某深沟球轴承失效分析
某深沟球轴承保持架断裂分析
分 布状 态 ，尺 寸偏 大 的钢 球 与 内圈 的接 触应 力 超
过 了材 料 的最 大接 触 应力 ，并且 出现 了附 加 的振 动 载荷 ，长 时 间工作 后 ，就 会造 成 内圈滚 道 的疲
劳剥 落 。轴 承 内圈滚 道产 生 剥 落后 ，轴 承 的运 转 现 异常 ，造 成保 持 架一 兜 孔 开裂 。因此 在轴 承 装 配 过程 中应 严格 控 制 轴承 的 钢球 直径 组 差 ，防 止 由于直 径组 差 超 差给 轴承 在使 用 过程 中带来 接
哈
尔
滨
轴
承
第３ ５ 卷
表 ６ 成型厚度偏差对磨具硬度值影响试验数值／ ｍ ｍ
对 于 同一 厚度 ，厚度 偏差 绝 对值 越 大 ，对磨 具 成 型 密度 及 硬 度 的 影 响 越 大 ；当 厚 度 偏 差 值 相 同 时 ，随成 型厚 度 的减 小 ，则 厚度 偏 差对 磨具 成 型 及 硬 度 的影 响越 大 。随 成型 厚度 的增 大 ，允许 厚 度 极 限偏 差绝 对 值也 增 大 。 因此 ，对厚 度 较薄 的 磨 具 ，应 改定 压 成 型为定 模 成 型 。因此 在 实 际加
工 中应 采 用严 格 的厚 度极 限偏差 标 准 和适 当 的成
型方 法 ，控 制磨 具硬 度 ，以保证 磨 具 的成 型密 度 在 Ｆ －±０ ． ０ ４ ｇ ／ ｃ ｍ 之 内 ，确 保磨 具 硬度 符合 设计 要
求。
（ 编辑 ：林小 江 ）
（ 上接 第３ ３ 页 ）
表 ３ 理 化 检 测 结 果
小 ，只有 钢球 引 导保 持 架 的拖动 力 ，此 力不 会 造
常见的轴承损伤和失效分析以及相应的对策
５ 结 束语
轴承作为各类机电产品配套与维修 的重要机 械基础件 ， 随着科学技术与生产的发展 ， 其性能 、 水平和质量对机械设备 的精度和性能 的影 响越 来越大 。因此 ，工作人员 不仅要加强轴承 日常
用工具 ， 必须避免使用布类和短纤维之类的东西； 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。
或脱落。剥落最初发生在滚道和滚子上。一般情 况下各种形式的 “ 初级”轴承损伤最终会恶化为 以剥落为表现形式的二级损伤。 （） ５ 过量预负荷或过载， 过量预负荷会产生
侵蚀、烧伤、电侵蚀 人为使用和操作失误等。
３ 轴承损伤和失效的 内因分析
影响轴承损伤和失效的内因主要有轴承的设
计、 制造工艺和材料质量 轴承的设计主要 由设 。
率 、自动化程度越来越高 ，同时设备更加复杂 ， 各部分 的关联愈加密切 ，轴承的损伤和失效将导
致设备的生产能力降低 ，产 品质量下降 ，某些轴 承的损伤和失效甚至会爆发连锁反应 ，导致整个
本文结合生产实践 ，分析了常见的轴承损伤及失
１ ８
新疆化工
２１ ０ １年第 ４期
寿命短。尤其对轴承成品有着直接影响的热处理
术 的提高和原材料质量的改善 ，其对轴承损伤和
和磨加工工艺 ，与轴承 的损伤和失效有着更直接
的关系。 轴承材料和冶金质量是 ２ 世纪中上期影 ０
失效的影响已明显下降。但选材是否得当任然是
设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性 的毁坏 。
计人员 的工艺水平决定 ，本文不做具体分析。轴 承的制造要经过钢材冶炼、锻造 、冲压 、 热处理 、
轴承失效分析
TWB
ISO9002
野蛮安装，使两个挡边被打破， 滚子有伤痕。
安 装 不当
TWB
ISO9002
敲击使内圈端面破裂。同时使外圈滚道和滚子受损
安 装 不当
TWB
ISO9002
轴承内外圈断裂 由于安装时，轴上夹杂有灰尘或毛刺会使内圈壁面应力增大，当轴承受到很大的冲击交变载荷时，局部过载现象出现而断裂 。 轴承座内表面有部分凸面，当轴承受到很大的突发冲击载荷时，凸面处受力，使外圈断裂。
ISO9002
演示疲劳剥落的原理
A.从周期性滚子挤压滚道的形式
B. 原始夹杂物碎片
C. 碎片延升到表面
D. 碎片扩散
E. 波浪般的痕迹
F. 逐步蔓延
G. 典型的放射蔓延
疲劳剥落
TWB
ISO9002
疲劳剥落是轴承正常失效的形式。本图所示是典型失效的内圈，粗糙的表面与润滑失效有明显的差别。另外，可见受力情况也很好，两条滚道上的剥落区一样长。
TWB
二、失效分析的意义 失效分析可以找出机械故障部位、失效原因和机理，从而提供产品改进方向和防止问题发生的意见，它为设计者、生产者、使用者找出故障原因和预防措施。是提高产品质量的重要手段，是一门跨学科的综合性技术。失效分析结果需反馈到设计和生产中去，这样是为了保证产品可靠性和提高产品质量的一种重要手段。
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
深沟球轴承非赫兹接触及失效机理分析
深沟球轴承非赫兹接触及失效机理分析发表时间：2020-12-31T15:04:47.357Z 来源：《科学与技术》2020年第26期作者：杨冠男[导读] 滚动轴承是机械行业中通用的旋转基础件之一，是汽车变速器的重杨冠男黑龙江省哈尔滨轴承集团公司黑龙江省哈尔滨市150030摘要：滚动轴承是机械行业中通用的旋转基础件之一，是汽车变速器的重要承载单元，其运转性能的好坏直接影响整车的性能。
滚动轴承工作条件非常恶劣，高转速、大负荷和润滑不良等加剧了轴承的破坏。
汽车变速器的噪声及过早破坏多是由于滚动轴承的失效导致的。
滚动轴承的主要失效形式疲劳点蚀、剥落、压溃、胶合等都与轴承接触有关。
因此，研究滚珠与滚道的真实接触情况对于研究轴承的失效具有重要意义。
关键词：深沟球轴承非赫兹接触；失效机理；前言：滚珠与外滚道的接触有两个非赫兹接触特性，除了协调接触影响外，轴承钢的真实材料本构为弹塑性，当载荷超过材料屈服极限时，材料应力应变呈现非线性关系。
弹性本构模型已经不能描述该情况下的接触特性，目前也很难用理论公式进行轴承三维接触塑性区的求解。
一、深沟球轴承非赫兹接触分析滚珠与外滚道的接触有两个非赫兹接触特性，第一是协调接触，第二是轴承钢的真实材料本构为弹塑性，当载荷超过材料屈服极限时，材料应力应变呈现非线性关系，弹性本构模型已经不能描述该情况下的接触特性，目前也很难用成熟理论公式求解滚珠与外滚道三维复杂几何的协调接触在塑性区的接触特性。
因此，拟同时考虑滚珠的径向载荷与轴向载荷，用弹塑性本构模型来分析获取滚珠与外滚道的真实接触情况，并分析弹性与弹塑性本构模型导致计算结果的差异。
为更深入了解塑性区的接触特性，拟分析不同过载工况下滚珠与外滚道的主要接触参数的差异。
同时，拟结合涂层与接触疲劳损伤理论，分析轴承提前失效机理。
为了分析滚珠与外滚道的瞬态特性，拟进行滚珠与外滚道的瞬态接触仿真分析初步探索。
从扭矩传递路径可以确定承载的主要齿轮，对于其它档位的空套齿轮，由于其分担的扭矩较小，可忽略不计。
某深沟球轴承的故障分析与改进
４ 号钢球
区
图 １ Ｏ 推力载荷作用 Ｆ 。 的钢球一 滚道接触， 下意 图
通 过 计 算 可 知 ，１ 号 钢 球 相 对 与 内圈 滚 道 中 心 偏 移 了０ ． ０ １ ２ ｍｍ，４ 号 钢 球 相 对 与 内 圈 滚 道 中
保 持架耐 冲击 、耐磨损 的能力 ，兜孑 Ｌ 间隙也 由 ． １ ０ ９ ａｍ ｒ 增大 ￣ Ｊ ｌ ０ ． ２ ７ ５ ｍｍ，降 低 了钢球 与 保 持 架 心偏移 了０ ． ０ ６ ０ ｍ ｍ，两钢球之 间轴向最 大偏移量 ０ 达 Ｎｏ ． ０ ４ ８ ｍｍ。 当保 持架 兜 孔 深 度 尺 寸处 于下 限 时 ，容 易 出现钢 球 与保 持 架兜 孔 底部 相 接 触 ，产 生 异常 磨 损 。 当钢 球从 承 载 区域 运 动到 非 承 载 区 域时 ，钢球对保持架兜孔始终存在着异常摩擦 、 磨 损 ，伴 随 着轴 承 高 速 的运转 ，异 常摩 擦 、磨 损 逐 渐加 剧 ，直 到保 持 架断 裂 。 根 据 以上 分析 ，该轴 承 故 障原 因为 ： （ １ ） 保持架断裂为个别兜孑 Ｌ 两侧均匀渐进 性磨损 ，与采用 的冲压保持架材料及结构形式有
图 １ １ 某型轴承保持架改进示 意图
２ 。从表中可以看 出：当轴承运转时 ，７ 粒钢球与 内 、外 圈 沟 道 的 接 触 角 始 终都 在 不停 变化 。取 ｌ 号 、４ 号 钢球 为例 ，假 设 轴 承承 受 的轴 向载 荷 方 向 向右 ， １ 号 钢球 处 在 承 载 区域 ，与 内 圈滚 道 的 接 触 角 为４ ． ０ ２ 。 ，４ 号 钢 球 处 在 非 承 载 区域 ，与 内圈滚道的接触角 为２ ０ ． １ ９ 。 ，具体信息如图 ｌ ０
１ 号钢球
（２）增 大 滚 动 体 尺 寸 ，降 低 接 触 应 力 ， 进 一 步 提 高 轴 承 承 载 能 力 裕 度 。 钢 球 尺 寸 由 ８ ． ７ ３ ｌ ｍｍ调 整 为９ ． ５ ２ ５ ｍ ｍ，钢 球 占轴 承有 效 面积 系数 由０ ． ５ ８ 提 高 Ｎｏ ． ６ ３ ５ ，钢球 数量 不 变 ，轴 承填 球角由１ ８ ７ 。 增 大 为２ ０ ４ ． ５ 。 。通 过 计算 可 知 ，轴 承 的额 定 动负 荷 由１ ３ ． ６ ｋ Ｎ 增大到１ ５ ． ５ ｋ Ｎ，说 明轴 承 的承 载能力 裕 度得 到提 高 。 （ ３ ）将 钢 板 冲 压 浪形 保 持 架 改 为 铝青 铜 车 制实体保持架 （ 见图 １ １ ） ，提 高 了保 持 架 高 速 性 能 和抗磨 损 能力 ，同时保 持架 采 用 内引导 ，减 小保持架运动阻力。铝青铜车制实体保持架与冲 压 钢板 浪 形保 持 架相 比 ，具 有更 高 的转 速性 能 ， 且 在航 空 轴 承领 域 大量应 用 ，具有 成熟 的应 用 经 验 。铝青 铜 车制 实体 保 持架 在 结构 设计 上 加强 了
深沟球轴承失效的三个案例浅析
深沟球轴承失效的三个案例浅析贾文斌 1,2，陈掌娥1,2，李兴林1,2，常 振1,2，李 斌1,2摘 要：深沟球轴承是诸多机械工程领域的关键零部件及易损件，关系到整个传动系统的运行安全，很有必要对其典型失效问题深入研究。
通过总结深沟球轴承在设计阶段、生产阶段与服役阶段几种常见的失效类型及其产生因素，并提供三个经典失效案例的检测方法与相关技术，来讨论与分析轴承的内在失效机理。
最后，结合三个具体失效案例为厂商提出相应的生产和维护意见，以期望提高滚动轴承的服役可靠性及寿命。
关键词：深沟球轴承；失效；金相组织；裂纹 中图分类号：TH133.33+.1 文献标识码：B 文章编码：1672-4852（2018）02-0015-06Initial analysis on 3 failure cases of deep groove ball bearing１ 前言滚动轴承失效是指由于缺陷或损伤而使轴承不能满足预定的设计性能要求，即不能在规定的服役时间段内完成规定的功能[1-4]。
深沟球轴承作为航空、高铁、汽车、核武器等装备中的核心辅助件，工作条件恶劣（载荷大、转速高、冲击频繁、润滑不充分等），是产品组件中的故障高发部位。
为保障整个机组系统的健康运行，深入研究该类轴承失效问题具有重要的工程意义和战略意义。
机组运转过程中，造成深沟球轴承失效或损伤的原因并非单一，往往是由多种因素的综合作用的结果。
在使用阶段，失效可能是由于安装或是维护不当造成的；在生产阶段，又可能是由收稿日期：作者简介：2018-05-14.贾文斌(1989 - )，男，助理工程师.Jia Wenbin 1,2, Chen Zhang ′e 1,2, Li Xinglin 1,2, Chang Zhen 1,2, Li Bin 1,2（1. Hangzhou Bearing Test & Research Center, Hangzhou 310022, China; 2. Machinery Industry Bearing Quality InspectionCenter (Hangzhou), Hangzhou310022, China)Abstract: Deep groove ball bearings are the key parts and vulnerable parts in many mechanical engineering fields, which are related to the operation safety of the whole transmission system, so it is necessary to research its typical failure problems in depth. By summarizing several common failure types and their producing factors in the design, production and service periods of rolling bearings, then providing detection methods and related analysis techniques of three typical failure cases, the internal failure mechanism of bearing are discussed and analyzed. Finally, combining with three specific failure cases, the corresponding production and maintenance suggestions are put forward for manufacturers, so as to improve the service reliability and lifetime of rolling bearings.Key words: deep groove ball bearing; failure; microstructure; crack第 39 卷 第 2 期2018 年 6 月Vol.39 No.2Jun. 2018哈 尔 滨 轴 承JOURNAL OF HARBIN BEARING（1.杭州轴承试验研究中心有限公司，浙江 杭州 310022；2.机械工业轴承产品质量检测中心（ 杭州），浙江 杭州 310022）于轴承或其相邻部件的加工质量未达到设计要求引起的；在设计阶段，也可能是由于考虑经济效益、无法预见的运转条件而采取的折中设计造成的。
轴承失效分析
表面损伤引起的剥落
Point surface-origin spall ® 典型的轴向扩展
Typical, axial propagation
疲劳损坏
滚道表面出现与滚子节距相同的擦伤痕迹，滚子或滚 道变粗糟，表面材料的卷起。在对中不良的情况下， 异物粘附在滚子上导致冷擦伤。
疲劳剥落现象
边部偏载
预防措施 恰当调整轴承安装位置 改善润滑 (提高润滑剂粘度, EP添加剂, 润滑剂量)
四、疲劳损坏
经典疲劳引起裂痕
症状： 轴承材料出现麻点或脱落，我们通常叫蚀损斑。 原因： 润滑不良(贫油)，或受污物的作用而产生的。
由于滚珠的几何变形和弹性变形。在剧烈变化的荷载下润滑油膜破裂， 造成金属与金属的摩擦（球与滚道），引起接触表面由于粘连作用而发 生破裂，也就是蚀损斑。
压痕 Brinnelling
® 真性压痕: 以滚子为间隔, 由不正当的操作或 冲击造成的凹痕
特征： 内圈沿轴向出现贯穿性裂纹 外圈沿轴向出现局部裂纹和破裂
原因： －轴承打滑 －配合太紧
补救措施： －改善润滑 －正确选择配合
－轴不匀整粗糙 －圆度超差 －外圈支撑不好
－修正轴表面 －改善轴圆度 －提高相关支撑
ü 轴承运转轨迹偏移
ü 滚道边缘受载区产生疲劳磨 损
ü 补救措施： 调整轴承的安装位置，避免 静态过载和冲击载荷。
对磨磨损
（研磨磨损）
滚子与轨道的擦伤（粘性磨损）
振动引起的磨损
温度色变
» 150����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
轴承失效分析
滚动轴承的失效原因 只有大约0.35 %的滚动轴承没有达到预期的寿命。
3.2 配合面状况
配合面的状况可以反映轴承套圈在轴和轴承座里的支撑情况，我们由此可以得出很多推断。套 圈相对配合面的转动会引起异音。它们也能导致微动腐蚀和磨损，从而进一步使润滑剂受到腐蚀 性和研磨性微粒的污染。另外随着套圈的支撑情况进一步恶化，微动腐蚀会使拆卸变得困难。 3.2.1 微动腐蚀 现象： 配合面上有黑褐色的拖痕，偶尔在靠近轴承或在润滑剂里也能发现棕色磨损物质。配合面发 生磨损（内孔，外圈外表面），对旋转件（通常是轴）来说有可能疲劳断裂，对静止件（通常是 轴承座）可能会破坏轴承的功能，见图4。 从这些微动腐蚀情况，通常可以推断出承载区的位臵 和尺寸及套圈的蠕动情况，见图5。
图一
图二
图三
1.2.2 局部损坏
轴承的局部损坏比如由滚动体引起的凹痕、静态腐蚀或断裂，都能够通过振动测量 及时发现这些问题。通过路径、速度和加速度传感器记录循环运动下的凹坑引起的 振动波。根据运转状况和期望的可信度，这些信号可以不同的方式做进一步处理。 最常见的是： – 测量有效值 – 测量振动值 – 通过包络检波进行信号分析 经验表明后者的可靠性和适用性更强。用一种特殊的信号处理方式，甚至可以找到 损坏的轴承部件。 (如下例所示) 在0到200 Hz间的包络信号频谱，下面： 完好的轴承；上面：损坏的轴承 nIR 内圈转速[min–1] 、fIR 内圈信号频率(循环频率) [Hz]
3、对拆下的轴承评估运转特性和 损坏情况
轴承失效不仅能揭示单个滚动轴承的失效，而且也能表明轴承布臵是否合理。 问题轴承拆卸的越早，轴承失效原因就能被发现的越早。保证轴承配臵平稳运行 的先决条件是：运行、环境条件和配臵中的所有部件（轴承，配合件，润滑剂， 密封）正确的配臵。轴承失效原因并不总单独存在于轴承本身。由于轴承材料和 生产失误造成的轴承失效非常少。
轴承失效分析PPT课件
解决方案
优化减速机设计，减少瞬间冲击力 对轴承的影响；加强轴承热处理工 艺控制，提高材料韧性。
06 结论
轴承失效分析的意义和价值
轴承失效分析对于保障机械设备的安全稳定运行具有重要意义，通过分析轴承失 效的原因和机理，可以预防类似失效的再次发生，提高机械设备的使用寿命和可 靠性。
轴承失效分析的价值不仅体现在预防和减少机械故障上，还可以促进相关领域的 技术进步和产业升级，为新材料的研发和应用提供技术支持。
磨损失效
总结词
磨损失效是由于轴承在运转过程中，滚动体和套圈之间存在摩擦，导致轴承表面 磨损。
详细描述
磨损失效通常表现为轴承表面出现擦伤、剥落、胶合等现象，这可能是由于润滑 不良、异物进入、转速过高或负荷过大等因素引起的。磨损失效会影响轴承的旋 转精度和稳定性，严重时会导致轴承卡死或运转困难。
塑性形失效
断裂失效
总结词
断裂失效是由于轴承在受到过大的冲击载荷或应力集中时，其材料发生脆性断裂。
详细描述
断裂失效通常发生在轴承的滚动体、套圈或保持架上，由于过大的冲击载荷或应力集中，如材料缺陷 、热处理不良、装配不当等因素，使得轴承材料发生脆性断裂。断裂失效是一种突发性的失效方式， 对轴承和机械系统造成严重破坏。
轴承失效分析的重要性
随着工业的发展，机械设备向着高精度、高效率、高可靠性 的方向发展，轴承作为关键零部件，其失效分析对于保障设 备正常运行、提高生产效率和降低维修成本具有重要意义。
通过轴承失效分析，可以发现潜在的问题和故障隐患，预防 设备突发故障，减少生产损失。同时，失效分析还可以为轴 承设计和制造提供反馈，促进轴承性能的改进和优化。
05 案例分析
案例一：某机械设备的轴承失效分析
轴承的失效分析课件
轴承失效会导致机器或设备运行 不稳定，产生噪音、振动和发热 等问题，严重时可能导致设备损 坏，甚至危及人身安全。
轴承失效的原因和机理
轴承失效的原因
轴承失效的原因可以归纳为材料、设计 、制造和使用四个方面。其中，材料方 面包括材料质量不高、热处理不当等； 设计方面包括轴承型式不合理、尺寸过 大或过小等；制造方面包括加工精度不 高、装配不良等；使用方面包括载荷过 大、转速过高、润滑不良等。
障扩大和损坏。
采用先进的润滑和维护保养技术 ，定期更换润滑剂和维护保养设 备，保持轴承的良好运转状态。
05
轴承失效分析的实际应用案例
案例一：航空发动机轴承失效分析
失效现象
轴承表面出现疲劳裂纹、剥落、烧伤等损伤。
原因分析
高转速、高温度、高压力下运行，材料疲劳、润 滑不良、安装不当等。
解决方案
采用高强度、耐磨性好的轴承材料，优化结构设 计，加强润滑措施，提高安装精度。
金相学分析法
切片制作
将轴承材料切割成薄片， 以便进行显微镜观察。
显微观察
观察切片的组织结构和相 组成，寻找失效原因。
相组成分析
分析轴承材料的相组成， 包括金属间化合物、氧化 物、碳化物等。
扫描电子显微镜分析法
表面形貌观察
观察轴承表面的宏观和微观形貌，寻 找失效原因。
元素成分分析
通过能谱仪测量轴承材料中的元素成 分，分析失效与元素之间的关系。
轴承失效分析有助于提高轴承的设计水平、制造水平和使用水平。通过 对失效轴承进行详细分析，可以发现材料、设计、制造和使用等方面存
在的问题，从而提出改进措施，提高轴承的质量和可靠性。
轴承失效分析对于预防事故的发生具有重要意义。通过对轴承失效进行 分析，可以发现潜在的安全隐患，及时采取措施加以消除，避免事故的 发生，保障人身安全和财产安全。
轴承故障原因
轴承故障原因分析轴承失效是由于材料、设计、制造、安装、操作、维护等多方面因素造成的，因此，确定深沟球轴承失效的主要成因，是工程技术领域的瓶颈问题。
有关轴承安装与维护的历史记录以及对实际运转情况的了解都至关重要，然而工程实际中，相关技术人员往往将这些内容忽略，甚至违背轴承的基本操作要求。
轴承失效，总体来看，包括3个方面：轴承设计、轴承制造、维护使用。
滚动轴承故障形式比较多，主要是磨损失效，点腐蚀，疲劳剥离，压痕，断裂和胶合等，其中更为典型的损伤是疲劳剥离。
细分为以下几点：1.安装不当（塑性变形）、运输1)轴承内外圈防锈油清洗、内外盖的清洗。
2)轴承的装配，冷压和热套。
感应加热。
这种加热方法的缺点是容易使轴承内圈被磁化。
一旦轴承内圈被磁化, 由于剩磁的作用,轴承内就会吸附周围的尘埃、铁屑。
这些被吸附的污染颗粒有可能造成轴承的提早失效。
因此,在电磁加热结束后, 要对轴承进行去磁处理, 以消除轴承剩磁。
建议电机制造厂家使用带有去磁功能的电磁加热器, 以防止轴承剩磁。
3)圆柱轴承安装时不要直接推入，慢慢旋着推入。
4)运输时，防护、防震。
2.不对中、同心度、圆度、油隙原因图1径向负荷轨迹图2轴向负荷轨迹图3 轴径向负荷轨迹图4偏心负荷轨迹图5 异常的负荷痕迹图6 轴承油隙过小痕迹如果发现图4所示的负荷轨迹, 应该立即查找轴承室与电机端盖止口的同心度, 轴承室与基座的同轴度, 以及两端端盖安装好之后的轴承室相对同轴度。
如果电机与其所带负荷出现不对中, 也会在轴承上出现这样的负荷轨迹。
轴承室的形位公差超差将影响轴承内部负荷的分布, 从而造成异常的负荷痕迹, 如图5所示。
图5中的负荷痕迹表明轴承室可能圆度超差, 从而造成非负荷区的球同样承受到负荷, 这样轴承内部经过运行, 会出现发热和噪声。
如果拆卸轴承发现图5的负荷轨迹, 就需要对轴承室的圆度进行调整。
但图5仅仅是形位公差圆度超差的情况。
还有诸如圆柱度超差的情况, 它也可以从负荷轨迹中看到。
轴承失效分析PPT课件
运转启动, 稳定阶段, 疲劳阶段.
轴承预期寿命
轴承的预期寿命的计算是建立在以下四点的基 础之上：
●始终给轴承施加适量的良好润滑 ●轴承安装时无损坏 ●与轴承相关的零件尺寸正确 ●轴承内部无缺陷
轴承失效
轴承中只有极小一部分提前失效，主要原因有： - 润滑不良 -轴或轴承座有缺陷 - 污染严重 - 安装有误 - 运送拿取太粗暴 - 疲劳过度 图中所示为安装错误造成轴承表面剥落。 安装力 通过球作用到滚道上，形成凹陷，造成表面剥落。
小箭头代表轴承中每个滚动 体所支持的那部分负荷
受力痕迹
情形 4
单向轴与径向负荷的组合 内圈旋转，外圈固定
大箭头代表应用负荷
小箭头代表轴承中每个滚动 体所支持的那部分负荷
受力痕迹
情形 5
外圈歪斜 不对称径向负荷 内圈旋转，外圈固定
大箭头代表应用负荷
小箭头代表轴承中每个滚动 体所支持的那部分负荷
受力痕迹
电腐蚀 - 电流泄漏
塑性变形 – 过载
塑性变形 – 凹痕（碎片）
外来较软的微粒
外来硬化钢制微粒 外来坚硬矿物微粒
塑性变形 - 凹痕（操作不当）
可能发生在制造，运输，振动或安装过程中
裂痕 – 敲打
敲打
过多的干涉配合
裂痕 – 疲劳断裂
腐蚀 – 湿气腐蚀
微动腐蚀
腐蚀 – 摩擦腐蚀
False brinelling
在轴承套圈与轴或轴承座孔之间有相对 在滚动体与滚道之间微动造成的 运动时才发生这种现象. (由太松的配合 或形状不佳的轴承座导致的)
电腐蚀 – 过高电压
电流通过轴承座圈和滚动部件，破坏接触表面和润滑剂。 这个 过程和电弧焊接相似，局部温度急剧升高，并导致损伤。在图中，左 边的一个球表面钝暗，因为被电流通过，形成许多细微电弧坑。 图的 右边是一个无损伤的球，可做对比。
深沟球轴承失效故障分析
（1. Malitary Delegate Of ce of PLA Residing Harbin Bearing Group Corporation,Har bin 150036,China; 2.Departme nt of quality Management, Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036,China）
根据深沟球轴承的工作原理，正常工作状态
图 5 外圈沟道表面损伤情况
外圈沟道偏向打字端一侧，沿沟道圆周方向 剥落严重（图5），占沟道宽度的二分之一。
轴 承共 有14 粒钢 球， 表面 均发 蓝。 其中 ， 4粒
图 7 阴影部分为 正常工作轨迹
图 8 阴影部分为 非正常工作轨迹
下钢球带动保持架旋转，钢球对兜孔的作用力可
以忽略不计。如果轴承运转不正常，内部钢球就
会与保持架兜孔壁发生异常碰撞，使保持架运转
不平稳，发生摆动和跳动。故障轴承在运转过程
中，因承受较大的轴向载荷，使得钢球对保持架
兜孔壁产生异常的碰撞，使保持架侧梁产生周期
性的拉伸力，引发疲劳裂纹，进而发生断裂。
图 6 钢球表面剥落情况
钢 球表 面 有 严 重 剥 落 （图 6 ） ， 其余 的 钢 球 表 面 都有不同程度的损伤。
1 前言
某型深沟球轴承在使用过程发生轴承抱死故 障。轴承分解后发现：该轴承浪型保持架多处断 裂，用手转动轴承完全卡死。该类型轴承使用非 常广泛，对故障进行分析，查找出真正的失效原 因对今后该类型轴承的安全使用具有非常重要的 意义。
2 轴承故障特征
图 1 轴承内径旋转磨擦痕迹
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２ ０ １ ４年
第 １ 期
３ 月
哈
尔
滨
轴
承
Ｖ０ Ｉ ． ３ ５ Ｎｎ ． １
Ｊ Ｏ ＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢ Ｉ Ｎ Ｂ Ｅ ＡＲ Ｉ Ｎ Ｇ
Ｍａ ｒ ．２０ｌ ４
某 深 沟 球 轴 承 失 效 分 析
黄 晓辉
（ 哈尔滨轴承集 冈公 司 经营发展部 ，黑龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ３ ６）
文章编码 ：１ ６ ７ ２ — ４ ８ ５ ２（ ２ ０ １ ４ ） ０ ｌ 一 ０ ０ １ ８ － ０ ２
Ａ ｎａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ａ ｉ ｌ ｕｒ ｅ ｏ ｆ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｄｅ ｅ ｐ ｇ ｒ ｏ ｏ ｖｅ ｂａ ｌ ｌ ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎｇ
５ ． 杠杆 ６ ． 进给丝杠 ７ ． 拖板
（ 编辑 ：林小 江 ）
图 ５ 进给机构局部 图
（ 上 接第 １ ９ 页） ４ ． ４ 原 因分 析
摘
要 ：某型 号深 沟球轴承用在 扪合机上 ，使用 不到２ ４ ｈ ，其 中一套轴承 出现 旋转不 灵活现 象。针对 此失效
形 式做 了故 障 分析 ，判 定 为 轴 向 载荷 过 大 造 成 了该 轴 承 的 故 障 。
关键词 ：深 沟球轴 承；疲 劳剥落；高温；轴 向力 中图 分 类 号 ：Ｔ Ｈ Ｉ ３ ３ ． ３ ３ １ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
（ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ， Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ３ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
（ 图 ３）。
少或者避免此类问题的发生 ，延长轴承的使用寿 命 ，保证 机械 正 常运行 。
内套 一 侧 端 面 靠 近 装 配 倒 角 处 有 明显 亮 带
（ 图４ ），另一侧 没有 ；外 径有 一处 长７ ｈ Ｔ ｌ ｍ、宽 １ １ ｍｍ的锈带 （ 罔 ５）；同定外 圈 ，用力 转 动轴 承 内圈 ，轴 承 无法旋 转 。
图 ２ 轴承外观 图
罔 ３ 内径 滑动痕迹
哈
尔
滨
轴
承
第３ ５卷
图 ６ 改 进 后 的快 跳 油 缸
后 消 除 了气液 泵存 在 的缺点 ，带 来 了明显 的经 济
效益。
３ 结 束 语
经过 以上技 术 改造 ，克 服 了原 设备 存 在 的缺 陷 ，恢 复 了老设 备 的活 力 ，提 高 了产 品 质量 和生 产效 率 。
ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｏ ｏ ｍｕ ｃ ｈ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｈ ａ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｄ ｅ ｅ ｐ ｇ ｒ ｏ ｏ ｖ ｅ ｂ ａ ｌ ｌ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ； ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ｐ ｅ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ； ｈ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ； ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ
１ 前 言
某深 沟 球轴 承 （ 内径 １ ２ ０ ｍ ｍ ）安装 在扪 合 机 上 ，使 用 不 ￣ １ ］ ２ ４ ｈ ，其 中一 套 轴 承 出现旋 转 不 灵 活 现 象 ，拆 卸 后 发 现 内 圈 滚 道 出现 变 色 、剥 落 现象 ，并且 变 色 、剥落 区域偏 向滚 道 一侧 ；外 圈 滚道 出现变 色 、点蚀 现 象 ，并 且变 色 、点蚀 区域 偏 向滚 道一 侧 ；钢 球 出现 点蚀 及 变 色现象 。通过 对该 失效 轴 承 的分 析 ，找 到疲 劳 失效 的原 因 ，减
承 ，冲压 浪形 保 持架 ，一般 的使 用 温 度 不应 超过 １ ２ ０ ％ ，可 以承 受 以径 向载荷 为 主 的联合 载荷 。
３ 故 障件 描 述
３ ． １ 成 品轴 承
从外观 看故 障轴 承无损坏 ，滚 道及 内部 空 间无 油脂 （ 罔 ２）； 内径 周 向有 ３ ６ ０ 。 滑 动 痕迹
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｃｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｄ ｅ ｅ ｐ ｇ ｒ ｏ ｏ ｖ ｅ ｂ ａ ｌ ｌ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｓ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ． Ｉ ｔ ｗａ ｓ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｏ ｎ ｅ ｓ ｅ ｔ ｏ ｆ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｖ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ａ ｂ ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ ｌ ｙ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｎ ｇ ｎ ｏ ｍｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ２ ４ ｈ ｏ ｕ ｒ ｓ ． Ｔ ｏ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ， ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｗａ ｓ ｍａ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｏ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ
３ ． ２ 轴 承基本结 构 见图 １ 。该 轴 承 为深 沟 球 轴
外 圈滚 道 周 向３ ６ ０ 。 出 现变 色 带 ，呈 现 酱 色
罔 １ 轴 承 基 本 结 构 收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ９ — １ ６ ． 作者简介 ：黄 晓辉 （ １ ９ ８ ０一），女 ，工程师