轴承失效案例-2

一、烧灼

案例1 深沟球轴承的烧灼[1]

1.1 故障表现

某工厂的设备在生产使用过程中其电机主轴及主轴用轴承均遭损坏，该轴承型号为6317 的深沟球轴承。然而，更换后轴承很快遭损坏，不得已再次换上一个新轴承，结果在短时间内又遭损坏。

图 1

1.2 失效模式分析

维修人员在没有电机主轴图纸的情况下，利用原轴测绘进行委托加工，轴承位轴径尺寸确定偏大，公称直径大了6∼7μm，轴承热装后导致轴承内圈膨胀过大，滚球与内外圈滚道间隙太小，运行过程中受热后继续膨胀，摩擦加剧导致发热严重而引发咬死，继而烧毁破坏。

二、断裂

案列2 深沟球轴承保持架铆钉断裂[2]

2.1故障表现

某套深沟球轴承在交付客户使用300h 后，发生保持架铆钉断裂。

2.2 失效模式分析

工作中的轴承受到轴向振动冲击力，使本应沿沟道呈圆周公转的钢球产生轴向冲击力，作用于沟道两侧，致使沟道两侧边缘塑性变形，沟道边缘凸起形成波浪状(均匀分布的26 个波, 两侧峰谷相对, 说明是有规律的振动) ，此轴向冲击力同时作用于保持架兜孔两侧，致使两半保持架分离，铆钉受轴向拉伸力而被拉断。

案列3轴承外圈断裂失效[3]

3.1故障表现

某轴承外圈断裂,在其滚道表面出现明显的磨损痕迹,轴承中的润滑脂已经固化。

3.2 失效模式分析

由于其材质中铬含量偏高，碳含量偏低，材料表面硬度及冲击韧度、疲劳强度等力学性能下降的缘故，致使外圈在滚动过程中，在交变应力的反复作用下发生脆性断裂。轴承滚动过程中，润滑脂的降解失效，导致外圈和滚柱之间的直接对磨，加速了轴承表面的磨损和脱落。脱落颗粒引发了滚柱在滚动过程中的振动和跳动，周期性碰撞外圈挡边。外圈挡边圆角过渡的应力集中处在滚柱不断碰撞后萌生裂，并快速失稳扩展而断裂。

案例4 矿井运输设备某轴承的断裂[4]

4.1故障表现

轴承的内外圈开裂，保持架严重磨损和断裂，同时在内外圈表面上产生了轴向裂纹、内外圈表面上周向裂纹和内外圈端面上径向裂纹。

4.2 失效模式分析

主要是因为轴承装配时配合太紧，使得装配面形状误差过大；轴承在工作时，润滑不良且不对中使得保持架严重过载，摩擦产生大量热量，产生胶合作用，受力后发生断裂。

三、磨损

案列5矿井运输设备某轴承的磨损[5]

5.1故障表现

轴承滚道表面模糊无光泽，有光亮区域；滚动体有不规则磨损痕迹；滚道、滚动体上与保持架接触部位磨损；滚动体和滚道表面磨损引起内部松动；滚道上和滚动体早期剥落；滚动体及滚道接触边缘剥落；受力表面较大面积压光和微观剥落；保持架金属黏在滚动体上内圈内孔或外圈外表面有黏着条痕；滚道、滚动体上产生边缘条痕。

5.2 失效模式分析

轴承中有粗糙磨料和细小磨料，这种磨料会引起的振动；由于润滑不良或有惯性力作用于保持架上，使得保持架额外受力；内圈或外圈不正，轴承内部也会有磨料；润滑不良及过滤欠佳导致内部有残余磨料；过载、润滑不良或粗糙安装；轴向载荷过大或轴与轴承座孔不对中；过载、润滑不良；滚动体运动受阻；润滑不良，速度过高；与内外圈配合松动，造成旋转爬行。

案列6轴承的磨损失效[6]

6.1故障表现

滚子和轨道之间的磨损

6.2 失效模式分析

主要原因是轴承在工作时，由于轴承的滚子和轨道之间安装不合理，使的游隙过小，同时从外面进入了一些细小的微粒，从而让轴承的滚子和轨道之间的磨损严重；除此之外，由于润滑油的选择不当或润滑油膜厚度不够，这些都会加速磨损。

四、疲劳

案列7某轴承的疲劳失效[7]

7.1故障表现

7.2 失效模式分析

其主要原因是轴承在长时间工作后，由

于循环应力和热作用，使得轴承表面受

挫，再加上润滑不当，导致在轴承轨道

表面产生细微的裂纹；由于滚子和轨道

的相对滑动和相互挤压，也会产生一些表面压痕，在循环应力的作用下，进过一段时间，会发生疲劳脱落。

参考文献

[1] 林陈彪. 进口滚动轴承失效或破坏案例分析[J]. 机电技术, 2011, 5:60-64.

[2] 赵灵蓉, 张书丽. 深沟球轴承保持架铆钉断裂原因分析[J]. 哈尔滨轴承, 2007, 28(1):5-6.

[3] 于志强, 张宏鹤, 杨振国. 送风机电机轴承外圈断裂失效分析[J]. 金属热处理2007, 32(7):74-77.

[4] 徐犇, 李彦辉, 李辉, 尹丽华. 矿井提升机40031/800主滚动轴承失效及整改[J]. 通用机械2010,(6):62-64.

[5] 徐犇, 李彦辉, 李辉, 尹丽华. 矿井提升机40031/800主滚动轴承失效及整改[J]. 通用机械2010,(6):62-64.

[6] 刘同章, 李洪昌, 葛庆刚. 工业生产中轴承的失效与分析[J]. 山东工业技术, 2014, (13):65,99.

[7] 刘同章, 李洪昌, 葛庆刚. 工业生产中轴承的失效与分析[J]. 山东工业技术, 2014, (13):65,99.