典型维修案例分析

典型维修案例分析——滚动轴承失效

滚动轴承是机械设备中最常见的零部件，其性能与工况的好坏直接影响到与之相联的转轴以及安装在转轴上的齿轮乃至整个机器设备的性能。据统计，在使用轴承的旋转机械中，大约有30％的故障都是由于轴承引起的。因此，研究滚动轴承的失效机理，提出相应的预防和维护措施，对于降低设备的维修费用，延长设备维修周期，提高经济效益，保证设备的长期安全稳定运行，均有现实的意义。

一、滚动轴承的失效形式

1．疲劳失效滚动轴承在接触应力的作用下，通过多次应力循环后，在套圈或滚动体工作表面的局部区域产生小片或小块金属剥落，形成麻点或凹坑，从而引起振动，噪声增大，磨损加剧，导致不能正常工作的现象称为接触疲劳失效，是滚动轴承失效的主要形式。由于材质、工作条件、润滑环境等不同，接触疲劳失效分为麻点剥落、浅层剥落、硬化层剥落。滚动轴承的疲劳失效损伤结果是：使滚动体或滚珠表面产生剥落坑，并向大片剥落发展导致轴承失效。

2．胶合失效高速重载、润滑严重不足、滚子与套圈滚道或挡边产生严重滑动、轴承游隙过小摩擦力增大、滚子与保持架孔间隙过小或卡紧等现象都会造成金属间的直接接触产生固相焊合。当焊合强度大于接触零件任一基本强度，使剪切力高于焊合强度，在接触一方或二方的金属深处产生的局部破坏称为胶合。滚动轴承的胶合失效损伤结果是：导致表面烧伤，并使金属从一个表面粘附到另一个表面。

3．磨损失效轴承在工作过程中由于滚动体与内外滚道间的滚动和滑动运动，保持架与引导面间的滑动运动，引起轴承工作表面金属不断损失的现象叫做轴承的磨损。由于轴承工作表面不断磨损使轴承零件产生尺寸和形状的变化导致轴承配合间隙增大，工作表面形貌变坏而丧失旋转精度，由此引起工作温度升高、振动、噪声、摩擦力矩增大等，致使轴承不能正常工作的现象称为磨损失效。磨损失效与材料性质、粗糙度、润滑状态、接触应力、相对滑动率、表面摩擦系数、速度、温度及环境介质等有着密切联系。滚动轴承的磨损失效损伤结果是：损伤轴承，降低轴承运转周期。

4．烧伤失效滚动轴承的烧伤失效损伤结果：表面局部软化，降低使用寿命。滚动轴承的烧伤失效损伤特征：滚道面、滚动体面、挡边面变色、软化、熔体。滚动轴承的烧伤失效损伤原因：装配不当，润滑不良。

5．腐蚀失效锈蚀是滚动轴承最严重的问题之一，高精度轴承可能会由于表面锈蚀导致精度丧失而不能继续工作。水分或酸、碱性物质直接侵人会引起轴承锈蚀。当轴承停止工作后，轴承温度下降达到露点，空气中水分凝结成水滴附在轴承表面上也会引起锈蚀。此外，当轴承内部有电流通过时，电流有可能通过滚道和滚动体上的接触点处，很薄的油膜引起电火花而产生电蚀，在表面上形成搓板状的凹凸不平。滚动轴承的腐蚀失效损伤结果是：表面由于电流、化学和机械作用产生损伤，丧失精度面不能继续工作。

6．破损失效过高的载荷会可能引起轴承零件产生裂纹或断裂。磨削、热处理和装配不当都会引起残余应力，工作时热应力过大也会引起轴承零件断裂。另外，装配方法、装配工艺不当，也可能造成轴承套圈挡边和滚子倒角处掉块。滚动轴承的破损失效结果是：导致产生裂纹，断裂，使轴承失效。

7．压痕失效由于滚动轴承承受的静载荷过大，冲击载荷过大，异物进入引起轴承的压痕失效，装配不当，滚道承受载荷不均匀也是引起滚动轴承压痕失效的主要原因。滚动轴承的压痕失效损伤结果是：导致表面凹凸不平，降低使用寿命。

二、滚动轴承常见损伤类别、状态、原因及对策