不发生什么影响,只有在转速较高时,才会有比较显著的影响。

3)轴承的调心性能;4)轴承的安装和拆卸。

7.问:什么是轴承的寿命?答:单个轴承,其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳扩展之前,一套圈相对于另一套圈的转数称为轴承的寿命。

由于制造精度、材料的均质程度等的差异,即使是同样的材料、同样尺寸以及同一批生产出来的轴承,在完全相同的条件下工作,它们的寿命也会极不相同。

8.问:滚动轴承的失效形式主要有哪几种?答:主要有:点蚀、塑性变形、磨粒磨损、粘着磨损、锈蚀、轴承烧伤等。

9.问:什么是轴承的基本额定寿命?答:按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏,而90%的轴承不发生点蚀破坏前的的转数(以百万转为单位)或工作小时数作为轴承的寿命,并把这个寿命叫做基本额定寿命,以L10表示。

滚动轴承失效的四种形式

滚动轴承失效的四种形式

滚动轴承失效的四种形式
滚动轴承的失效主要有以下四种形式:
1、疲劳点蚀:滚动轴承在载荷作用下,滚动体与内、外滚道之间将产生接触应力。

轴承转动时,接触应力是循环变化的,当工作若干时间以后,滚动体或滚道的局部表层金属脱落,使轴承产生振动和噪声而失效。

2、塑性变形:当轴承的转速很低或间歇摆动时,轴承不会发生疲劳点蚀,此时轴承失效是因受过大的载荷(称为静载荷)或冲击载荷,使滚动体或内、外圈滚道上出现大的塑性变形,形成不均匀的凹坑,从而加大轴承的摩擦力矩,振动和噪声增加,运动精度降低。

3、磨料磨损:在轴承组合设计时,轴承处均设有密封装置。

但在多尘条件下的轴承,外界的尘土、杂质仍会侵入到轴承内,使滚动体与滚道表面产生磨粒磨损。

如果润滑不良,滚动轴承内有滑动的摩擦表面,还会产生粘着磨损,轴承转速越高,粘着磨损越严重。

经磨损后,轴承游隙加大,轴承游隙加大,运动精度降低,振动和噪声增加。

4、安装问题:安装不当也可能导致滚动轴承失效。

机械设计基础(零件)填空题(附答案)

机械设计基础(零件)填空题(附答案)

《机械设计基础》填空部分复习题第九章1、机械零件由于某种原因,不能时,称为失效。

机械零件在的条件下,零件能安全工作的限度,称为工作能力。

2、若两个零件在受载前是接触或接触,受载后接触变形处为一小面积,在这小面积上产生的局部应力称为应力,如等零件工作时就有这种应力作用。

对高副接触的零件,在外载荷作用下,接触处将产生应力,从而将引起零件的破坏。

两零件高副接触时,其最大接触应力取决于,及度上的载荷。

两零件高副接触时,其接触应力随接触点,线处的曲率半径增大而;随材料的弹性模量减小而;随单位接触宽度载荷的增大而。

零件的表面硬度,接触表面的综合曲率半径,可以提高零件的接触疲劳强度。

2、材料发生疲劳破坏时的应力循环次数N必于该材料的循环基数N0;由于,和等因素的影响,零件的疲劳极限必小于其材料的疲劳极限。

3、随时间变化的应力称为变应力,具有周期性变化的变应力称为循环变应力。

按照随时间变化的情况,应力可分为和。

变应力可归纳为变应力、变应力和变应力三种基本类型。

变应力的五个基本参数是σmax、σmin、σm、σa、r。

应力循环中的与之比,可用来表示变应力中应力变化的情况,通常称为变应力的循环特性r。

当r=+1表示为应力,r=0表示为应力,它的σmin=,σm=σa=;当r=-1表示为应力,它的σmax=σa;σm=;非对称循环变应力的r变化范围为和之间。

4、在变应力中,表示与力循环次数之间的关系曲线称为材料的疲劳曲线。

在变应力作用下,零件的主要失效形式是。

在静应力下,塑性材料的零件按不发生条件进行强度计算,故应取材料的作为极限应力;而脆性材料的零件按不发生的条件进行计算,故应取材料的作为极限应力。

变应力下,零件的许用极限应力与零件材料的疲劳极限有关,同时还应考虑系数、__系数和系数。

6、一非对称循环变应力,其σmax=100N/mm2,σmin=-50N/mm2,计算其应力幅σa= N/mm2,平均应力σm=___N/mm2,循环特性r= 。

大学机械设计习题滚动轴承习题及答案

大学机械设计习题滚动轴承习题及答案

第十六章滚动轴承重要基本概念1.滚动体和内、外圈所受的载荷和应力在滚动轴承正常工作时,滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。

其中,滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷(变接触应力),固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷(接触应力)。

2.滚动轴承的失效形式滚动轴承的主要失效形式(又称正常失效形式)是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。

当轴承转速很低(n ≤10r/min)或只慢慢摆动,且静载荷很大时,其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。

3.滚动轴承的设计准则对于正常转动工作的轴承,进行针对疲劳点蚀的寿命计算。

对于转速很低(n ≤ 10r/min)或只慢慢摆动的轴承,进行静强度计算。

4.滚动轴承的基本额定寿命基本额定寿命:一批相同的轴承在相同的条件下运转,当其中 10%的轴承发生疲劳点蚀破坏( 90% 的轴承没有发生点蚀)时,轴承转过的总转数L10(单位为106转),或在一定转速下工作的小时数 L10h(单位为小时)。

5.滚动轴承的基本额定动载荷 C是指轴承寿命 L10恰好为 1( 106转)时,轴承所能承受的载荷。

表示轴承的承载能力。

对于向心轴承: C 是纯径向载荷;对于推力轴承: C 是纯轴向载荷;在使用中要注意 C 的3条含义: 90%可靠度、基本额定寿命 106转、 C 的方向。

精选例题与解析例 16-1 一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为 7210AC 的滚动轴承支承。

已知两轮上的轴向力分别为F a1= 3000 N,F a2 = 5000 N ,方向如图。

轴承所受径向力 R1= 8000 N,R2 = 12000 N 。

冲击载荷系数 f d = 1,其它参数见附表。

求两轴承的当量动载荷P1、P2。

例11-1 图1S A/R ≤ e A/R>e e 0.68RX Y X Y0.681 0 0.41 0.87解: 1.求内部派生轴向力 S 1、 S 2的大小方向 S 1 = 0.68R 1 = 0.68×8000 = 5440 NS 2 = 0.68R 2 = 0.68×12000 = 8160 N ,方向如图所示。

轴承失效的九个阶段

轴承失效的九个阶段

轴承失效的九个阶段
轴承失效通常可以分为以下九个阶段:
1. 起始阶段:在此阶段,轴承可能会出现金属疲劳、表面裂纹、凹坑等初期损伤。

2. 弹性阶段:在此阶段,轴承可能会出现弹性变形,但通常不会对轴承的性能产生明显影响。

3. 塑性阶段:在此阶段,轴承可能会出现塑性变形,轴承内部的金属开始发生塑性变形,可能会导致轴承形状的改变。

4. 疲劳阶段:在此阶段,轴承可能会出现疲劳裂纹,由于长期的应力作用,轴承表面可能会出现微小裂纹,这可能会导致轴承的强度和耐久性下降。

5. 磨损阶段:在此阶段,轴承可能会出现磨损,由于长期摩擦和磨损,轴承表面可能会出现磨损、磨粒等现象。

6. 过热阶段:在此阶段,轴承可能会因为摩擦产生过多的热量,导致轴承温度过高,进而热膨胀、塑性变形。

7. 润滑不良阶段:在此阶段,轴承可能会因为润滑不良而出现干磨、润滑膜破裂等现象,进而导致轴承的运转不稳定。

8. 失效阶段:在此阶段,轴承已经无法正常工作,可能会发生严重
的磨损、断裂、脱层等故障,导致轴承失效。

9. 结束阶段:在此阶段,轴承已经完全失效,无法继续使用,需要进行更换和修复。

轴承主要失效形式

轴承主要失效形式

轴承的主要失效形式1、剥离损伤状态:轴承在承受旋转载荷时,内圈、外圈的滚道或滚动体面由于滚动疲劳而呈现鱼鳞状的剥离现象。

原因:载荷不当;安装不良(非直线性);力矩载荷;异物进入、进水;润滑不良、润滑剂不合适;轴承游隙不适当;轴承箱精度不好、轴承箱的刚性不均、轴的挠度大;生锈、侵蚀点、擦伤和压痕(表面变形现象)。

措施:检查载荷的大小;改善安装方法、改善密封装置、停机时防锈;使用适当粘度的润滑剂、改善润滑方法;检查轴和轴承箱的精度;检查游隙。

2、剥离损伤状态:呈现出带有轻微磨损的暗面,暗面上由表及里有多条深至5~10μm,的微小裂缝,并在大范围内发生微小脱落(微小剥离)。

原因:润滑剂不合适;异物进入了润滑剂内;润滑剂不良造成表面粗糙;配对滚动零件的表面质量不好。

措施:选择润滑剂;改善密封装置;改善配对滚动零件的表面粗糙度。

3、卡伤损伤状态:卡伤是指由于在滑动面的微小烧伤汇总而产生的表面损伤,表面为滑道面、滚道面圆周方向的线状伤痕。

滚子断面的摆线状伤痕靠近滚子端面的轴环面的卡伤。

原因:过大载荷、过大预压;润滑不良;异物咬入;内圈外圈的倾斜、轴的挠度;轴、轴承箱的精度。

4、擦伤损伤状态:所谓擦伤,是在滚道面和滚动面上,由随着滚动的打滑和油膜热裂产生的微小烧伤汇总而成的表面损伤。

原因:高速轻载荷;急加减速;润滑剂不适当;水的进入。

措施:改善预压;改善轴承游隙;使用油膜性好的润滑剂;改善润滑防震;改善密封装置。

5、断裂损伤状态:由于对滚道的挡边或滚子角的局部施加冲击或过大载荷,而使其一小部分断裂。

原因:安装时受到了打击;载荷过大;跌落等;使用不良。

措施:改善安装方法(采用热装、使用适当的工具夹);改善载荷条件;轴承安装到位,使挡边受支承。

6、裂纹、裂缝损伤状态:滚道轮或滚动体有事会产生裂纹损伤。

如果继续使用,裂纹将发展为裂缝。

原因:过大过盈量;过大载荷、冲击载荷;剥落有所发展;由于滚道轮或安装构件的接触而产生的发热和微震磨损;蠕变造成的发热;锥轴的锥角不良;轴的圆柱度不良;轴台阶的圆角半径比轴承倒角大而造成与轴承倒角的干扰。

轴的失效形式和原因分析

轴的失效形式和原因分析

轴的失效形式和原因分析轴的失效形式与特征轴是各种机械中最为普通⽽不可缺少的重要零件,根据使⽤条件的差异,轴有很⼤不同的类型,按其功能和所受载荷的不同,⼀般可分为⼼轴、转轴和传动轴三类。

⼼轴主要承受弯矩⽽不承受扭矩,它只能旋转零件起⽀撑作⽤,并不传递动⼒。

传动轴主要承受扭矩,其基本功能只传输动⼒,⽽转轴既承受弯矩⼜承受扭矩,它兼有⽀撑与传输动⼒的双倍功能。

由于各类轴⾃⾝的材质、结构和承载条件不同、运⾏环境和使⽤操作的差异可能发⽣各种不同类型的失效时有发⽣,失效的形式和特征也各异。

⼀.疲劳断裂疲劳断裂是指轴在交变应⼒的作⽤下,经过多次反复后发⽣的突然断裂。

是轴类零件在其服役过程中主要的失效形式。

轴在疲劳断裂前没有明显的塑性变形,反映在宏观形态上属于脆性断裂。

断⼝形貌有其本⾝的特征,在宏观形貌上可分为三个区域:图1 疲劳断裂⽰意图1)疲劳源区:通常是指断⼝上的放射源的中⼼点,源区表⾯细密光滑,多发⽣于轴的表⾯。

由于表⾯常存在缺⼝、⼑痕、沟槽等缺陷,导致应⼒集中,从⽽诱发疲劳裂纹。

疲劳断⼝上可能只有⼀个疲劳裂纹源,也可能出现⼏个裂源。

疲劳源区有时存在疲劳台阶,这是由于不同⾼度的多源疲劳裂纹在其扩展过程中连接形成的。

2)疲劳扩展区:是断⼝上最重要的特征区域,海滩花样(贝壳花样、疲劳弧线、疲劳条带)的存在是鉴别疲劳断裂的宏观依据。

有时必须借住⾼倍的电⼦显微镜才能观察到疲劳条带。

根据弧线数量和间距可以略微地判断零件所承受交变应⼒幅值,弧线规律分布表⽰交变载荷是平稳的。

承受应⼒状态、⼯作环境以及材料性质的不同,疲劳裂纹扩展的形貌所异。

每条疲劳条带表⽰载荷的⼀次循环,条带间距离与外加载荷的应⼒幅值有关。

当交变载荷变化不⼤、零件内的残余应⼒很⼩时,往往不出现弧线或不明显,所以不是所以疲劳断⼝有存在疲劳条带,低周疲劳断⼝有时可呈现韧窝状,有时也可出现轮胎花样(图2),所以疲劳条带并不是疲劳断裂的唯⼀显微特征。

⾼频疲劳断⼝或腐蚀疲劳断⼝上的疲劳条带⽐较模糊,较难判断。

《机械设计基础》填空部分复习题

《机械设计基础》填空部分复习题

《机械设计基础》填空部分复习题第一章运动简图1、两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副,按照其接触特性,又可将它分为低副和高副。

两构件通过面接触组成的运动副称为低副;平面机构中又可将其分为回转副和移动副。

两构件通过点或直线接触组成的运动副称为高副。

2 平面机构具有确定运动的条件是自由度等于原动件个数,且自由度>0。

3、机械零件由于某种原因,不能正常工作时,称为失效。

机械零件在不发生失效的条件下,零件能安全工作的限度,称为工作能力。

4、随时间变化的应力称为变应力,具有周期性变化的变应力称为循环变应力。

按照随时间变化的情况,应力可分为静应力和变应力。

变应力可归纳为对称循环变应力、非对称循环变应力和脉动循环变应力三种基本类型。

变应力的五个基本参数是 σmax 、σmin 、σm、σa、r。

应力循环中的最小应力与最大应力之比,可用来表示变应力中应力变化的情况,通常称为变应力的循环特性r。

当r=+1表示为静应力,r=0表示为脉动应力,它的σmin=0,σm=σa=σmax/2;当r=-1表示为对称应力,它的σmax=σa;σm= 0 ;非对称循环变应力的r变化范围为-1~0和0~+1之间。

5、在变应力中,表示应力与应力循环次数之间的关系曲线称为材料的疲劳曲线。

在变应力作用下,零件的主要失效形式是疲劳破坏。

在静应力下,塑性材料的零件按不发生塑性变形条件进行强度计算,故应取材料的屈服极限作为极限应力;而脆性材料的零件按不发生断裂的条件进行计算,故应取材料的强度极限作为极限应力。

变应力下,零件的许用极限应力与零件材料的疲劳极限有关,同时还应考虑应力集中系数、尺寸__系数和表面状态系数。

6、一非对称循环变应力,其σmax=100N/mm2,σmin=-50N/mm2,计算其应力幅σa= 75N/mm2,平均应力σm=__25_N/mm2,循环特性r= -0.5。

第二章连杆机构1、铰链四杆机构中的固定件称为机架,与其用回转副直接相连接的构件称为连架杆,不与固定件相连接的构件称为连杆。

滚动轴承常见的失效形式及原因分析

滚动轴承常见的失效形式及原因分析

滚动轴承常见的失效形式及原因分析滚动轴承是一种用于支撑和减少摩擦的常用机械元件。

它们广泛应用于各种机械设备和领域,如汽车、风力发电、机械制造等。

然而,由于工作环境的恶劣条件或长期运行等原因,滚动轴承可能会出现各种故障和失效。

以下是滚动轴承常见的失效形式及其原因分析。

1.疲劳失效:疲劳失效是滚动轴承最常见的失效形式之一、它通常在长时间高速运转或载荷较大的情况下发生。

轴承在不断重复的载荷下产生微小的裂纹,最终导致轴承出现断裂。

这种失效通常与以下原因有关:-动载荷过大:轴承在长时间内承受过大的动载荷,超出了其额定负荷能力。

-轴承安装不当:安装不当会使轴向载荷分布不均匀,导致局部载荷过大。

-润滑不良:缺乏或过多的润滑剂都会导致轴承摩擦增加,使得轴承易于疲劳失效。

2.磨损失效:磨损是轴承常见的失效形式之一、它通常发生在轴承和周围部件之间的摩擦表面上。

常见的磨损形式包括:-磨粒磨损:当粉尘、金属碎屑等进入轴承内部时,会使滚动体、保持架等部件发生磨损。

-粘着磨损:当润滑不良时,摩擦表面出现直接接触,轴承可能会发生粘着磨损。

-磨料磨损:当轴承受污染物质时,如沙尘、水等,会导致轴承表面产生磨料磨损。

3.返现失效:轴承返现是指滚动体和滚道之间的剥离、严重滚道表面损伤或磨擦减小所引起的失效。

返现失效的原因主要有:-轴承清洗不当:清洗过程中使用的溶剂或清洁剂残留在轴承内部,导致润滑性能下降,滚动体容易返现。

-轴承热胀冷缩:当轴承受到温度变化时,轴承和轴承座之间的配合间隙有可能发生变化,导致轴承返现。

-润滑不良:缺乏或过多的润滑剂会导致轴承受到不均匀的载荷分布,容易引起轴承返现。

4.偏磨失效:偏磨是指轴承滚动体在滚道上发生偏磨,导致滚道表面形变或表面破坏。

-不均匀载荷:长期承受不均匀载荷会导致滚动体在滚道上的位置发生偏移,从而引起偏磨失效。

-润滑不良:过多或过少的润滑剂会导致轴承滚动体和滚道之间的摩擦增加,从而引起偏磨。

滚动轴承常见的失效形式

滚动轴承常见的失效形式

滚动轴承常见的失效形式滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。

一,疲劳剥落疲劳有许多类型,对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。

滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下,其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。

点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象,但形状尺寸很小,点蚀扩展后将形成疲劳剥落。

疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积,使滚动表面呈凹凸不平的鳞状,有尖锐的沟角.通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路.产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面.轴承疲劳失效的机理很复杂,也出现了多种分析理论,如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。

这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象,只能对其中的部分现象作出解释。

目前对疲劳失效机理比较统一的观点有:1、次表面起源型次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时,滚动表面是以内部(次表面)为起源产生的疲劳剥落。

2、表面起源型表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时,滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。

3、工程模型工程模型认为在一般工作条件下,轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。

疲劳产生的原因错综复杂,影响因素也很多,有与轴承制造有关的因素,如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等;也有与轴承使用有关的因素,如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。

具体因素如下:A、制造因素1、产品结构设计的影响产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的,这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。

在设计时,由于各种原因,会造成产品设计与使用的不适用或脱节,甚至偏离了目标值,这种情况很容易造成产品的早期失效。

阐述滚动轴承主要失效形式。

阐述滚动轴承主要失效形式。

阐述滚动轴承主要失效形式。

滚动轴承是一种常见的机械元件,广泛应用于各种设备和机械系统中。

它们承载着旋转部件的重量和力,并通过滚动方式减少摩擦,使设备运转更加平稳高效。

然而,由于各种因素的影响,滚动轴承也会出现各种失效形式,影响其正常工作。

下面将对滚动轴承的主要失效形式进行阐述。

1. 疲劳失效:疲劳失效是滚动轴承最常见的失效形式之一。

当轴承在长时间的运行中,由于负荷和转速的作用,滚动体和轨道之间会产生周期性的应力和变形,导致轴承材料逐渐疲劳开裂,最终引发轴承失效。

疲劳失效通常表现为滚道和滚珠或滚子表面出现裂纹、剥落或断裂。

2. 磨损失效:磨损失效是指滚动轴承在工作过程中,由于摩擦和磨擦力的作用,导致滚动体和轨道之间的材料逐渐磨损。

磨损失效通常表现为滚道和滚珠或滚子表面出现磨损和磨痕,严重时甚至会导致轴承间隙增大或轴承失效。

3. 过载失效:过载失效是指滚动轴承在工作过程中,承受超过其额定负荷的力或瞬时冲击载荷,导致轴承损坏或失效。

过载失效通常表现为滚道和滚珠或滚子出现塑性变形、断裂或剥落等现象。

4. 腐蚀失效:腐蚀失效是指滚动轴承在特殊环境下,如高温、高湿度、腐蚀性介质等条件下,轴承材料发生化学反应而导致的失效。

腐蚀失效通常表现为滚道和滚珠或滚子表面出现腐蚀、氧化或锈蚀等现象,严重时会导致轴承尺寸变化和失效。

5. 渗透失效:渗透失效是指滚动轴承在工作过程中,由于外界介质、润滑剂或污染物的渗入,导致轴承内部受到污染或润滑不良而引发的失效。

渗透失效通常表现为轴承内部出现异物、污染物或润滑剂失效,从而影响轴承的正常工作。

总结起来,滚动轴承的主要失效形式包括疲劳失效、磨损失效、过载失效、腐蚀失效和渗透失效。

在实际应用中,我们应该根据具体的工作环境和要求,选择适当的轴承材料、润滑方式和维护方法,以延长滚动轴承的使用寿命,提高设备的可靠性和效率。

轴承的主要失效形式和处理方法

轴承的主要失效形式和处理方法

轴承的主要失效形式和处理方法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。

轴承坏了,要先分析出坏的原因,然后再找到解决办法。

因此需要在短期内查处发生的原因,并采取相应措施。

一、轴承的损坏的原因轴承是损耗型的零件,只要一用就肯定会损,只是要积累到一定的程度才表现出来,也就是要到一定的量才坏。

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:选型不适合、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。

1、发生金属锈蚀。

如果缺少润滑的话,很容易被空气氧化,生锈。

防止轴承的锈蚀,不要用水泡。

轴承是精钢做的,但也怕水。

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。

轴承自然锈蚀磨损的具体原因主要有以下几种:①氧化磨损。

其摩擦外表上的微小峰谷互相挤压,使脆性表层逐渐脱落而磨损。

轴承相对运动外表上的微小峰谷与空气中的氧化合成而生成与基体金属接合不牢的脆性氧化物,该氧化物在摩擦中极易脱落,发生的磨损称为氧化磨损。

②摩擦生热磨损。

当轴承在高速重负荷和润滑不良的情况下工作时,外表峰谷处由于摩擦而产生高温、接触点硬度及耐磨性下降,甚至发生粘连、撕裂现象。

这种磨损称为摩擦生热磨损。

③硬粒磨损。

如果轴承作相对运动时。

轴承运动外表组织不匀,存在硬颗粒,或轴承的运动外表间落入沙粒、摩屑、切屑等杂质,轴承在相对运动中,硬粒或杂质会使轴承外表擦伤甚至形成沟槽,这种磨损称为硬粒磨损。

汽车轴承④点蚀磨损。

齿轮、轴承等滚动接触外表,相对过程中周期性地受到很大的接触压力,长时间作用,金属外表发生疲劳现象,使得轴承外表上发生微小裂纹和剥蚀,这种磨损称为点蚀磨损。

滚动轴承的几种失效形式

滚动轴承的几种失效形式

滚动轴承的几种失效形式滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。

滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成,内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转;外圈作用是与轴承座相配合,起支撑作用;滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间,其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命;保持架能使滚动体均匀分布,防止滚动体脱落,引导滚动体旋转起润滑作用。

滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有磨损、腐蚀、蠕动、烧伤、电蚀、尺寸变化。

一、磨损在力的作用下,两个相互接触的金属表面相对运动产生摩擦,形成摩擦副。

磨擦引起金属消耗或产生残余变形,使金属表面的形状、尺寸、组织或性能发生改变的现象称为磨损。

磨损过程包含有两物体的相互作用、黏着、擦伤、塑性变形、化学反应等几个阶段。

其中物体相互作用的程度对磨损的产生和发展起着重要的作用。

磨损的基本形工有:疲劳磨损、黏着磨损、磨料(粒)磨损、微动磨损和腐蚀磨损等。

产生磨损的主要原因:A、异物通过了密封不良的装置(或密封圈)进入了轴承内部。

B、润滑不当。

如润滑油中的杂质未过滤干净、润滑方式不良、润滑剂选用不当、润滑剂变质等。

C、零件接触面上的材料颗粒脱离,D、锈蚀。

如,由于轴承使用温度变化产生的冷凝水、润滑剂中添加剂的腐蚀性特质等原因形成的锈蚀。

实际中多数磨损属于综合性磨损,预防对策应根据磨损的形式和机理分别采取措施。

对于微动磨损,可以采用小游隙或过盈配合来减少使用过程中的微动磨损;可在套圈与滚动体之间采用稀润滑剂润滑或分别包装来减少运输过程的微动磨损;另外,轴承应放在无振动环境下保管,或将轴承内外圈隔离存放可以防止保管过程中产生的微动磨损。

对于黏着磨损可以采取提高加工精度、增强润滑效果等措施来解决。

对于磨料(粒)磨损,可以采用表面强化处理、表面润滑处理(如渗硫、磷化、表面软金属膜涂层等)、改善轴承密封结构、提高零件加工精度、保证润滑油过滤质量、减少制造和使用过程中对表面的损伤等方法来解决。

滑动轴承常见失效形式

滑动轴承常见失效形式
工程塑料 碳—石墨 橡胶 木材
非金属材料
1) 轴承合金(白合金、巴氏合金) 是锡、铅、锑、铜等金属的合金, 锡或铅为基体。 优点: f 小,抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐 蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料,常用于高速、 重载的轴承。 缺点:价格贵、机械强度较差; 只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。 工作温度:t<120℃
§16-3 滑动轴承的失效形式及常用材料
一、滑动轴承常见失效形式 磨粒磨损----进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动, 对轴承表面起研磨作用。 刮伤----进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观 轮廓尖峰,在轴承表面划出线状伤痕。 胶合----当瞬时温升过高,载荷过大,油膜破裂时或供 油不足时,轴承表面材料发生粘附和迁移,造成轴承 损伤。 疲劳剥落----在载荷得反复作用下,轴承表面出现与滑 动方向垂直的疲劳裂纹,扩展后造成轴承材料剥落。 腐蚀----润滑剂在使用中不断氧化,所生成的酸性物质 对轴承材料有腐蚀,材料腐蚀易形成点状剥落。
1) 2) 3) 4) 减摩性----材料副具有较低的摩擦系数。 耐磨性----材料的抗磨性能,通常以磨损率表示。 抗胶合----材料的耐热性与抗粘附性。 摩擦顺应性----材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表 面初始配合不良的能力。 5) 嵌入性----材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承滑动表面 发生刮伤或磨粒磨损的性能。 6) 磨合性----轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后,形成相互吻 合的表面形状和粗糙度的能力。
此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热 能同时满足这些要求的材料是难找的, 性、工艺性和经济性。 但应根据具体情况主要的使用要求。 工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组 合在一起,性能上取长补短。 (二)常用轴承材料 滑 动 轴 承 材质金属材料

变速器的常见失效形式

变速器的常见失效形式

变速器是机械设备的重要零部件,并且其内部结构十分复杂,各种类型的零件都有可能引起变速器失效。

下面就给大家介绍变速器有哪些常见的失效形式。

变速器各零件的具体失效比例可以参考下表1表1变速器失效零件及其失效比重从上表中可以看出,变速器的失效主要表现为三类零件,它们约占据了90%的失效比重,其中齿轮失效占有最大的比重,轴承与轴也占据了一定的份额,因此将着重对变速器中这三类零件进行研究。

1、齿轮的常见失效形式齿轮失效形式类型较多,大致上可分为两种,一种是在制造过程中产生的齿形误差,齿轮与内孔不同心以及大型齿轮不平衡等;另一种是在长期运行过程中产生的齿面磨损、胶合、擦伤、疲劳甚至断齿等。

(1)齿面磨损变速器齿轮在啮合的过程中,其表面上往往出现材料摩擦损伤地现象,其中不影响其预期寿命内功能的磨损为正常磨损:但是有些磨损,或者由于使用材料不当,或者由于接触面有硬质颗粒,或者由于润滑油不清洁或供应不足,导致齿轮接触面发生变化,从而导致齿轮变形、齿厚变薄等,更有甚者导致齿轮失效。

其中磨损失效根据其类型分为磨粒磨损,腐蚀磨损以及齿轮的端面冲击磨损等。

(2)齿面胶合和擦伤变速器在负载较重的情况下,如若齿轮的两个啮合齿齿面在- -定的压力下“焊合”后仍存在相对运动,可能引起金属从齿面撕落,或者从一个啮合齿面转移到另一齿面,造成啮合面发生胶合或者擦伤,其中这主要是因为润滑不良导致油膜破裂引起的:需要特别指出的是,新生产的变速器或者是齿轮箱在磨合的初期也容易造成齿面的胶合与擦伤。

(3)齿面接触疲劳变速器齿轮在啮合的过程中,如若既存在相对滚动,又存在相对滑动,致使齿轮表面产生切应力的脉动循环变化,在切应力的反复作用下,致使齿面金属剥落,从而导致齿轮损坏乃至失效。

其中根据其损坏形式分为麻点疲劳剥落,浅层疲劳剥落以及硬化层疲劳剥落等。

(4)弯曲疲劳与断齿当变速器齿轮受到严重的冲击或者加载过度时,齿轮根部受到脉动循环弯曲应力过高,从而会导致齿轮根部产生裂纹,并且逐步的扩散,当齿轮无法承受时就会发生断齿:其中断齿有齿轮沿齿根弯曲疲劳断裂,齿轮局部断裂以及轮齿裂纹等形式。

《机械设计基础》A卷1

《机械设计基础》A卷1

第四题作图改错题(共10分)试分析图示轴系结构的错误,并加以说明。

齿轮用油润滑、轴承用脂润滑。

(在空白处按图从左至右编号简要说明错误之内容,只需要说明五个错误,不必在图上改正)。

(10分)图1第五题计算题(共25分)1、已知一正常齿渐开线标准外啮合圆柱直齿轮传动,已知传动比i12 =1。

5,中心距a =100mm,模数m = 2mm,压力角 = 20o, h a*= 1,c* = 0.25,试分别计算两齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径.( 10分)装o 订o 线o 内o 请o 勿o 答o 题2、计算图2所示机构的自由度(若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时,应具体指出).(5分)图23、如图所示,安装有两个斜齿圆柱齿轮的转轴由一对代号为7210AC的轴承支承。

已知两齿轮上的轴向分力分别为F x1=3000N,F x2=5000N,方向如图.轴承所受径向载荷F r1=8600N,F r2=12500N。

求两轴承的轴向力F a1、F a2.(轴承内部轴向力F S的计算式为F S=0。

68F r)(10分)系别班级姓名学号任课教师使用班级装o订o线o内o请o勿o答o题广东轻工职业技术学院20 —20 学年第1学期期末试卷(A)卷答案课程名称:《机械设计基础》考试方式:闭卷题号一二三四五合计题分15 14 36 10 25 100第一题(填空,每空1分,共15分)答:1、点,线;面; 2、键;轴径 3、m n1=m n2;αn1=αn2;β1= —β24、点蚀;齿面接触疲劳、齿根弯曲疲劳5、滑动;滚动;6、滚子;球;7 节第二题(是非题,每空1分,共14分)答:1、×2、√3、√4、×5、√6、√7、√第三题(每题2分,共36分)答:1.B;2.D;3。

A;4.A;5.D;6。

C;7.D;8.D;9。

C;10。

C;11.D;12.A;13.B;14。

B;15。

滚动轴承的常见失效形式

滚动轴承的常见失效形式

滚动轴承的常见失效形式
滚动轴承常见的失效形式有以下几种:
1. 疲劳寿命失效:由于长期受到往复或旋转运动的载荷,轴承在加载周期内逐渐疲劳,最终导致材料的损坏和断裂。

2. 磨损失效:轴承在工作时,由于摩擦和磨损,导致轴承表面的润滑膜破裂和金属接触,进而导致表面磨损,影响轴承的使用寿命。

3. 负荷过载失效:当轴承承受超过其设计负荷的过大载荷时,轴承可能会产生塑性变形、疲劳断裂、滚动体撞击等失效情况。

4. 温度过高失效:由于轴承在工作过程中热量产生过多,导致轴承温度升高,使轴承材料的硬度降低、磨损加剧,最终导致轴承失效。

5. 腐蚀和锈蚀失效:当轴承暴露在腐蚀性环境中,例如潮湿、腐蚀性气体等,轴承的表面会发生腐蚀和锈蚀,导致失效。

6. 组装和安装不当导致轴承的形变或损坏,进而影响轴承的使用寿命。

7. 润滑不良:如果轴承的润滑不足或润滑油污染,会导致轴承摩擦、磨损、过热等问题,进而引发失效。

需要注意的是,这些失效形式可能相互影响和交叉存在,因此在轴承的使用和维护过程中,需要综合考虑各种因素,以延长轴承的使用寿命。

轴承失效模式分类与分析方法

轴承失效模式分类与分析方法

1 轴承失效的基本模式轴承失效一般可分为止转失效和丧精失效两种。

止转失效就是轴承因失去工作能力而终止转动。

例如卡死、断裂等;丧精失效就是轴承因几何尺寸变化了配合间隙,失去了原设计要求的设计精度,虽尚能继续转动,但属非正常运转。

例如磨损、腐蚀等。

按损伤机理大致可分为:接触疲劳失效;磨擦磨损失效;断裂失效;变形失效;腐蚀失效、和游隙变化失效等几种基本模式。

1.1接触疲劳失效接触疲劳失效是各类轴承表面最常见的失效模式之一,是轴承表面受到交变应力的作用而产生的失效。

接触疲劳剥落在轴承表面也有疲劳裂纹的萌生、扩展和断裂的过程。

初始的接触疲劳裂纹首先从接触表面以下最大正交切应力处产生,然后扩展到表面形成剥落,如麻点状的称为点蚀或麻点剥落;剥落成小片状的称浅层剥落。

初始裂纹在硬化层与心部交界区产生,造成硬化层的早期剥落则称为硬化层剥落。

1.2 磨损失效轴承零件之间相对滑动摩擦导致其表面金属不断损失的现象称为磨损。

持续的磨损使零件尺寸和形状变化,轴承配合间隙增大,工作表面形貌变坏从而丧失旋转精度,使轴承不能正常工作,称为轴承的磨损失效。

磨损失效也是各类轴承表面最常见的模式之一,按其磨损形式可分为磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、微动磨损和疲劳磨损等。

其中最常见的为磨粒磨损和粘着磨损。

轴承零件的摩擦面之间挤入外来硬颗粒或金属表面的磨屑,引起摩擦面磨损的现象称为磨粒磨损。

它常在轴承表面造成凿削式或犁沟式的擦伤。

外来硬颗粒常常来自于空气中的灰尘或润滑剂中的杂质。

粘着磨损主要是由于摩擦表面的显微突起或摩擦异物使摩擦面受力不均,局部摩擦热有可能使摩擦面形成显微焊合。

摩擦表面温升高,会造成润滑油膜破裂,严重时表面层金属将会局部熔化,接触点产生粘着、撕脱、再粘着的循环过程,构成粘着磨损。

严重的粘着磨损会造成摩擦面的焊合和卡死。

1.3 断裂失效轴承零件断裂将会造成突发性失效事故。

轴承断裂的主要原因是过载和缺陷两大因素。

由于外加载荷超过轴承零件材料的强度极限,造成轴承零件断裂就称过载断裂。

机械设计总复习题集

机械设计总复习题集

齿轮传动习题1.问:常见的齿轮传动失效有哪些形式?答:齿轮的常见失效为:轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。

2.问:在不改变材料和尺寸的情况下,如何提高轮齿的抗折断能力?答:可采取如下措施: 1)减小齿根应力集中; 2)增大轴及支承刚度;3)采用适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4)对齿根表层进行强化处理。

3.问:为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上?答:当轮齿在靠近节线处啮合时,由于相对滑动速度低形成油膜的条件差,润滑不良,摩擦力较大,特别是直齿轮传动,通常这时只有一对齿啮合,轮齿受力也最大,因此,点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。

4.问:在开式齿轮传动中,为什么一般不出现点蚀破坏?答:开式齿轮传动,由于齿面磨损较快,很少出现点蚀。

5.问:如何提高齿面抗点蚀的能力?答:可采取如下措施: 1) 提高齿面硬度和降低表面粗糙度 ;2) 在许用范围内采用大的变位系数和,以增大综合曲率半径;3)采用粘度高的润滑油;4)减小动载荷。

6.问:什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏?如何提高齿面抗胶合能力?答:高速重载或低速重载的齿轮传动易发生胶合失效。

措施: 1)采用角度变位以降低啮合开始和终了时的滑动系数;2)减小模数和齿高以降低滑动速度;3)采用极压润滑油;4)采用抗校核性能好的齿轮副材料;5)使大小齿轮保持硬度差;6)提高齿面硬度降低表面粗糙度。

7.问:闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同?答:闭式齿轮传动:主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。

目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。

开式齿轮传动:主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损,磨损尚无完善的计算方法,故目前只进行弯曲疲劳强度计算,用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。

8.问:硬齿面与软齿面如何划分?其热处理方式有何不同?答:软齿面: HB≤350,硬齿面: HB>350。

软齿面热处理一般为调质或正火,而硬齿面则是正火或调质后切齿,再经表面硬化处理。

轴承的主要失效形式

轴承的主要失效形式

轴承的主要失效形式轴承是机械设备中常见的零部件之一,它主要用于支撑并减少机器中相对运动部件之间的摩擦和磨损,保证机器的正常运行和寿命的延长。

但是,由于多种因素,轴承也会失效,这就是轴承的主要失效形式。

一、疲劳失效轴承疲劳失效是指轴承在反复循环载荷下逐渐累积的裂纹扩展,以至于产生裂缝断裂的损坏形式。

轴承经常遭受周期性的载荷,由于磨损和裂缝的扩展而导致的裂开是轴承失效的一个形式。

二、过载失效轴承载荷过大,会导致轴承的过载失效。

因为轴承材料的强度极限有限,当轴承在运行中承受到超出其设计极限的载荷时,轴承则会发生过载断裂。

三、润滑失效润滑失效是指轴承在使用中出现润滑不良、油膜断裂等情况,导致轴承失效的形式。

轴承需要适当的润滑条件,否则高速运动时,油膜无法承受轴承内部的高载荷,导致运行失稳或损坏。

四、过热失效轴承在使用中绕序运转时,其自转产生的表面摩擦与内部滚动摩擦会使轴承产生大量热能,当温度超过一定值时,就会产生过热现象,导致轴承失效。

特别是高速旋转、工作环境恶劣的轴承,过热失效更容易发生。

五、腐蚀失效轴承在潮湿环境下易造成腐蚀,轴承表面受到腐蚀后会出现点蚀、疲劳龟裂、扭曲变形、质量下降等问题,导致轴承失效。

腐蚀失效是轴承使用寿命比较短的常见原因之一。

六、拆卸失效在拆卸轴承时,如果操作不当或使用工具不当等,就很可能导致轴承损坏。

拆卸过程中,如果施加力量不均匀,会导致轴承内部损坏、变形或者变质,从而引起轴承失效。

综上所述,轴承的失效形式有很多,每种形式都有其独特的损坏原因和特征。

建议用户在选用和使用轴承时,应该严格按照制造商的说明书要求,对轴承进行合理维护和保养,以延长轴承的使用寿命,确保设备的正常运行。

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轴承的正常失效形式主要有两种:疲劳剥落和磨损
轴承的正常失效形式主要有两种—疲劳剥落和磨损。

(1)轴承的正常疲劳失效
轴承在其运转总小时数或总转数超过轴承计算寿命后,所发生的疲劳剥落为正常疲劳失效。

产生正常失效的原因是滚动表面的金属由于运转时的应力循环数超过材料的疲劳极限,从次表层开始萌生疲劳裂纹,并向表面层开裂而落下金属碎片一一剥落。

正常疲劳失效所表现的特征:疲劳裂纹的萌生在次表层,故看不见,用普通仪器也无法侦听到。

剥落的屑片表面粗糙而不规则,原滚动表面留下疤痕状小坑,称为点蚀。

点蚀一旦出现,即迅速扩展,短时间内即引起全面疲劳剥落,宜及早更换轴承,否则将引起轴承的事故性报废,可能对安装部位甚至对整机带来严重的后果。

超过计算寿命的疲劳剥落,实际上是不可避免的最终必然发生的现象,这时材料的潜力已被充分利用。

如用户在工作寿命方面的要求仍不满足,可在轴承的润滑剂中加添合适的极压添加剂,改用性能更高或尺寸更大的轴承,或选用真空冶炼,多次真空重炼等钢材所制轴承。

(2)轴承的正常磨损失效
轴承在其运转总小时数或总转数超过轴承的计算寿命,或超过按第5章第三节二中所述方法所推定的磨损寿命后的过度磨损,为正常磨损失效。

产生原因是:滚动轴承的运动都伴有微小滑动,所受负荷也总有一定波动,因而润滑可延缓磨损但实际不能避免两界面的固体接触,即不能完全避免磨损。

它所表现出的特征是:滚动表面沿运动方向发生较光滑的磨损条纹,新条纹有较显著的金属光泽。

滚动轴承的正常磨损也有二个阶段,即短期的“跑合”磨损,很长时间的平缓磨损,以及短期的剧烈磨损,最终使轴承的精度丧失,或引起振动和噪声而不能继续使用。

超过额定寿命或磨损寿命的磨损失效,在现有技术水平条件下实际上也是不可避免的。

如用户在工作寿命方面的要求仍不满足,可改进轴承的润滑方式,选用更有效的润滑剂,或按具体情况加添合适的油性添加剂或抗磨添加剂,提高轴承及其润滑剂的清洁程度,改进密封等。

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