1、 軸 承 失 效 分 析 哈爾濱軸承制造有限公司 高級(jí)工程師 張文圓柱滾子軸承內(nèi)孔與軸產(chǎn)生磨損腐蝕一、配合面軸承內(nèi)孔與軸慢慢滑動(dòng)造成抓痕在外圈的固定的承重點(diǎn)出現(xiàn)摩擦腐蝕蠕動(dòng)腐蝕配合不當(dāng)現(xiàn)象配合面上帶有黑褐色斑點(diǎn)以及殘留物安裝面磨損運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲可能加劇旋轉(zhuǎn)部件可能發(fā)生斷裂原因配合過(guò)松，導(dǎo)致配合件間產(chǎn)生微觀相對(duì)運(yùn)動(dòng)軸或軸承座孔的形狀偏差過(guò)大預(yù)防、措施選用合理的配合公差提高軸或軸座的圓度和粗糙度安裝時(shí)在與軸承配合的部分涂敷合適的潤(rùn)滑劑常規(guī)徑向負(fù)荷區(qū)域常規(guī)徑向負(fù)荷區(qū)域360150旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈負(fù)荷組合（徑向和軸向）負(fù)荷軸向（推力）負(fù)荷滾動(dòng)接觸面偏離運(yùn)行軌道帶有隱患的運(yùn)行軌跡軸偏心（偏斜）存在圓度偏差的軸承座過(guò)度

2、配合預(yù)負(fù)荷偏心徑向負(fù)荷不平衡負(fù)荷滾動(dòng)接觸面偏離運(yùn)行軌道偏斜 Misalignment軸承座孔 HOUSING 中心線 BORE軸中心線 SHAFT偏斜 Misalignment小端面載荷集中Stress on small end 深溝球軸承內(nèi)徑的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡傾斜（偏移）圓錐滾子軸承滾動(dòng)接觸面疲勞磨損滾動(dòng)接觸面-磨損痕跡原因軸承安裝不當(dāng)貧油或潤(rùn)滑劑中有水分污染現(xiàn)象低承載區(qū)滾道暗灰高承載區(qū)壓力拋光運(yùn)轉(zhuǎn)溫度過(guò)高 (在工作溫度下潤(rùn)滑劑的粘度過(guò)低）措施提高潤(rùn)滑及潤(rùn)滑劑的粘度調(diào)整軸承安裝位置操作不當(dāng)Handling Damage外圈邊緣損傷 Cup edge damage壓痕 Brinnelling真性壓痕:

3、 以滾子為間隔, 由不正當(dāng)?shù)牟僮骰驔_擊造成的凹痕特征：內(nèi)圈沿軸向出現(xiàn)貫穿性裂紋外圈沿軸向出現(xiàn)局部裂紋和破裂原因： 補(bǔ)救措施： 軸承打滑 改善潤(rùn)滑配合太緊 正確選擇配合軸不勻整粗糙 修正軸表面圓度超差 改善軸圓度外圈支撐不好 提高相關(guān)支撐深溝球軸承承受巨大軸向力時(shí)擠壓球?qū)е聣汉凼г颍狠S承軸向過(guò)載，超過(guò)了最大允許的赫茲應(yīng)力注意：過(guò)載會(huì)導(dǎo)致軸承強(qiáng)烈破碎滾動(dòng)接觸面布氏壓痕圓柱滾子軸承受高溫導(dǎo)致壓痕原因分析： 軸承的工作游隙太小（尤其對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的軸承） 潤(rùn)滑不當(dāng)（潤(rùn)滑劑太多，攪油導(dǎo)致發(fā)熱） 由于外部過(guò)熱，導(dǎo)致徑向產(chǎn)生預(yù)緊力 由于保持架斷裂，滾子的滾動(dòng)受阻滾動(dòng)接觸面-壓痕三、滾子與擋邊接觸面正常運(yùn)轉(zhuǎn)

4、情況下圓錐滾子軸承的擋邊運(yùn)轉(zhuǎn)痕跡由于外界顆粒的侵入導(dǎo)致?lián)踹叜a(chǎn)生劃痕圓錐滾子軸承端面的劃痕滾子與擋邊接觸面當(dāng)滾子的端面與擋邊接觸時(shí)，在擋邊或滾子的端面上產(chǎn)生的咬粘現(xiàn)象主要原因:重載和/或高速下潤(rùn)滑不充分滾子端面（與擋邊）粘性磨損滾子與擋邊接觸面原因球面滾子軸承上過(guò)大的軸向力高溫（熱膨脹引起預(yù)載）預(yù)防措施恰當(dāng)調(diào)整軸承安裝位置改善潤(rùn)滑 (提高潤(rùn)滑劑粘度, EP添加劑, 潤(rùn)滑劑量)四、疲勞損壞經(jīng)典疲勞引起裂痕癥狀：軸承材料出現(xiàn)麻點(diǎn)或脫落，我們通常叫蝕損斑。原因：潤(rùn)滑不良(貧油)，或受污物的作用而產(chǎn)生的。由于滾珠的幾何變形和彈性變形。在劇烈變化的荷載下潤(rùn)滑油膜破裂，造成金屬與金屬的摩擦（球與滾道），引起

5、接觸表面由于粘連作用而發(fā)生破裂，也就是蝕損斑。在出現(xiàn)蝕損斑后如未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，它會(huì)沿循環(huán)方向呈V型擴(kuò)展，越來(lái)越大，導(dǎo)致軸承失效檢測(cè)到的初期階段失效經(jīng)過(guò)1000小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)后的失效經(jīng)過(guò)1200小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)后的失效疲勞損壞外部顆粒引起疲勞裂痕軟質(zhì)顆粒引起的凹痕較淺并有較平的邊緣突起硬質(zhì)顆粒引起的凹痕深并有高的邊緣突起脆性(尖銳性)顆粒在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中破碎，并引起具有高邊緣突起的大量凹痕疲勞損壞外來(lái)顆粒污染滾動(dòng)體突起區(qū)域潤(rùn)滑油膜厚度極端局部應(yīng)力區(qū)域材料塑性壓縮區(qū)域殘余應(yīng)力發(fā)展WL40-01-95 D滾動(dòng)體滾過(guò)硬質(zhì)顆粒時(shí)所產(chǎn)生的塑性變形疲勞損壞 剝落 Spalling循環(huán)疲勞 Cyclic fatigue內(nèi)部雜質(zhì)引起

6、的剝落 Inclusion-origin spall內(nèi)部雜質(zhì)引起的剝落 Inclusion-origin spall盾形或細(xì)礫狀痕跡Chevron or beach marks表面損傷引起的剝落Point surface-origin spall典型的軸向擴(kuò)展 Typical, axial propagation滾道表面出現(xiàn)與滾子節(jié)距相同的擦傷痕跡，滾子或滾道變粗糟，表面材料的卷起。在對(duì)中不良的情況下，異物粘附在滾子上導(dǎo)致冷擦傷。 疲勞損壞疲勞剝落現(xiàn)象邊部偏載潤(rùn)滑不當(dāng)引起的表面初始疲勞潤(rùn)滑不當(dāng)造成磨損的過(guò)程外部顆粒引起疲勞損壞異物會(huì)造成研磨損傷、擦傷、槽痕、圓周線痕或碎屑污染等影響補(bǔ)救措施：1

7、.徹底清理軸承及其配合件，可能的話可進(jìn)行涂層處理。3.改善密封結(jié)構(gòu)，防止雜質(zhì)再次進(jìn)入軸承4.操作前沖洗油路，過(guò)濾潤(rùn)滑油疲勞損壞對(duì)中不良引起疲勞裂痕軸承運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡偏移滾道邊緣受載區(qū)產(chǎn)生疲勞磨損補(bǔ)救措施：調(diào)整軸承的安裝位置，避免靜態(tài)過(guò)載和沖擊載荷。 對(duì)磨磨損（研磨磨損）滾子與軌道的擦傷（粘性磨損）振動(dòng)引起的磨損150 - 177 C 177 - 205 C 205 - 260 C + 260 C + 540 C溫度色變 一般軸承可在溫度達(dá)120 C 的條件下使用 過(guò)高的溫度可導(dǎo)致硬度下降 大約降低2-4點(diǎn)洛氏硬度可減少壽命 50%過(guò)度滑動(dòng)和/或不足的潤(rùn)滑高磨擦熱量裂痕出現(xiàn)在滑動(dòng)方向的正確角度上受熱造

8、成的裂痕五、腐蝕損壞產(chǎn)生的原因： 主要是由于濕氣或水從損傷的、破損的或不適當(dāng)?shù)拿芊馊M(jìn)入軸承，或者是軸承座內(nèi)溫度變化，內(nèi)部空氣冷凝，水份不斷積聚所造成的。主要表現(xiàn)為：滾動(dòng)體、滾道和保持架上帶有渣狀物呈紅色或褐色振動(dòng)和噪音增大，磨損加劇游隙增大或預(yù)載減小預(yù)防措施改善周圍環(huán)境，或提供外部密封系統(tǒng)使用帶良好密封的軸承使用耐潮的潤(rùn)滑劑滾道表面出現(xiàn)黑色的蝕痕腐蝕損壞侵蝕性物質(zhì)引起的腐蝕軸承外圈內(nèi)側(cè)出現(xiàn)“孔穴” 腐蝕外圈的滾道出現(xiàn)黑色腐蝕 水滲入潤(rùn)滑脂腐蝕損壞潮濕引起的腐蝕銹蝕銹蝕帶來(lái)的失故障 打滑：在沒(méi)有施加負(fù)荷的情況下滾子與滾道的滑動(dòng)磨損產(chǎn)生劃痕Roller滾子六、劃 痕Raceway滾道現(xiàn)象滾道表面

9、發(fā)生蠕變滾子表面產(chǎn)生麻點(diǎn)原因在貧油和低承載區(qū)內(nèi)，滾動(dòng)體在滾道上打滑并在進(jìn)入承載區(qū)時(shí)加速急劇變速措施提高預(yù)緊力或減小軸承游隙使用較低承載能力的軸承保證足夠大的載荷 (試運(yùn)轉(zhuǎn)）改善潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑不當(dāng)引起的擦傷特征： 滾子或滾道沿軸向出現(xiàn)磨痕 原因： 沒(méi)有形成承載油膜 潤(rùn)滑劑污染補(bǔ)救措施： 采用高粘度且含有EP添加劑的潤(rùn)滑劑 縮短潤(rùn)滑劑的更換周期 對(duì)潤(rùn)滑劑進(jìn)行過(guò)濾 改善密封劃 痕壓痕和沖擊壓痕 Brinnelling假性壓痕：磨損 False brinnell：fretting現(xiàn)象：保持架邊緣出現(xiàn)磨損原因： 潤(rùn)滑劑中含有硬質(zhì)顆粒 貧油或潤(rùn)滑劑選擇錯(cuò)誤補(bǔ)救措施： 確保裝配環(huán)境清潔 過(guò)濾潤(rùn)滑劑 確保足夠潤(rùn)滑

10、保持架損壞原因： 轉(zhuǎn)速太快 保持架選型錯(cuò)誤補(bǔ)救措施： 選擇適合的保持架七、保持架損壞現(xiàn)象：保持架外徑面被軸承外圈擦傷由于振動(dòng)應(yīng)力導(dǎo)致保持架鉚接處斷裂球面滾子軸承保持架出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象由于采用了不當(dāng)?shù)募訜嵩O(shè)備進(jìn)行加熱，導(dǎo)致塑料保持架出現(xiàn)燒融現(xiàn)象保持架損壞 靜態(tài)或沖擊負(fù)荷 塑性變形 滾動(dòng)元件間隔出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象 操作造成的損壞過(guò)載過(guò)載導(dǎo)致保持架塑性變形安裝中出現(xiàn)的損壞（敲擊過(guò)載）局部過(guò)載顆粒的過(guò)度滾動(dòng) = 凹痕由低碳鋼/硬化鋼/硬質(zhì)礦物顆粒造成顆粒造成的凹痕局部過(guò)載由堅(jiān)硬/鋒利的物體造成的刻痕操作造成的損壞安裝使用不當(dāng)造成的失效操作造成的損害高電流 = 放電現(xiàn)象即時(shí)的本地加熱可導(dǎo)致熔化和/或焊接現(xiàn)象的產(chǎn)生

11、放電痕達(dá)到100 m八、電蝕磨損電壓過(guò)高引起的腐蝕現(xiàn)象電蝕磨損電壓過(guò)高電流通過(guò)引起的失效 深溝球軸承在連續(xù)過(guò)電流的情況下造成外圈連續(xù)溝槽的條紋。過(guò)電流損壞連續(xù)過(guò)電流產(chǎn)生的連續(xù)條紋過(guò)電流損壞電流腐蝕過(guò)電流主要是靜電、接線錯(cuò)誤、接地不當(dāng)、絕緣不夠而造成軸承嚴(yán)重?fù)p傷，主要表現(xiàn)為局部熔化造成凹坑或連續(xù)凹槽導(dǎo)致噪音和振動(dòng)。措施：使用絕緣軸承 （陶瓷鍍層或陶瓷球軸承）絕緣滾動(dòng)軸承含有極耐磨損的氧化物陶瓷層，可防止電流通過(guò)造成的損傷。過(guò)電流損壞組合式深溝球軸承絕緣涂層電流通過(guò)的解決方案九、密封圈損壞密封圈的橫截面新舊對(duì)比新的密封圈 用舊的密封圈貧油或工作溫度過(guò)高造成密封唇處出現(xiàn)磨損和破裂密封圈損壞軸承失效后，我們應(yīng)該做什么？2、分析1、判斷判斷分析步驟：分析軸承所在位置能承受徑向還是軸向的力判斷軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡檢查滾動(dòng)體（如外圈直徑和端面）判斷擋邊與滾子或保持架的