滚动轴承的失效分析

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发 热（三）

6． 安装 轴承在安装时不到位或安装倾斜，使轴承非正常 运转。 7． 承受非正常负荷 向心轴承承受过大的轴向力，使轴承非正常运转。 8． 密封失效 有异物进入轴承，轴承在运转时受卡阻。
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剥落（一）
现象：滚动面有材料剥离，呈现明显的凸凹形 状 原因： 1．轴承在工作中承受的负荷过大。 轴承在工作中承受的负荷超过极限负荷。 2. 安装不当。 轴承在安装时不到位或安装倾斜，使轴承非正常 运转。
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轴承失效分析步骤（四）


三.拆卸中的观察 润滑情况。（对润滑剂取样观察、化验是否洁 净有无其他杂物） 轴承轴向紧固零件的松紧程度。（对角接触轴 承、圆锥滚子轴承和内径带锥度的轴承要特别 重要，因为直接影响轴承的游隙变化 ） 检查与轴承配合零件的精度。（轴与壳体的形 位公差、轴的对中状况）
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保持架破损（一）
现象：保持架破损、铆钉松动或断裂。 原因： 1．力矩负荷过大。 轴承在工作中承受的负荷过大 2． 高速旋转或转速变动频繁。 轴承在运转时转速过高，频繁变换旋转速度。

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保持架破损（二）
3. 润滑不良。 轴承在运转时因润滑不良，造成滚动体与保持架 产生干涉。 4．卡入异物。 异物进入轴承造成滚动体与保持架产生干涉。 5。振动大 轴承在运转过程中振动大，滚动体与保持架发生 碰撞，造成铆钉松动或断裂。
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轴承失效分析步骤（二）

轴承与轴和轴承座的配合情况。（配合种类） 轴承的旋转方式。（内、外圈旋转，变向） 轴承的密封情况。（采用的密封方式） 可能产生的的振动源 周围的的灰尘和温度 可能通过轴承的电流 可能产生的水和其他流体污染源
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轴承失效分析步骤（三）

二.拆卸前的观察 工作环境及污染情况。（周围的环境条件，是 否有异物进入轴承） 润滑剂流失的情况。（检查润滑系统） 轴承损坏的过程。（首次出现异常的时间和现 象，如噪音、温升、振动）
电蚀——电流通过轴承时，击穿油膜， 产生高温，使金属表面局部熔融形成不 规则凹坑或沟蚀。
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电蚀

形貌特征 —— 电蚀凹坑呈斑点状，有金属熔融 现象，深处蓝黑色，呈火山喷口状；轴承运行 中形成的电蚀沟蚀呈洗衣板状。 产生原因——电流通过轴承（电击伤）。

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滚动体卡伤——轴承运行过程中，滚 动体在异物或其他零件的作用下自转或 公转受阻时，产生的磨损、裂损。

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单一失效形式的多种因素

一种失效的形式，往往有多种可能导致的因素。 如：发热 1. 润滑不良 2. 游隙小 3. 转速过高 4.干涉 5. 配合不当 6. 不对中 必须根据现场的情况，对设备及轴承进行观察， 然后作出判断。
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擦伤— 金属表面因滑动摩擦而产生的 表面金属迁移现象。
6．偏载 轴承所受到过大的轴向力，使轴承非正常运转 （球轴承的滚动体不在沟底，球面滚轴承一列 滚动体受力）。 7．环境温度高 异常高温造成轴承的硬度下降。
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裂纹（一）
现象：轴承零件出现断裂、掉块及裂纹。 原因： 1．轴承在工作中承受的负荷过大。 轴承在工作中承受的负荷超过极限负荷。 2. 安装不当。 轴承在安装时不到位时敲击力过大。

滚动轴承的失效原因比较复杂，涉及到多方面的 专业知识，需要对轴承的结构特性、加工方法、 各个零件的加工工艺及设备有一定的了解。现在 所涉及的只是常见失效形式，根据轴承的结构特 性，结合轴承的使用工况，通过对轴承的安装、 配合及调整的分析，对运行速度、温升，受力分 析，包括对轴承使用过程中维护、保养的分析等， 归纳总结出轴承早期失效过程和失效原因（常规 分析）。
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滚动体卡伤

形态特征 —— 滚动体的工作表面与其他零件干 涉所出现的磨损痕迹 产生原因 —— 游隙过大或有异物进入轴承使滚 动体运转卡阻。

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裂损——材料破坏性损伤。
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裂损

形貌特征 —— 裂损按损伤程度分为裂纹和缺损。 裂纹 —— 呈线状，无方向性，有一定长度和 深度。 缺损——零件有局部掉块。 产生原因 —— 由其他损伤诱发，如：轴承承受 非正常冲击力，材料缺陷或材料疲劳，零件局 部温升等。
形态特征 —— 产生于滚动面的极薄的起皮或脱 落颗粒，强光下有光泽，手搓时有手感；辗皮 后的零件表面失去原有光泽。 产生原因 —— 装配不当或润滑不良时，在滚动 接触应力和滑动摩擦的作用下，滚动面产生的 极浅的疲劳剥落。

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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
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划伤

形貌特征—呈线状、光亮、无方向性，有手感 产生原因 — 粗鲁作业，润滑剂含杂质，密封不 良。

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点蚀—金属表面呈分散或群集状的细小 坑点。

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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。 产生原因—— 润滑不良时，在滚动接触应力的 循环作用下，金属亚表层夹杂物或炭化物形成 应力集中，进而产生微观裂纹，并逐渐发展成 凹坑状的微小剥离。润滑剂含杂质，密封不良.

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裂纹（二）

3.轴的精度达不到要求。 轴的尺寸过大，与轴承内径过盈量超差造成。 4．轴承在工作中受到较大的冲击负荷。 轴的精度达不到要求，尺寸超差与轴承内径的 过盈过大造成。 5。材料裂纹 材质不合格存在裂纹。
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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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磕碰伤——轴承零件之间或与其他硬物 之间相互碰撞产生的零件表面机械性损 伤。
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磕碰伤

形貌特征 ——呈半圆形或针叶形等形状规则的 凹陷，边缘突起，手感明显。一般在严重的磕 碰伤附近及其尖角处有微裂纹。 产生原因——粗鲁作业使轴承外表面受到按一 定角度施加的强力冲撞、敲击产生的凹陷痕迹。


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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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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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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磨耗——零件在摩擦作用下,金属表面 材料被去除的现象。

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磨耗

形貌特征 —— 产生于滚动接触面上或引导面上， 呈磨合状的浅沟槽，表面光亮。随着滚动接触 表面的磨耗发展，轴承游隙增大。 产生原因——细微颗粒物进入轴承或润滑不良， 在滑动摩擦的作用下，零件接触处金属表面材 料被磨掉。

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发 热（一）
原因： 1． 轴承游隙小 轴的尺寸超差，内径与轴过盈过大，内圈膨胀后 使游隙减小。 轴承座的内径尺寸超差，轴承外圈收缩后使游隙 减小。 2． 润滑不良 润滑剂加入的过多或过少。或加入的润滑剂错误。

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发 热（二）
3． 轴承对中不良 由于两轴线不对中，造成轴承非正常运转。 4． 轴承负荷过大 轴承承受的负荷超出极限负荷。 5． 轴承与相邻的其他零件发生干涉 轴承与相邻的其他零件发生干涉产生摩擦

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擦伤

形态特征— 在零件相互接触的表面上，沿滑动 方向产生的机械摩擦损伤，有一定长度和深度。 产生原因— 轴向预紧力过大或轴承游隙过小， 润滑不良或密封不良。

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划伤— 硬性颗粒及硬物棱角在轴承表 面滑动而产生的表面线状机械性损伤。

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保持架破损（三）
6．安装不当 轴承在安装时位置倾斜，滚动体不在正常的轨迹 上运行。 7．异常温升 轴承在运转时由于高温而使保持架（树脂）产生 变形。 8．外力 在安装轴承时误操作敲击保持架。

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擦伤 卡伤（一）
现象：表面粗糙，拌有微小材料迁移或溶融 原因： 1．润滑不良 润滑剂的类型、填充量、填充方法不正确。 2．异物进入 有异物进入轴承，轴承零件在运转时受干涉造成。
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腐蚀和锈蚀——金属表面与周围环境介 质发生化学反应产生的表面损伤现象。
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腐蚀和锈蚀

形貌特征——腐蚀按不同程度分为色斑、蚀刻和蚀坑。 色斑 —— 呈点状或条状，颜色呈浅灰色或红褐色， 无深度。 蚀刻 —— 呈点状、条状或片状，颜色呈灰黑色，稍 有手感。 蚀坑 —— 呈点状、条状或片状，颜色呈红褐色或黑 色，手感明显。 产生原因——密封不良，造成轴承中进入潮湿的空气或 水、酸、碱类物质。
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轴承失效分析步骤（五）

四.拆卸后的观察 外观检查。（所有轴承零件的表面情况和损坏 件的失效特征） 精度检测。（尺寸、旋转精度及表面粗糙度的 变化） 金相分析。（取样化验材料质量和热处理质量）
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轴承失效分析步骤（六）
五.提出失效分析报告 标题—所分析的项目 概述—轴承使用的基本情况 分析过程—轴承零件的失效形式 结论—轴承失效的原因 建议—轴承使用方面及轴承设计和制造方 面的改进意见

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剥落（二）





3.轴或轴承箱的精度达不到要求。 轴或轴承箱的精度达不到要求，造成与轴承接 触不良（接触面少、过盈量超差、形位公差超 差）。 4。游隙过小 游隙过小，滚动体运转卡阻，不能实现自转与 公转。 5．异物进入 有异物进入轴承，轴承在运转时受卡阻。
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剥落（三）


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配合面拉伤

形貌特征 —— 伤痕与摩擦力方向一致，严重时 有金属表面材料位移或表面附着物。 产生原因 —— 轴承安装或退卸时，装配倒角过 渡不圆滑，过盈量大；可分离套圈在轴承合套 时偏斜，滚道与滚子摩擦产生的机械性损伤。

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辗皮——金属表面由于疲劳而发生的极 薄的金属起皮现象。
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辗皮

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压痕——在强大挤压力作用下，金属 表面产生的塑性凹陷。
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压痕

形貌特征 —— 凹陷形状与挤压体的形状吻合， 有深度，边沿材料凸起光滑。 产生原因 —— 在过载冲击力或过载压力的作用 下，滚道面受滚动体挤压而产生的凹陷痕迹。 轴承受到振动、颠簸，滚动体与滚道发生碰撞 形成。

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配合面拉伤——轴承材料装配表面受 到极大的摩擦力时产生的机械性损伤。

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擦伤 卡伤（二）
3． 安装不当 轴承在安装时不到位或安装倾斜，使轴承非正常运转。 4． 轴承的轴向负荷过大 轴承承受的轴向负荷过大，滚动体端面与内、外圈的挡边 接触，使挡边面断油，滚动体与挡边摩擦造成。 5． 滚动体滑动 轴承在运转时润滑脂加入过多或预紧力不够，造成滚动体 与滚道打滑。
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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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烧附——金属表面的热熔性材料粘着现 象。
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烧附

形貌特征 —— 在零件相互接触的表面上，金属 表面粘附有被迁移的熔融性材料。 产生原因 —— 预紧力过大、轴承游隙过小，润 滑不良，轴承高速运转产生温升，使滚动体受 热膨胀后接触表面摩擦产生的急剧温升形成。
滚动轴承的失效分析
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概述

滚动轴承是重要的机械基础件之一，轴承的运 行状况直接影响主机运行质量。现在使用者对 轴承的质量、精度、使用寿命等要求越来越高， 对轴承的选型、安装、使用及维护和保养也越 来越重视。通过轴承失效分析，可以直观地发 现轴承损坏的因素，便于查找引起轴承失效的 根本原因。
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失效分析的方法
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轴承失效分析步骤（一）





一.收集轴承使用数据—这是进行分析的重要依 据，数据应尽可能全面。包括以下方面： 概述轴承使用情况。（现场人员的叙述及记录） 安装和拆卸轴承的方法。 轴承所承受的负荷。（负荷的类型、极限） 轴承工作时的转速。（恒定、变化、极限） 轴承润滑情况。（方式、润滑剂类型） 轴承工作时的温度。 （恒定、变化）