轴承失效判断及分析详解
轴承故障诊断与分析
轴承故障诊断与分析
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主要内容
1 2 3 4
轴承相关简介 滚动轴承故障诊断与分析 滑动轴承故障诊断与分析
参考文献
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轴承（Bearing）是机械中的固定机件。当其他机件在轴上彼此产生 相对运动时，用来保持轴的中心位置及控制该运动的机件，就称之为 轴承。轴承是各种机电设备中的重要组成部件,在各个机械部门有着 广泛的应用。
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小波包分析
小波包分析(Wavelet Packet Analysis) 是一种比小波分析更精细的分析方 法,它将频带进行多层次划分,并对小波变换中没有细分的高频部分做进一步 分解,从而提高时频分辨率。 小波包分解是一种分解更为精细的分解方法,它不仅对低频段部分进行分解, 而且对高频段部分也进行分解,并能根据分析信号的特征,自适应地选择相应 的频带,使之与信号频谱相匹配,从而提高时频分辨率。因此,小波包分析可以 提取振动信号中能量突出的频带,分析其频率特征,找出故障产生的根源。
故 障 诊 断 技 术
时频域分析 光纤诊断分析 油液诊断分析 轴承润滑状态监测诊断法 声学诊断分析（基于声发射）
热诊断（热成像诊断和温度诊断）
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基于振动信号诊断技术及分析
基于振动信号的诊断技术能够诊断大多数滚动轴 承故障，其优点是可在运动中测得轴承信号。目 前国内外开发生产的各种滚动轴承故障诊断与监 测仪器大都是根据振动法的原理制成的。 步骤：
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小波变换
小波变换是时间(空间)频率的局部化分析，它通过伸缩平 移运算对信号(函数)逐步进行多尺度细化，最终达到高频 处时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析 的要求，从而可聚焦到信号的任意细节，有人把小波变换 称为“数学显微镜”。 小波分析是调和分析的重大突破。它继承和发展了Gobor 变换的局部化思想，同时又克服了窗口大小不随频率变化、 缺乏离散正交基的缺点，不仅是比较理想的局部频谱分析 工具，而且在时域也具有良好的局域性。通过小波分解能 够把任何信号(平稳或非平稳)映射到由一个小波伸缩、平 移而成的一组基函数上，在通频范围内得到分布在各个不 同频道内的分解序列，其信息量是完整的。
《滚动轴承失效分析》课件
案例1：疲劳失效
轴承断裂和损坏的实例分析。
案例2：腐蚀失效
轴承腐蚀和表面损坏的实例分 析。
案例3：过热失效
轴承过热和变形的实例分析。
预防措施和日常维护
采取适当的预防措施和进行规范的日常维护可以延长轴承的使用寿命。
1
预防措施
正确选用和安装轴承，合理设计润滑方案。
2
日常维护
定期检查和更换润滑油，清洁轴承和保持良好的工作环境。
长期使用引起的材料疲劳和断裂。
装配与安装失误
错误的装配和安装导致的失效。
滚动轴承的失效原因
滚动轴承的失效原因多种多样，包括摩擦磨损、腐蚀、过热和振动等。
1
摩擦磨损
由于摩擦和磨损引起的轴承表面的损
腐蚀
2
坏。
酸性或碱性环境中引起的轴承表面腐
蚀。
3
过热
轴承工作时产生的过多热量导致轴承 失效。
滚动轴承的失效分析方法
滚子轴承
通过滚子在内圈和外圈间滚动 来支撑旋转负荷。
滑动轴承
通过自润滑材料或润滑油在内 圈和外圈间形成润滑膜以支撑 旋转负荷。
轴承失效的原因和分类
轴承失效可能由多个因素引起，例如负荷过大、润滑不良和使用寿命到起的失效。
润滑失效
润滑不足或污染导致的轴承失效。
疲劳失效
失效分析是确定轴承失效原因的关键步骤，常用的方法包括外观分析、金相分析和润滑油分析。
1 外观分析
通过观察轴承外观特征来确定失效原因。
2 金相分析
使用显微镜和化学试剂来研究材料组织和化学成分。
3 润滑油分析
检测润滑油中的金属颗粒和污染物等。
实例分析：滚动轴承失效案例分析
通过实例分析真实的滚动轴承失效案例，可以更好地理解失效原因和分析方法。
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。
轴承失效形式和故障特征
轴承失效形式和故障特征轴承在使用过程中，失效形式有很多种，通过整体情况来看轴承失效形式可以统分成四种，分别是：装配不当、润滑不当，污染和疲劳。
那当轴承失效后，这些失效形式各占多少比例呢？1、装配不当——16%一般情况下，轴承的装配不当占据16%的比例，各种轴承提前失效的16%是由于装配不当（通常由于用力过大...）和不会正确使用装配工具造成的。
有些设备要求采用机械、液压或加热方法进行正确而有效的安装和拆卸。
使用各种专业工程服务技术的全套工具和设备，使得这些工具变得简单、快捷和更具成倍效益。
使用专用工具和技术进行专业的装配，是实现最大限度的延长机器运行时间的一种解决方法。
2、润滑不当——36%轴承的润滑不当一般占据36%，尽管可以安装各种“免维护”密封轴承，但提前失效轴承中仍有36%是由于润滑脂的技术应用不正确和使用不当造成的。
任何润滑不当的轴承都不可避免地在正常使用寿命之前提前失效。
由于轴承通常是机械设备中最不容易装卸的部件，不经常润滑就会出现问题。
在无法实现人工维护的情况下，制定全自动润滑系统来达至最佳润滑效果。
只要依据要求采用了优质润滑脂、工具和技术进行有效的润滑，将有助于大幅度减少停机时间。
3、污染——14%轴承污染一般情况下占据14%。
轴承是精密零件，如果轴承及润滑脂收到污染，将无法有效运行。
此外，由于已经注有润滑脂的免维护密封轴承只占有所有使用轴承中的一小部分，所以所有提前失效的轴承中至少有14%是由于污染问题造成的SKF 拥有卓越的轴承制造和设计能力，可以为各种恶劣的工作环境提供密封解决方案。
4、疲劳——34%轴承疲劳失效一般情况下占据34%。
如果机器出现过载、使用或维护不当，轴承都会收到影响，导致提前失效的轴承中有34%是由于疲劳引起的。
由于轴承在维护不当或应力过大时会发出“提前警告”，可以用状态监控设备进行检测和分析，因此突然的或计划外的失效是可以避免的。
二轴承故障特征频率的特点什么是滚动轴承故障特征频率？滚动轴承故障的特征频率就是轴承故障产生的振动频率。
常见轴承失效案例分析
润滑不良可能是由于润滑油选用不当、润滑油量不足、润滑油污染或润滑系统故障等原因造成的。当轴承缺乏良好的润滑时，金属与金属之间的直接接触会增加，导致摩擦和磨损迅速增加，进而引起轴承过热、运转困难或噪声等问题。
润滑不良导致的轴承失效
水分和杂质的侵入
水分和杂质侵入轴承会导致轴承生锈、运转不灵活和噪声等问题，严重影响轴承的使用寿命。
详细描述Βιβλιοθήκη 轴承材料的疲劳失效VS
磨损失效是指轴承在运转过程中，由于摩擦磨损导致材料逐渐损失的现象。
详细描述
磨损失效通常是由于润滑不良、异物进入、材料硬度过大或表面粗糙度不均匀等原因引起的。随着材料损失的增加，轴承的精度和性能会逐渐降低，最终可能导致轴承失效。为了减少磨损失效，需要定期维护和更换润滑油，保持轴承周围环境的清洁度，并选择合适的材料和表面处理技术。
总结词
轴承材料的磨损失效
总结词
腐蚀失效是指轴承材料受到化学腐蚀或电化学腐蚀而导致的性能下降或损坏的现象。
详细描述
腐蚀失效通常是由于轴承周围环境中的腐蚀性介质、潮湿空气、盐雾或酸碱溶液等引起的。腐蚀会导致轴承材料表面出现坑蚀、斑点或裂纹，严重时甚至可使轴承完全失效。为了防止腐蚀失效，需要选择耐腐蚀的材料和表面处理技术，同时保持轴承周围环境的干燥和清洁度，定期进行防锈处理和维护。
轴承结构的热设计不当
详细描述
总结词
总结词
轴承结构的刚度不足会影响其稳定性和使用寿命。
详细描述
轴承结构的刚度不足会导致轴承在运转过程中发生变形，影响其旋转精度和稳定性，从而降低其使用寿命。同时，刚度不足还可能导致轴承内部间隙增大，增加摩擦和磨损。
轴承结构的刚度不足
04
轴承使用环境失效案例
轴承损坏的现象和判断方法
轴承损坏的现象和判断方法
轴承损坏可能会表现出多种现象，包括异常噪音、振动、温度升高和润滑油异常等。
首先，异常噪音是最常见的现象之一，可能表现为咔咔声、嘎嘎声或者金属撞击声，这些声音通常会随着轴承的转动速度而变化。
其次，振动也是轴承损坏的常见现象，当轴承受损时，会导致设备振动加剧。
此外，轴承损坏还可能导致温度升高，因为摩擦会产生热量，轴承损坏会导致温度异常升高。
最后，润滑油的异常也可能是轴承损坏的表现，当轴承受损时，可能会导致润滑油变色、污染或者减少。
判断轴承是否损坏的方法包括外观检查、听觉检查、振动检测和温度检测等。
外观检查可以通过裸眼或者放大镜观察轴承表面是否有明显的磨损、裂纹或者变形等现象。
听觉检查可以通过听轴承运转时是否有异常噪音来判断轴承是否受损。
振动检测则可以通过振动传感器来检测轴承的振动情况，判断是否存在异常。
另外，温度检测可以通过红外线测温仪等设备来检测轴承的温度情况，异常升高的温度可能表明轴承存在问题。
综上所述，轴承损坏的现象多种多样，需要综合多种方法来判
断轴承是否受损，及时发现和处理轴承损坏对于设备的正常运转至关重要。
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。
轴承失效分析方法
轴承失效分析方法在分析轴承失效的过程中，往往会碰到许多错综复杂的现象，各种实验结果可能是相互矛盾或者主次不清，这就需要经过反复实验、论证，以获得足够的证据或反证。
只有运用正确的分析方法、程序、步骤，才能找到引发失效的真正原因。
一般情况下轴承失效分析大体可分为以下三个步骤：失效实物和背景资料的收集、对失效实物的宏观检查和微观分析。
1.失效实物和背景材料的收集尽可能地收集到失效事物的各个零件和残片。
充分了解失效轴承的工作条件、使用过程和制造质量等。
具体内容包括：（1）主机的载荷、转速、工作状况等轴承的设计工作条件。
（2）轴承及其相关部位其他零件的失效情况，轴承失效的类型。
（3）轴承的安装运转记录。
运转使用过程中有无不正常操作。
（4）轴承工作中所承受的实际载荷是否符合原设计。
（5）轴承工作的实际转速及不同转速出现的频率。
（6）失效时是否有温度的急剧增加或冒烟，是否有噪声及振动。
（7）工作环境中有无腐蚀性介质，轴承与轴颈间有无特殊的表面氧化色或其他沾污色。
（8）轴承的安装记录（包括安装前轴承尺寸公差的复验情况），轴承原始间隙、装配和对中情况，轴承座和机座刚性如何，安装是否有异常。
（9）轴承运转是否有热膨胀及动力传递变化。
（10）轴承的润滑情况，包括润滑剂的牌号、成分、颜色、粘度、杂质含量、过滤、更换及供给情况等，并收集其沉淀物。
（11）轴承的选材是否正确，用材质量是否符合有关标准或图样要求。
（12）轴承的制造工艺过程是否正常，表面是否有塑性变形，有没有表面磨削烧伤。
（13）失效轴承的修复和保养记录。
（14）同批或同类轴承的失效情况。
在收集实际背景材料工作中，全部满足上述要求是很难的。
但收集到的资料越多，无疑会更有利于得到正确的分析结论。
2.宏观检查对失效轴承进行宏观检查（包括尺寸公差测量和表面状态检查分析），是失效分析最重要的环节。
总体的外观检查，可了解轴承失效的概貌和损坏部位的特征，估计造成失效的起因，察看缺陷的大小、形状、部位、数量和特征，并截取适当部位做进一步的的微观检查和分析。
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。
轴承即将失效的9个典型症状，附轴承故障诊断方法
轴承即将失效的9个典型症状，附轴承故障诊断方法为了尽可能长时间地维持轴承良好的性能，必须定期保养、检测、检修，以求防事故于未然，确保轴承运转的可靠性。
对长期运行中的设备来讲，平时的检测跟踪尤为重要，检测项目包括轴承的旋转音、振动、温度、润滑剂的状态等，设备维护人员可以准确地判断设备的问题点，提早作出预防和解决方案。
轴承即将失效的9个典型症状1.脏物、异物、砂粒或其它污染物进入箱体中。
对策：将轴承箱清洗干净，更换新的油封。
2.水、酸、油漆或其它腐蚀性物质进入轴承箱中。
对策：安装一个保护性防尘盖，改良油封。
3.轴承箱内孔不圆、扭曲变形、支撑面不平。
对策：检查轴承箱，调整支撑面、调整垫片。
4.轴径小或紧定套未锁紧。
对策：检测轴径，选择合适的配合量，重新锁紧紧定套。
5.不平衡负荷，箱孔间隙大，外环在箱孔内打滑。
对策：更换合乎设计要求孔径的轴承箱。
6.两个或多个轴承耦合，产生轴心直线偏差和角度偏差。
对策：重新调整垫片，使轴心耦合在同一直线上。
7.不正确的安装，用锤直接敲击在轴承上。
对策：规范安装轴承。
8.轴承间隙过大。
对策：调整轴承间隙。
9.设备振动。
对策：找出振动原因，做相应的处理。
轴承故障诊断方法1）异常旋转音分析诊断异常旋转音检测分析是采用听诊法对轴承工作状态进行监测的分析方法，常用工具是木柄长螺钉旋具，也可以使用外径为20mm左右的硬塑料管。
相对而言，使用电子听诊器进行监测，更有利于提高监测的可靠性。
轴承处于正常工作状态时，运转平稳、轻快，无停滞现象，发生的声响和谐而无杂音，可听到均匀而连续的“哗哗”声，或者较低的“轰轰”声。
异常声响所反映的轴承故障如下：（1）轴承发出均匀而连续的“咝咝”声，这种声音由滚动体在内外圈中旋转而产生，包含有与转速无关的不规则的金属振动声响。
一般表现为轴承内加脂量不足，应进行补充。
若设备停机时间过长，特别是在冬季的低温情况下，轴承运转中有时会发出“咝咝沙沙”的声音，这与轴承径向间隙变小、润滑脂工作针入度变小有关。
SKF轴承失效分析资料
SKF轴承失效分析资料一、轴承失效分类轴承的失效可分为疲劳失效、磨损失效和故障失效三类。
1.疲劳失效：轴承在长时间高速旋转下，受到重复荷载作用，导致表面裂纹的扩展，最终疲劳断裂。
疲劳失效是轴承最常见的失效形式，也是最容易发生的失效类型。
2.磨损失效：轴承在运转中由于摩擦和磨擦力的作用，表面会发生磨损现象，导致轴承性能下降。
磨损失效分为磨粒磨损、磨蚀磨损和磨削磨损。
3.故障失效：轴承发生故障时，主要是由于零部件的损坏或失效引起的。
例如，轴承内外圈的断裂、轴承滚动体和保持架的脱落等。
二、轴承失效原因1.轴承设计不合理：轴承结构、材料、尺寸等设计不合理会导致轴承失效。
例如，轴承类型选择错误、载荷计算不准确等。
2.润滑不良：轴承的润滑状态直接影响到其寿命。
如果润滑不良，会增加摩擦、磨损和热量，导致轴承过早失效。
例如，润滑油污染、缺油或过量润滑等。
3.温度过高：轴承在高温环境下运转会导致润滑剂老化，降低粘度，使轴承润滑不良，增加磨损和热膨胀，引发失效。
4.外部环境：外部环境的腐蚀、尘土、水分等会直接影响到轴承的使用和寿命。
三、轴承失效分析方法1.外观检查：通过肉眼观察，检查外观是否有损伤、磨损、裂纹等情况。
例如，在外圈上检查裂纹或断裂等。
2.内部观察：使用显微镜、光学显微镜等工具，观察内圈、滚动体、保持架等部分的情况。
例如，在滚道上检查疲劳裂纹等。
3.化学分析：通过化学分析方法确定轴承的材料成分，以检测材料是否达到标准要求。
例如，通过化学分析确定轴承钢中的碳含量。
4.摩擦学分析：通过摩擦学分析确定轴承摩擦副的摩擦、磨损和润滑等情况。
例如，通过摩擦力的测量，判断润滑状态是否良好。
5.结构分析：通过有限元分析等方法，对轴承的结构进行分析和优化，以提高其工作性能和寿命。
例如，对轴承的应力分布进行模拟计算。
以上就是SKF轴承失效分析的资料。
通过合理的轴承设计、良好的润滑和维护，以及及时的失效分析，可以提高轴承的可靠性和使用寿命。
轴承常见失效图解
失效形式： 滚动体变色（兰或褐色）并有滚动压 痕；滚动体，内外圈，保持架等可能 有极度的磨损或金属流动，反过来导 致发热严重或直接失效。
原因分析： 润滑受阻，温度过高导致润滑剂失效 。
预防措施： 选择合适的润滑剂；防止润滑流失； 循环润滑间隔合适；配合和载荷都要 合适以避免温度上升过高。
失效形式： 红/褐色斑点出现在轴承的滚道，保持 架，滚动体上。由于磨损或游隙的增 加导致振动增加，承载减弱。
原因分析： 轴承暴露在空气中或腐蚀性的液体 中；由于温度的急速改变导致的水蒸 气的液化使得轴承生锈
预防措施： 隔离腐蚀性的轴承运转/储存环境, 选 用密封轴承，对于恶劣的环境考虑合 适的外部密封；不要打开轴承的原始 包装。
微动腐蚀
失效形式： 表面形成的褐色的浅层氧化剥落；配合表面的磨损可能 产生噪音，跳动问题；可能产生疲劳断裂或影响浮动端 轴承的浮动功能。
失效形式： 布氏压痕总是成排出现在滚道上，使 得轴承的振动，噪音增大。严重的布 氏压痕会导致轴承的早期失效。
原因分析： 静载过大或轴承受到严重的碰撞，如 安装时锤子敲击，部件撞击轴承。通 过外力安装轴承时，力作用在了外圈 上。
预防措施： 选择轴承时，仔细考虑轴承的当量静 载荷；选用合适的安装工具；使用外 力安装轴承时小心避免力作用在外圈 上。
预防措施： 改善润滑（增加粘度，EP添加剂，数量）；正确安装轴承。
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预防措施： 控制系统过热或过载，使系统有充分 的散热，必要时提供辅助散热系统。
失效形式： 通常外圈断裂是沿着圆周方向，并产 生几块断裂碎片。如果有轴向载荷， 断裂截面会通过滚道的中间位置。外 圈的外表面会显示不规则的受载图谱 。
轴承故障诊断与分析
轴承故障诊断与分析轴承是重要的旋转机械零部件，广泛应用于汽车、船舶、机械设备等领域。
轴承故障会导致机械设备的损坏和停机，给生产和运行带来很大的损失。
因此，轴承故障的诊断和分析对于维修和管理人员至关重要。
本文将从轴承故障的种类、诊断方法和故障分析等方面进行讨论。
轴承故障种类较为复杂，常见的故障有疲劳、磨损、缺损和润滑不良等。
疲劳是轴承最常见的故障类型，长时间高速旋转和负荷导致轴承金属疲劳断裂，通常表现为裂纹和断裂。
磨损故障是因为摩擦和磨损引起的，包括表面磨损和厚度磨损两种类型。
缺损是指轴承表面出现块状或点状的缺口，通常是由于杂质、异物或外力导致的。
润滑不良是指轴承润滑不足或润滑油质量差，导致摩擦增大、磨损加剧和故障发生。
轴承故障的诊断方法主要有观察法、听觉法和振动诊断法。
观察法是通过检查轴承表面的情况来判断故障的。
如果出现明显的疲劳裂纹、磨损或缺损，说明轴承已经发生故障。
观察法需要专业的技术和经验支持，无法适应高速运转的设备。
听觉法是通过听声音来判断轴承故障。
轴承故障时会发出噪音，根据噪音的类型和频率可以判断故障的类型和程度。
但听觉法受环境噪音的影响较大，准确性有限。
振动诊断法是通过测量振动信号来判断轴承的工作状态。
正常工作的轴承会产生规律的振动信号，而故障轴承的振动信号会有明显变化。
振动诊断法可以实时监测设备的状态，准确度较高，但需要专业的仪器设备和专业的技术人员。
轴承故障的分析主要包括故障原因分析和故障后果分析。
故障原因分析是为了找出故障的根本原因，以便采取相应的维修和改进措施。
故障原因分析包括外因和内因两个方面。
外因是指由外界环境、工况和外力等因素引起的故障，例如恶劣的工作环境、过大的负荷、不合适的润滑条件等。
内因是指由轴承自身结构、材料和制造工艺等因素引起的故障，例如材料缺陷、过载应力、不合理的设计等。
故障后果分析是为了评估故障的严重程度和对设备和生产的影响。
故障后果分析包括经济损失、设备停机时间、安全事故等方面。
轴承失效分析课件
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偏载——轴承的内、外圈错位，只有一列滚动体受力或滚道的一侧受力。
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第40页/共66页
偏载
• 形貌特征——在滚动面偏一侧有剥落现象。向心球轴承剥落部位不在沟底而偏一侧。双列轴承只有一列滚 道剥落。
• 产生原因——装配不当或轴向力过大时造成。
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第25页/共66页
热变色——由于温升造成金属表面产生氧化的现象。
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热变色
• 形态特征——零件受热部位呈现淡黄色、黄色、橙色、棕红色、紫兰色、蓝黑色。
• 产生原因——润滑不良、润滑剂老化，安装配合不当，游隙小。
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裂纹（三）
• 6．热处理裂纹 • 轴承在热处理时出现的淬火裂纹。 • 7．磨削裂纹 • 轴承零件在机加工时由于增大磨削量而产生的烧伤。
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剥离——金属表面在高接触应力的循环作用下产生的片状剥落现象。
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剥离
• 形貌特征——在滚动面有一定的面积和深度，表面呈凸凹不平的鳞状，边角锐利。
• 产生原因——装配不当或润滑不良时，在过载应力的作用下产生的严重剥落。
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点蚀
• 形貌特征——产生于滚动接触面上，呈黑色针孔状凹坑，有一定深度，个别存在或密集分布。
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如果仔细观察运行轨迹的话，则会得知只负担径向载荷，承受 大的轴向载荷，承受力矩载荷，或在轴承箱上有极端刚性不均等。可 以检查对轴承是否加上了意外的载荷和安装误差是否过大等，并成为 追究轴承损坏原因的线索。出深沟球轴承在不同的负载条件下生产的 运行轨迹。
运行及检修中检查
建议采用专业的设备
1、异常载荷：选择合适的装配游隙和预紧力 2、组装不良：提高轴的加工精度，改善安装方法 3、润滑剂不足：补充或使用合适润滑剂规则音 强金属音 1、润滑剂过多： 减少润滑剂 2、润滑剂不足，或不适合：增加润滑剂或选择合适润滑剂 3、配合面蠕变或密封装置过大：轴承外径或内径配合面修正 ，密封形式进行变更 异常温升
剥离
剥离
· 照片1-4的外圈 · 滚动上产生的球距的剥离 · 由停转时冲击载荷造成的压痕发展而成
剥离
· 照片1-4的球（滚珠） · 球表面的剥离 · 由停转时冲击载荷造成的压痕发展而成
· 自动调心滚子的内圈 · 知识滚道面单列产生的整圈剥离 · 过大轴向载荷造成的损伤
剥离
· 照片1-7的外圈 · 滚道面单测产生的整圈剥离 · 过大轴向载荷造成的损伤
判断轴承可否再次使用，要在考虑轴承损伤的程度，机器性 能、重要性、运行条件、检查周期等以后再来决定。检查结果， 如果发现轴承有损伤和异常情况时，在下一节的内容查明原因， 制定对策。
另外，检查结果，如果有下面几种缺陷的话，轴承就不能 再用了，需要更换新的轴承
内外圈、滚动体、保持架其中任何一个有裂纹和出碎片的。
剥离
· 圆柱滚子轴承的滚子 · 滚动面轴向上产生的初期剥 离 · 组成不良造成的内伤引起的 故障发展
· 自动调心滚子轴承的内圈 · 只是滚道面单列产生的剥离 · 润滑不良造成的损伤
自动调心滚子轴承内圈外圈滚珠由 于缺油造成的损坏。 在滚道面的中央产生的圆形花纹剥 落。 润滑不良造成的损伤。
1、剥落：疲劳剥落，更换轴承 2、组装不良：提高轴的加工精度，改善安装方法 3、异物侵入：清洗相关零件，使用干净润滑脂
轴的回转振动大
1、润滑剂过多：减少润滑剂 2、异物入侵：清洗相关零件
润滑剂泄漏大变色
1、异物引起沟道锈蚀、压痕、伤痕： 清洗相关零件，使用干净润滑脂 2、沟道剥落：疲劳磨损，更换轴承 规则音
剥离
· 向心角基础球轴承的内圈 · 沿滚道面的半周产剥离 · 原因是由于切削液的侵入造成润滑不 良
剥离
向心角接触球轴承的内圈
· 与滚道成斜面产生的剥离 · 安装时定心不准造成的
剥离
· 深沟球轴承的内圈 · 滚道上产生的球距剥离 · 安装时冲击载荷造成的压痕发展而成
· 向心球轴承的内圈 · 滚道面上产生的球距的剥离 · 由停转各种“免维护”密封 轴承，但提前失效轴承中仍有36%是由 于润滑脂的技术应用不正确和使用不当 造成的。任何润滑不当的轴承都不可避 免地在正常使用寿命之前提前失效。由 于轴承通常是机械设备中最不容易装卸 的部件，不经常润滑就会出现问题。在 无法实现人工维护的情况下，现在可以 制定全自动润滑系统来达到最佳润滑效 果。只要根据要求采用了 润滑脂，工具 和技术进行有效的润滑，将有助于大幅 度减少停机时间。
轴承检查
对设备的定期检修，运转检查及外围零件更换时被拆卸下 来的轴承进行检查，以次判断可否再次使用或使用情况的好于坏。 要仔细调查和记录被拆下来的轴承和外观情况，为了弄清 和调查润滑剂的剩余量，取样以后，要很好地清洗一下轴承。
其次检查滚道面，滚动面和配合面的状况以及保持架的磨 损状态等有无损伤和异常情况。
污染
轴承是精密零件，如果轴承 及润滑脂受到污染，将无法有效运 行。此外，由于已经注有润滑脂的 免维护密封轴承只占所有使用轴承 中的一小部分，所以所有提前失效 的轴承中至少有14%是由于污染问 题造成的。现在已经 拥有卓越的轴 承制造和设计能力，可以为各种恶 劣的工作环境提供密封解决方案。
疲劳
如果机器出现过载、使用或维护不 当，轴承都会受到影响，导致提前 失效的轴承中有34%是由于疲劳引 起的。由于轴承在维护不当或应力 过大时会发出“提前警告”，可以 用在线状态监控设备进行检测和分 析，因此突然的或计划外的失效是 可以避免的。
1、异物侵入：清洗相关零件，使用干净润滑脂 2、游隙过大：注意配合及选择合适游隙 3、钢球伤痕：钢球疲劳剥落或异物卡伤，更换轴承
不规则异音
损伤状态
呈现出带有轻微磨损的暗面，暗面上由表面往里有多条 深至5-10m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光洁度不好
内外圈、滚动体其中任何一个有剥离的。 滚道面、挡边、滚动体有显著卡伤的。 保持架的磨损严重或铆钉松动厉害 滚道面、滚动体生锈和有伤痕的。
滚动面、滚动体上有显著压痕和打痕的。
内圈内径面或外圈外径上有蠕变的。 过热变色厉害的。
润滑脂密封轴承的密封圈和防尘盖破损来严重的。
运行轨迹与加载荷的方法
轴承一转动、内圈与外圈的滚道面，由于与滚动体是滚动接触， 因而运行轨迹为暗面，运行轨迹附在滚道面上不属于异常，由此便可 得知负载条件，所以在拆下轴承的情况下，请严加注意和观察滚道面 的运行轨迹。
剥离损伤现象及原因
载荷过大。 安装不良（非直线性） 力矩载荷 异物侵入、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）引 起的发展。
轴承在承受载荷旋转 时，内圈、外圈的滚道面或 滚动体面由于滚动疲劳而呈 现鱼鳞状的剥离现象。
轴承失效判断及分析
装配不当
各种轴承提前失效的16%是由于装配不 当（通常是由于用力过大…）和不会正确使 用装配工具造成的。有些设备要求采用机械， 液压或加热方法来进行正确而有效的安装和 拆卸。SKF提供了基于各种专业工程服务技 术的全套工具和设备，使得这些工作变得简 单，快捷和更具成本核算效益。使用专用工 具和技术进行专业的装配，是实现最大限度 的延长机器运行时间的另一种解决方法。