軸承(cheng)在設備中(zhōng)的應用相(xiang)當廣泛，軸(zhou)承壽命極(ji)其關鍵。據(ju)統計，旋轉(zhuan)機械的故(gu)障中軸承(chéng)的損壞故(gù)障約占30%，而(er)這些根源(yuan)很簡單，例(li)如貨物列(liè)車脫軌事(shì)故，據調查(cha)發現軸箱(xiāng)中的一♋個(gè)軸承過熱(re)(如圖1)，導緻(zhì)車軸㊙️斷裂(lie)，造成車廂(xiāng)傾覆、交通(tong)中斷👌數小(xiǎo)時，事🐉故損(sun)失巨大。

圖(tu)1 軸箱軸承(cheng)

軸承故障(zhang)損傷根源(yuan)分析：

軸承(chéng)是大部分(fen)設備的核(hé)心部件，一(yī)旦軸承失(shi)效，設備就(jiù)☎️會停止，找(zhǎo)到根源以(yi)避免事故(gu)再次發生(shēng)就顯得尤(yóu)為重要。實(shí)際上，軸承(chéng)📱一旦受損(sǔn)，它就會逐(zhu)漸惡化直(zhi)到無法工(gōng)作，那時故(gu)障發生的(de)所♍有證據(jù)可能都被(bèi)破壞了。

如(rú)圖2 揭示了(le)損傷從小(xiǎo)到大的整(zhěng)個過程，外(wài)部顆粒(污(wū)染物)進入(rù)軸承，運動(dòng)中産生凹(ao)痕(污染物(wu)被壓入滾(gǔn)道🏃🏻)。凹痕邊(biān)緣會升高(gāo)，所以凹痕(hen)看起來像(xiàng)個坑。滾道(dao)局部幾何(he)形狀發生(sheng)改變，使得(de)這個區域(yù)無法形成(cheng)良好油膜(mó)把接觸表(biao)面分離開(kāi)來，結果造(zào)成材料疲(pí)勞。最初是(shi)表面出現(xiàn)裂縫，最後(hòu)是受損區(qū)域剝落🏃，随(suí)着繼續運(yun)轉，剝落不(bú)斷加劇。到(dao)後來，受損(sun)區域變得(dé)如此之大(da)，最初💋的受(shou)損🔆點(即凹(āo)痕🚶)完全消(xiao)失。此時對(duì)⭐受損軸承(chéng)進行檢💔查(chá)，已很難發(fā)現問題的(de)根源:即可(ke)能由于🔞密(mì)封不好緻(zhi)使污染💚物(wù)進入軸承(cheng)。

圖2 軸承損(sǔn)傷的發展(zhǎn)

每種故障(zhang)都有其特(te)有的特性(xing)，通過觀察(cha)損傷狀況(kuang)有💯可能确(què)定故障根(gen)源。下面相(xiàng)關軸承損(sun)傷類型和(he)軸承💋損傷(shāng)的根源

1、磨(mó)損

磨損是(shi)滾動軸承(chéng)最常見的(de)故障之一(yī)，通常是由(yóu)異物🌐引起(qǐ)🚶研磨損傷(shāng)、擦傷、槽痕(hén)、圓周線痕(hen)或碎屑污(wu)染，分磨耗(hào)磨損和🆚粘(zhān)滞🚶磨損兩(liang)大類。

磨耗(hào)磨損是由(yóu)于軸承内(nei)部有微小(xiǎo)異物，它們(men)可能🎯是💯來(lái)💰自外部或(huò)内部的污(wu)染顆粒，比(bi)如齒輪帶(dai)來的金屬(shǔ)微粒或碳(tàn)化物。這些(xie)🎯顆粒将磨(mó)損或研磨(mó)滾道和滾(gǔn)動體，在圓(yuán)錐滾子軸(zhóu)承中，滾子(zi)端面和内(nèi)圈擋邊的(de)磨損程度(dù)遠比滾道(dào)嚴重，這種(zhǒng)磨損将造(zào)成軸向遊(you)隙或内部(bù)間隙擴大(da)⭕，進而降低(di)軸🏃🏻承壽命(ming)，導緻軸承(chéng)偏心。此外(wai)，磨損也會(hui)影響軸承(cheng)所在機器(qi)的其他零(ling)件。污染物(wu)能🙇‍♀️進入軸(zhou)承内部，通(tong)常是密封(feng)圈嚴重磨(mo)損或失效(xiao)(或沒有)。潤(rùn)滑劑分析(xi)可能會發(fā)現污染物(wù)的來源，從(cóng)而有助于(yu)找到解決(jué)問題的方(fang)法。

粘滞磨(mó)損主要發(fā)生在輕負(fu)荷、潤滑不(bú)良、滾動體(ti)速度差較(jiao)大從而産(chan)生滑動的(de)接觸表面(mian)。例如，滾動(dong)體🐪從無載(zai)區👅進入承(chéng)載區的過(guò)程，滾動體(ti)在無載區(qu)失速，當重(zhong)新進入💞承(chéng)載區時獲(huò)得加速。這(zhe)将導緻潤(rùn)滑膜撕破(pò)、滑動、發熱(re)，導緻材料(liào)可🏒能從滾(gun)動體轉移(yí)到滾道或(huò)從滾道轉(zhuǎn)移到滾動(dong)體上。早期(qi)階段，外觀(guān)是發光表(biao)面，但很快(kuài)它就變成(chéng)無光表面(mian)，或多或少(shao)帶🏃有粘上(shàng)的✊材料。

2、疲(pí)勞

疲勞的(de)表現形式(shi)是剝落，即(jí)軸承材料(liào)出現麻點(diǎn)或脫落，剝(bao)落最初發(fā)生在滾道(dào)或滾動體(ti)上。

來自滾(gǔn)道表面下(xia)的疲勞是(shì)材料惡化(huà)，是由滾道(dao)表面下方(fang)的🔞交變應(yīng)力引起，最(zuì)終導緻材(cái)料衰變。最(zui)初是出現(xiàn)裂縫，裂縫(feng)随☂️軸承工(gōng)作慢慢發(fā)展，當裂縫(feng)發展到表(biǎo)面時，就發(fa)生剝落。

來(lái)自表面的(de)疲勞通常(chang)由潤滑不(bú)足引起。潤(run)滑劑的作(zuò)用是建立(li)油膜，把滾(gǔn)道與滾動(dòng)體分隔開(kāi)來。當潤滑(hua)不🧑🏽‍🤝‍🧑🏻良時，會(hui)發💃生金屬(shu)與金屬的(de)接觸。表面(mian)凸凹不平(píng)(突出部分(fèn))相互剪切(qie)，導緻表面(mian)出現剪切(qiē)應力。由于(yu)材料疲🤟勞(lao)，出現小裂(lie)縫，然後是(shì)微剝落。最(zui)初由于表(biǎo)面粗糙度(dù)降低了，所(suo)以表面可(kě)能很🧑🏽‍🤝‍🧑🏻明亮(liàng)光滑，但是(shi)如果持續(xù)發展下去(qù)，表面就會(hui)變得無光(guang)，表面破碎(suì)會越來越(yue)多，出現麻(ma)點。

3、機械腐(fu)蝕

浸蝕通(tong)常是由于(yú)軸承座内(nei)溫度變化(huà)，内部空氣(qi)冷凝，水份(fèn)不斷積聚(ju)而成。而濕(shī)氣或水時(shí)常從破損(sun)或不适當(dang)的密封圈(quan)進❤️入軸承(cheng)，由于軸承(chéng)滾道和滾(gun)動體表面(mian)精度極💜高(gao)，極易受到(dao)濕氣與水(shuǐ)的腐蝕。相(xiàng)比其它損(sun)壞🔅過程，發(fā)生得較快(kuài)，能✔️發展到(dao)材🈲料深處(chu)導♍緻軸承(cheng)嚴重損傷(shang)。空氣濕度(du)過高或用(yong)手指觸摸(mo)滾📧道，都能(neng)導緻這種(zhǒng)類型的腐(fu)蝕。因此做(zuò)好防護🈲非(fēi)常☀️重要。潮(cháo)濕腐蝕通(tong)常發生在(zai)靜止狀态(tai)，處于深處(chù)的鏽會導(dao)緻軸承早(zao)期損壞。

摩(mo)擦腐蝕的(de)根源是兩(liǎng)個承載面(mian)之間的微(wei)移動。大多(duo)數情況下(xia)，這種摩擦(cā)腐蝕發生(shēng)在軸承外(wài)徑和軸承(cheng)座之間和(hé)軸承孔👨‍❤️‍👨和(hé)軸之間，微(wēi)移動主要(yao)由滾動體(ti)經過時産(chǎn)生的循環(huan)負荷引起(qǐ)。配合不好(hǎo)、軸彎曲或(huo)接觸面有(you)缺陷，都能(neng)導緻或加(jiā)速摩擦腐(fu)蝕的發生(sheng)。空氣能進(jin)入沒有保(bao)護的表面(mian)，加速腐蝕(shí)的發展。形(xing)成的氧化(huà)🏃‍♀️鐵，體積要(yao)比純鋼大(da)得多，造成(chéng)材料變大(da)，應力升💜高(gao)，甚至對軸(zhou)承滾道也(ye)是這樣，從(cóng)而導緻😄過(guo)早性的表(biao)面下疲勞(lao)。摩擦腐蝕(shí)容易造成(cheng)軸承圈開(kai)裂。

假硬化(huà)也是一種(zhong)摩擦腐蝕(shí)，發生在滾(gǔn)動體和滾(gun)道間的接(jie)觸區域，是(shi)循環振動(dong)引起的塑(sù)性接觸面(miàn)微移動和(hé)回彈所緻(zhì)。由于它是(shì)發生在軸(zhou)承靜止和(he)承載時，所(suǒ)以損傷出(chū)現在滾動(dong)體節圓處(chu)。根據振動(dòng)的強度、潤(rùn)滑條件和(hé)負荷，腐蝕(shí)和磨損可(ke)能🔞同時發(fa)生🏃，在滾道(dao)上形成淺(qiǎn)凹陷。通常(cháng)，振動會導(dao)緻潤滑劑(jì)的局部缺(que)失、金屬與(yǔ)金屬接觸(chù)和磨耗磨(mo)損。凹陷處(chu)外觀通常(chang)變得無光(guang)，經常褪色(sè)，有時因為(wéi)發生潮濕(shī)腐蝕而略(luè)帶紅色。偶(ǒu)爾❄️凹陷處(chu)呈現光亮(liang)表面，可能(neng)主要是因(yin)為仍有潤(rùn)滑劑，還沒(mei)有發生磨(mó)耗磨損🌈。假(jiǎ)硬化損壞(huài)能導緻球(qiu)軸承的球(qiú)面出現空(kong)洞，滾子軸(zhou)承🔅出現線(xiàn)條。

4、電腐蝕(shí)

當電流通(tōng)過軸承時(shi)，将會通過(guò)滾動體在(zai)内、外圈間(jian)傳導，可能(néng)出現過高(gao)電壓造成(chéng)的損傷。接(jie)觸表面發(fā)生的過程(cheng)與電弧焊(hàn)💞(小接🈲觸面(miàn)上的高密(mi)度電流)類(lèi)似，材料被(bei)加熱到回(hui)火❗至融化(hua)等不同程(cheng)度。在材料(liao)㊙️被回火、再(zài)硬化或融(rong)化的地方(fāng)，外觀出現(xian)大小不一(yī)的褪色區(qu)。在材料融(róng)化的地方(fāng)，形成大約(yue)0.1mm 至 0.5mm 的坑。

同(tóng)樣，電流洩(xiè)漏也能造(zào)成損傷，電(diàn)流洩漏來(lai)自通過軸(zhóu)承的雜散(san)電流，而雜(za)散電流通(tōng)常是由頻(pin)率變化引(yin)起的。主要(yao)的可見損(sun)傷是凹槽(cao)，形似洗衣(yī)闆圖案。這(zhè)些凹⭐槽的(de)形狀，在球(qiú)軸承呈🏃‍♂️接(jie)觸橢圓，在(zài)滾子軸承(cheng)呈接觸線(xiàn)，滾動體通(tōng)常出現均(jun1)勻的褪色(sè)。相比過🌈高(gao)電壓損傷(shang)✌️，在電流洩(xie)漏中，電流(liu)通過的區(qū)域更大🔞，結(jié)果電流密(mi)度✔️變小，損(sun)傷溫度也(yě)較低。因此(cǐ)主要的可(kě)見損壞是(shi)回火效應(ying)，即軸承表(biao)面變軟。當(dang)用高倍放(fàng)💋大鏡觀察(chá)損傷部位(wèi)，通常也能(néng)看到坑。

5、塑(su)性變形

靜(jìng)态負荷或(huò)沖擊負荷(hé)可産生過(guò)載，從而導(dǎo)緻塑性💁變(biàn)形，在滾道(dao)上形成凹(ao)痕。通常安(an)裝不當是(shi)産生此問(wen)題的根源(yuán)，即✔️在軸承(chéng)圈上用力(lì)不當，從而(er)在滾動體(ti)上産生沖(chong)擊負荷。碎(suì)屑造成的(de)凹痕是因(yin)為外部😘顆(ke)粒(污染物(wù))進入軸承(chéng)，被滾動體(ti)壓入滾💯道(dào)。凹痕的大(dà)小和形狀(zhuang)取決于顆(kē)粒的性質(zhì)。凹痕處滾(gun)道的幾何(hé)形狀被破(po)壞，潤滑受(shòu)到影響。表(biao)面出現應(ying)力😘，疲勞導(dǎo)緻表面過(guo)早剝🈚落。

搬(ban)運造成的(de)凹陷是由(yóu)于軸承表(biao)面被硬的(de)尖銳物體(ti)碰壞🍓。由👈于(yu)軸承表面(mian)精度極高(gāo)，當局部過(guo)載，比如軸(zhóu)承掉落地(dì)上，就可能(néng)會在表面(mian)磕出凹痕(hén)，從而讓軸(zhou)承無💯法工(gōng)作。

6、破裂和(he)開裂

受壓(ya)破裂是因(yīn)為局部過(guò)載或應力(li)過高，造成(chéng)應力集☂️中(zhōng)超👣過了材(cai)料的抗拉(lā)強度所緻(zhi)。常見是野(ye)蠻拆裝軸(zhóu)承 (沖擊)或(huo)圓錐💔座或(huo)🤞襯套擰得(de)太緊。當用(yong)榔頭和硬(yìng)鑿直接敲(qiāo)打軸承圈(quan)，可能👣導緻(zhì)形成微小(xiǎo)的裂縫。當(dang)軸承投入(rù)使用㊙️時，軸(zhou)承圈可能(néng)有小💰片脫(tuo)落。而🈲安裝(zhuang)時圓錐座(zuò)或襯套擰(nǐng)得太緊，結(jié)果✉️軸承圈(quān)出現🔞抗拉(lā)應力(圓🥰周(zhōu)應力)，當軸(zhóu)承投入使(shǐ)用時産生(sheng)裂縫。

疲勞(láo)破裂開始(shǐ)于彎曲狀(zhuàng)态下應力(li)超過疲勞(láo)強度⭐時。最(zuì)初🙇🏻出🌈現一(yi)條裂縫，然(rán)後不斷增(zeng)多，最後整(zhěng)個軸承圈(quān)💘或保持架(jià)開裂。當使(shi)用緊配合(he)時可能出(chū)現疲勞破(pò)裂，因為緊(jǐn)配合可能(neng)産生很高(gao)的圓周應(yīng)力。然後交(jiao)變應力和(hé)圓周應力(lì)共同作用(yong)，造成🥵軸承(cheng)圈的㊙️過早(zao)疲勞，整個(gè)圈裂開。

熱(re)開裂産生(sheng)于兩個表(biǎo)面相互嚴(yan)重摩擦時(shi)，産生的摩(mó)擦熱導⁉️緻(zhi)裂縫，通常(cháng)與滑動方(fang)向成直角(jiǎo)。

很多軸承(chéng)故障都可(ke)以避免。深(shēn)入的軸承(cheng)損傷根源(yuan)分析可以(yi)找到問題(ti)根源，通過(guo)采取适當(dāng)的措施，能(néng)提前避免(miǎn)故障再次(ci)發生，降低(dī)故障成本(ben)。