1、滾動軸承的失效分析10/15/20221滾動軸承的失效分析10/11/20221概述滾動軸承是重要的機械基礎(chǔ)件之一，軸承的運行狀況直接影響主機運行質(zhì)量?，F(xiàn)在使用者對軸承的質(zhì)量、精度、使用壽命等要求越來越高，對軸承的選型、安裝、使用及維護和保養(yǎng)也越來越重視。通過軸承失效分析，可以直觀地發(fā)現(xiàn)軸承損壞的因素，便于查找引起軸承失效的根本原因。 10/15/20222概述滾動軸承是重要的機械基礎(chǔ)件之一，軸承的運行狀況直接影響主失效分析的方法滾動軸承的失效原因比較復(fù)雜，涉及到多方面的專業(yè)知識，需要對軸承的結(jié)構(gòu)特性、加工方法、各個零件的加工工藝及設(shè)備有一定的了解?，F(xiàn)在所涉及的只是常見失效形式，根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)

2、特性，結(jié)合軸承的使用工況，通過對軸承的安裝、配合及調(diào)整的分析，對運行速度、溫升，受力分析，包括對軸承使用過程中維護、保養(yǎng)的分析等，歸納總結(jié)出軸承早期失效過程和失效原因（常規(guī)分析）。10/15/20223失效分析的方法滾動軸承的失效原因比較復(fù)雜，涉及到多方面的專業(yè)軸承失效分析步驟（一）一.收集軸承使用數(shù)據(jù)這是進行分析的重要依據(jù)，數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能全面。包括以下方面：概述軸承使用情況。（現(xiàn)場人員的敘述及記錄）安裝和拆卸軸承的方法。軸承所承受的負荷。（負荷的類型、極限）軸承工作時的轉(zhuǎn)速。（恒定、變化、極限）軸承潤滑情況。（方式、潤滑劑類型）軸承工作時的溫度。 （恒定、變化） 10/15/20224軸承失效

3、分析步驟（一）一.收集軸承使用數(shù)據(jù)這是進行分析的重軸承失效分析步驟（二）軸承與軸和軸承座的配合情況。（配合種類）軸承的旋轉(zhuǎn)方式。（內(nèi)、外圈旋轉(zhuǎn)，變向）軸承的密封情況。（采用的密封方式）可能產(chǎn)生的的振動源周圍的的灰塵和溫度可能通過軸承的電流可能產(chǎn)生的水和其他流體污染源10/15/20225軸承失效分析步驟（二）軸承與軸和軸承座的配合情況。（配合種類軸承失效分析步驟（三）二.拆卸前的觀察工作環(huán)境及污染情況。（周圍的環(huán)境條件，是否有異物進入軸承）潤滑劑流失的情況。（檢查潤滑系統(tǒng)）軸承損壞的過程。（首次出現(xiàn)異常的時間和現(xiàn)象，如噪音、溫升、振動）10/15/20226軸承失效分析步驟（三）二.拆卸前的觀

4、察10/11/20226軸承失效分析步驟（四）三.拆卸中的觀察潤滑情況。（對潤滑劑取樣觀察、化驗是否潔凈有無其他雜物）軸承軸向緊固零件的松緊程度。（對角接觸軸承、圓錐滾子軸承和內(nèi)徑帶錐度的軸承要特別重要，因為直接影響軸承的游隙變化 ）檢查與軸承配合零件的精度。（軸與殼體的形位公差、軸的對中狀況）10/15/20227軸承失效分析步驟（四）三.拆卸中的觀察10/11/20227軸承失效分析步驟（五）四.拆卸后的觀察外觀檢查。（所有軸承零件的表面情況和損壞件的失效特征）精度檢測。（尺寸、旋轉(zhuǎn)精度及表面粗糙度的變化）金相分析。（取樣化驗材料質(zhì)量和熱處理質(zhì)量）10/15/20228軸承失效分析步驟（五

5、）四.拆卸后的觀察10/11/20228軸承失效分析步驟（六）五.提出失效分析報告標(biāo)題所分析的項目概述軸承使用的基本情況分析過程軸承零件的失效形式結(jié)論軸承失效的原因建議軸承使用方面及軸承設(shè)計和制造方面的改進意見10/15/20229軸承失效分析步驟（六）五.提出失效分析報告10/11/202單一失效形式的多種因素一種失效的形式，往往有多種可能導(dǎo)致的因素。如：發(fā)熱 1. 潤滑不良 2. 游隙小 3. 轉(zhuǎn)速過高 4.干涉 5. 配合不當(dāng) 6. 不對中必須根據(jù)現(xiàn)場的情況，對設(shè)備及軸承進行觀察，然后作出判斷。10/15/202210單一失效形式的多種因素一種失效的形式，往往有多種可能導(dǎo)致的因擦傷 金屬

6、表面因滑動摩擦而產(chǎn)生的表面金屬遷移現(xiàn)象。10/15/202211擦傷 金屬表面因滑動摩擦而產(chǎn)生的表面金屬遷移現(xiàn)象。10/1擦傷形態(tài)特征 在零件相互接觸的表面上，沿滑動方向產(chǎn)生的機械摩擦損傷，有一定長度和深度。產(chǎn)生原因 軸向預(yù)緊力過大或軸承游隙過小，潤滑不良或密封不良。10/15/202212擦傷形態(tài)特征 在零件相互接觸的表面上，沿滑動方向產(chǎn)生的機械劃傷 硬性顆粒及硬物棱角在軸承表面滑動而產(chǎn)生的表面線狀機械性損傷。有關(guān)該主題的詳細內(nèi)容支持信息和示例該主題與聽眾的聯(lián)系10/15/202213劃傷 硬性顆粒及硬物棱角在軸承表面滑動而產(chǎn)生的表面線狀機械劃傷形貌特征呈線狀、光亮、無方向性，有手感產(chǎn)生原因

7、粗魯作業(yè)，潤滑劑含雜質(zhì)，密封不良。10/15/202214劃傷形貌特征呈線狀、光亮、無方向性，有手感10/11/20點蝕金屬表面呈分散或群集狀的細小坑點。有關(guān)該主題的詳細內(nèi)容支持信息和示例該主題與聽眾的聯(lián)系10/15/202215點蝕金屬表面呈分散或群集狀的細小坑點。有關(guān)該主題的詳細內(nèi)容點蝕 形貌特征產(chǎn)生于滾動接觸面上，呈黑色針孔狀凹坑，有一定深度，個別存在或密集分布。 產(chǎn)生原因 潤滑不良時，在滾動接觸應(yīng)力的循環(huán)作用下，金屬亞表層夾雜物或炭化物形成應(yīng)力集中，進而產(chǎn)生微觀裂紋，并逐漸發(fā)展成凹坑狀的微小剝離。潤滑劑含雜質(zhì)，密封不良.10/15/202216點蝕 形貌特征產(chǎn)生于滾動接觸面上，呈黑色針

8、孔狀凹坑，有一磨耗零件在摩擦作用下,金屬表面材料被去除的現(xiàn)象。10/15/202217磨耗零件在摩擦作用下,金屬表面材料被去除的現(xiàn)象。10磨耗形貌特征產(chǎn)生于滾動接觸面上或引導(dǎo)面上，呈磨合狀的淺溝槽，表面光亮。隨著滾動接觸表面的磨耗發(fā)展，軸承游隙增大。產(chǎn)生原因細微顆粒物進入軸承或潤滑不良，在滑動摩擦的作用下，零件接觸處金屬表面材料被磨掉。 10/15/202218磨耗形貌特征產(chǎn)生于滾動接觸面上或引導(dǎo)面上，呈磨合狀的淺溝電蝕電流通過軸承時，擊穿油膜，產(chǎn)生高溫，使金屬表面局部熔融形成不規(guī)則凹坑或溝蝕。 10/15/202219電蝕電流通過軸承時，擊穿油膜，產(chǎn)生高溫，使金屬表面局部熔電蝕形貌特征電蝕凹

9、坑呈斑點狀，有金屬熔融現(xiàn)象，深處藍黑色，呈火山噴口狀；軸承運行中形成的電蝕溝蝕呈洗衣板狀。產(chǎn)生原因電流通過軸承（電擊傷）。 10/15/202220電蝕形貌特征電蝕凹坑呈斑點狀，有金屬熔融現(xiàn)象，深處藍黑色 滾動體卡傷軸承運行過程中，滾動體在異物或其他零件的作用下自轉(zhuǎn)或公轉(zhuǎn)受阻時，產(chǎn)生的磨損、裂損。10/15/202221 滾動體卡傷軸承運行過程中，滾動體在異物或其他零件的作用滾動體卡傷形態(tài)特征滾動體的工作表面與其他零件干涉所出現(xiàn)的磨損痕跡產(chǎn)生原因游隙過大或有異物進入軸承使?jié)L動體運轉(zhuǎn)卡阻。10/15/202222滾動體卡傷形態(tài)特征滾動體的工作表面與其他零件干涉所出現(xiàn)的裂損材料破壞性損傷。 10/

10、15/202223裂損材料破壞性損傷。 10/11/202223裂損形貌特征裂損按損傷程度分為裂紋和缺損。 裂紋呈線狀，無方向性，有一定長度和深度。 缺損零件有局部掉塊。產(chǎn)生原因由其他損傷誘發(fā)，如：軸承承受非正常沖擊力，材料缺陷或材料疲勞，零件局部溫升等。10/15/202224裂損形貌特征裂損按損傷程度分為裂紋和缺損。10/11/2腐蝕和銹蝕金屬表面與周圍環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的表面損傷現(xiàn)象。 10/15/202225腐蝕和銹蝕金屬表面與周圍環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的表面損腐蝕和銹蝕形貌特征腐蝕按不同程度分為色斑、蝕刻和蝕坑。 色斑呈點狀或條狀，顏色呈淺灰色或紅褐色，無深度。 蝕刻呈點狀、

11、條狀或片狀，顏色呈灰黑色，稍有手感。 蝕坑呈點狀、條狀或片狀，顏色呈紅褐色或黑色，手感明顯。產(chǎn)生原因密封不良，造成軸承中進入潮濕的空氣或水、酸、堿類物質(zhì)。 10/15/202226腐蝕和銹蝕形貌特征腐蝕按不同程度分為色斑、蝕刻和蝕坑。1熱變色由于溫升造成金屬表面產(chǎn)生氧化的現(xiàn)象。 10/15/202227熱變色由于溫升造成金屬表面產(chǎn)生氧化的現(xiàn)象。 10/11/熱變色形態(tài)特征零件受熱部位呈現(xiàn)淡黃色、黃色、橙色、棕紅色、紫蘭色、藍黑色。產(chǎn)生原因潤滑不良、潤滑劑老化，安裝配合不當(dāng)，游隙小。10/15/202228熱變色形態(tài)特征零件受熱部位呈現(xiàn)淡黃色、黃色、橙色、棕紅色燒附金屬表面的熱熔性材料粘著現(xiàn)象。

12、 10/15/202229燒附金屬表面的熱熔性材料粘著現(xiàn)象。 10/11/2022燒附形貌特征在零件相互接觸的表面上，金屬表面粘附有被遷移的熔融性材料。產(chǎn)生原因預(yù)緊力過大、軸承游隙過小，潤滑不良，軸承高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生溫升，使?jié)L動體受熱膨脹后接觸表面摩擦產(chǎn)生的急劇溫升形成。10/15/202230燒附形貌特征在零件相互接觸的表面上，金屬表面粘附有被遷移磕碰傷軸承零件之間或與其他硬物之間相互碰撞產(chǎn)生的零件表面機械性損傷。 10/15/202231磕碰傷軸承零件之間或與其他硬物之間相互碰撞產(chǎn)生的零件表面磕碰傷 形貌特征呈半圓形或針葉形等形狀規(guī)則的凹陷，邊緣突起，手感明顯。一般在嚴重的磕碰傷附近及其尖角處

13、有微裂紋。產(chǎn)生原因粗魯作業(yè)使軸承外表面受到按一定角度施加的強力沖撞、敲擊產(chǎn)生的凹陷痕跡。 10/15/202232磕碰傷 形貌特征呈半圓形或針葉形等形狀規(guī)則的凹陷，邊緣突 壓痕在強大擠壓力作用下，金屬表面產(chǎn)生的塑性凹陷。 10/15/202233 壓痕在強大擠壓力作用下，金屬表面產(chǎn)生的塑性凹陷。 10壓痕形貌特征凹陷形狀與擠壓體的形狀吻合，有深度，邊沿材料凸起光滑。產(chǎn)生原因在過載沖擊力或過載壓力的作用下，滾道面受滾動體擠壓而產(chǎn)生的凹陷痕跡。軸承受到振動、顛簸，滾動體與滾道發(fā)生碰撞形成。10/15/202234壓痕形貌特征凹陷形狀與擠壓體的形狀吻合，有深度，邊沿材料 配合面拉傷軸承材料裝配表面受

14、到極大的摩擦力時產(chǎn)生的機械性損傷。 10/15/202235 配合面拉傷軸承材料裝配表面受到極大的摩擦力時產(chǎn)生的機械配合面拉傷形貌特征傷痕與摩擦力方向一致，嚴重時有金屬表面材料位移或表面附著物。產(chǎn)生原因軸承安裝或退卸時，裝配倒角過渡不圓滑，過盈量大；可分離套圈在軸承合套時偏斜，滾道與滾子摩擦產(chǎn)生的機械性損傷。10/15/202236配合面拉傷形貌特征傷痕與摩擦力方向一致，嚴重時有金屬表面輾皮金屬表面由于疲勞而發(fā)生的極薄的金屬起皮現(xiàn)象。 10/15/202237輾皮金屬表面由于疲勞而發(fā)生的極薄的金屬起皮現(xiàn)象。 10/輾皮形態(tài)特征產(chǎn)生于滾動面的極薄的起皮或脫落顆粒，強光下有光澤，手搓時有手感；輾皮

15、后的零件表面失去原有光澤。產(chǎn)生原因裝配不當(dāng)或潤滑不良時，在滾動接觸應(yīng)力和滑動摩擦的作用下，滾動面產(chǎn)生的極淺的疲勞剝落。10/15/202238輾皮形態(tài)特征產(chǎn)生于滾動面的極薄的起皮或脫落顆粒，強光下有剝離金屬表面在高接觸應(yīng)力的循環(huán)作用下產(chǎn)生的片狀剝落現(xiàn)象。 10/15/202239剝離金屬表面在高接觸應(yīng)力的循環(huán)作用下產(chǎn)生的片狀剝落現(xiàn)象。剝離 形貌特征在滾動面有一定的面積和深度，表面呈凸凹不平的鱗狀，邊角銳利。產(chǎn)生原因裝配不當(dāng)或潤滑不良時，在過載應(yīng)力的作用下產(chǎn)生的嚴重剝落。10/15/202240剝離 形貌特征在滾動面有一定的面積和深度，表面呈凸凹不平偏載軸承的內(nèi)、外圈錯位，只有一列滾動體受力或滾

16、道的一側(cè)受力。10/15/202241偏載軸承的內(nèi)、外圈錯位，只有一列滾動體受力或滾道的一側(cè)受偏載形貌特征在滾動面偏一側(cè)有剝落現(xiàn)象。向心球軸承剝落部位不在溝底而偏一側(cè)。雙列軸承只有一列滾道剝落。產(chǎn)生原因裝配不當(dāng)或軸向力過大時造成。10/15/202242偏載形貌特征在滾動面偏一側(cè)有剝落現(xiàn)象。向心球軸承剝落部位發(fā) 熱（一）原因：1 軸承游隙小軸的尺寸超差，內(nèi)徑與軸過盈過大，內(nèi)圈膨脹后使游隙減小。軸承座的內(nèi)徑尺寸超差，軸承外圈收縮后使游隙減小。2 潤滑不良潤滑劑加入的過多或過少?；蚣尤氲臐櫥瑒╁e誤。 10/15/202243發(fā) 熱（一）原因：10/11/202243發(fā) 熱（二）3 軸承對中不良由于

17、兩軸線不對中，造成軸承非正常運轉(zhuǎn)。4 軸承負荷過大軸承承受的負荷超出極限負荷。5 軸承與相鄰的其他零件發(fā)生干涉軸承與相鄰的其他零件發(fā)生干涉產(chǎn)生摩擦10/15/202244發(fā) 熱（二）3 軸承對中不良10/11/202244發(fā) 熱（三）6 安裝軸承在安裝時不到位或安裝傾斜，使軸承非正常運轉(zhuǎn)。7 承受非正常負荷向心軸承承受過大的軸向力，使軸承非正常運轉(zhuǎn)。8 密封失效有異物進入軸承，軸承在運轉(zhuǎn)時受卡阻。 10/15/202245發(fā) 熱（三）6 安裝10/11/202245剝落（一）現(xiàn)象：滾動面有材料剝離，呈現(xiàn)明顯的凸凹形狀原因：1軸承在工作中承受的負荷過大。軸承在工作中承受的負荷超過極限負荷。2.

18、安裝不當(dāng)。軸承在安裝時不到位或安裝傾斜，使軸承非正常運轉(zhuǎn)。10/15/202246剝落（一）現(xiàn)象：滾動面有材料剝離，呈現(xiàn)明顯的凸凹形狀10/1剝落（二）3.軸或軸承箱的精度達不到要求。軸或軸承箱的精度達不到要求，造成與軸承接觸不良（接觸面少、過盈量超差、形位公差超差）。4。游隙過小游隙過小，滾動體運轉(zhuǎn)卡阻，不能實現(xiàn)自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)。5異物進入有異物進入軸承，軸承在運轉(zhuǎn)時受卡阻。 10/15/202247剝落（二）3.軸或軸承箱的精度達不到要求。10/11/202剝落（三）6偏載軸承所受到過大的軸向力，使軸承非正常運轉(zhuǎn)（球軸承的滾動體不在溝底，球面滾軸承一列滾動體受力）。7環(huán)境溫度高異常高溫造成軸承的

19、硬度下降。10/15/202248剝落（三）6偏載10/11/202248裂紋（一）現(xiàn)象：軸承零件出現(xiàn)斷裂、掉塊及裂紋。原因：1軸承在工作中承受的負荷過大。軸承在工作中承受的負荷超過極限負荷。 2. 安裝不當(dāng)。軸承在安裝時不到位時敲擊力過大。10/15/202249裂紋（一）現(xiàn)象：軸承零件出現(xiàn)斷裂、掉塊及裂紋。10/11/2裂紋（二）3.軸的精度達不到要求。軸的尺寸過大，與軸承內(nèi)徑過盈量超差造成。4軸承在工作中受到較大的沖擊負荷。軸的精度達不到要求，尺寸超差與軸承內(nèi)徑的過盈過大造成。5。材料裂紋材質(zhì)不合格存在裂紋。10/15/202250裂紋（二）3.軸的精度達不到要求。10/11/20225

20、0裂紋（三）6熱處理裂紋軸承在熱處理時出現(xiàn)的淬火裂紋。7磨削裂紋軸承零件在機加工時由于增大磨削量而產(chǎn)生的燒傷。10/15/202251裂紋（三）6熱處理裂紋10/11/202251保持架破損（一）現(xiàn)象：保持架破損、鉚釘松動或斷裂。原因：1力矩負荷過大。軸承在工作中承受的負荷過大2 高速旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速變動頻繁。軸承在運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速過高，頻繁變換旋轉(zhuǎn)速度。10/15/202252保持架破損（一）現(xiàn)象：保持架破損、鉚釘松動或斷裂。10/11保持架破損（二）3. 潤滑不良。軸承在運轉(zhuǎn)時因潤滑不良，造成滾動體與保持架產(chǎn)生干涉。4卡入異物。異物進入軸承造成滾動體與保持架產(chǎn)生干涉。5。振動大軸承在運轉(zhuǎn)過程中振動大，

21、滾動體與保持架發(fā)生碰撞，造成鉚釘松動或斷裂。10/15/202253保持架破損（二）3. 潤滑不良。10/11/202253保持架破損（三）6安裝不當(dāng)軸承在安裝時位置傾斜，滾動體不在正常的軌跡上運行。7異常溫升軸承在運轉(zhuǎn)時由于高溫而使保持架（樹脂）產(chǎn)生變形。8外力在安裝軸承時誤操作敲擊保持架。 10/15/202254保持架破損（三）6安裝不當(dāng)10/11/202254擦傷 卡傷（一）現(xiàn)象：表面粗糙，拌有微小材料遷移或溶融原因：1潤滑不良潤滑劑的類型、填充量、填充方法不正確。2異物進入有異物進入軸承，軸承零件在運轉(zhuǎn)時受干涉造成。 10/15/202255擦傷 卡傷（一）現(xiàn)象：表面粗糙，拌有微小材

22、料遷移或溶融10/擦傷 卡傷（二）3 安裝不當(dāng)軸承在安裝時不到位或安裝傾斜，使軸承非正常運轉(zhuǎn)。4 軸承的軸向負荷過大軸承承受的軸向負荷過大，滾動體端面與內(nèi)、外圈的擋邊接觸，使擋邊面斷油，滾動體與擋邊摩擦造成。5 滾動體滑動軸承在運轉(zhuǎn)時潤滑脂加入過多或預(yù)緊力不夠，造成滾動體與滾道打滑。 10/15/202256擦傷 卡傷（二）3 安裝不當(dāng)10/11/202256銹蝕現(xiàn)象：軸承零件表面全部或局部生銹，與滾動體呈現(xiàn)等間距的狀態(tài)。原因：1 保管不良2 包裝破損3 防銹劑不足4 水分、酸溶液等侵入5 接用手接觸軸承（夏天溫度較高時在軸承表面留下汗?jié)n）10/15/202257銹蝕現(xiàn)象：軸承零件表面全部或局部生銹，與滾動體呈現(xiàn)等間距的狀磨損現(xiàn)象：軸承零件表面磨損，造成尺寸變化，并伴有磨傷、磨痕。原因：1潤滑劑的質(zhì)量不好，混有異物。2潤滑不良。3. 滾動體運行軌跡異常。10/15/202258磨損現(xiàn)象：軸承零件表面磨損，造成尺寸變化，并伴有磨傷、磨痕。電蝕 現(xiàn)象：滾動面有噴火口狀凹坑，進一發(fā)展為波板狀原因：有電流通過軸承內(nèi)部，擊穿油膜造成滾動面上出現(xiàn)此現(xiàn)象。 10/15/202259電蝕 現(xiàn)象：滾動面有噴火口狀凹坑，進一發(fā)展為波板狀10/11壓痕、碰傷現(xiàn)象：卡入固體異物，或沖擊造成的軸承零件表面出現(xiàn)凹坑及安裝時的磕碰傷。原因：1