滾動軸承是運轉(zhuǎn)機械不可缺少的基礎(chǔ)部件之一。雖然滾動軸承體積小成本低，可是一旦滾動軸承失效，給運轉(zhuǎn)機械乃至整個生產(chǎn)設(shè)備帶來的損失卻是巨大的。因此如何提高滾動軸承的可靠性已經(jīng)成為滾動軸承生產(chǎn)廠家及使用客戶急需解決的主要問題之一。
一、軸承的失效機理
接觸疲勞失效
接觸疲勞失效系指軸承工作表面受到交變應(yīng)力的作用而產(chǎn)生的材料疲勞失效。接觸疲勞失效常見的形式是接觸疲勞剝落。
磨損失效
磨損失效系指表面之間的相對滑動摩擦導(dǎo)致其工作表面金屬不斷磨損而產(chǎn)生的失效。
磨損失效是各類軸承常見的失效模式之一，按磨損形式通?？煞譃槟チＤp和粘著磨損。
斷裂失效
軸承斷裂失效主要原因是缺陷與過載兩大因素。當(dāng)外加載荷超過材料強度極限而造成零件斷裂稱為過載斷裂。過載原因主要是主機突發(fā)故障或安裝不當(dāng)。
軸承零件的微裂紋、縮孔、氣泡、大塊外來雜物、過熱組織及局部燒傷等缺陷在沖擊過載或劇烈振動時也會在缺陷處引起斷裂，稱為缺陷斷裂。
腐蝕失效
滾動軸承的生銹和腐蝕會造成套圈、滾動體表面的坑狀銹、梨皮狀銹及滾動體間隔相同的坑狀銹、全面生銹及腐蝕。最終引起滾動軸承的失效。
游隙變化失效
滾動軸承在工作中，由于外在或內(nèi)在因素的影響，使得原有配合間隙改變，精度降低，乃至造成“咬死"，稱為游隙變化失效。外界因素如過盈量過大，安裝不到位，溫升引起的膨脹量、瞬時過載等；內(nèi)在因素如殘余奧氏體和殘余應(yīng)力處于不穩(wěn)定狀態(tài)等，均是造成游隙變化失效的主要原因。
二、滾動軸承常見失效模式及對策
溝道單側(cè)極限位置剝落
溝道單側(cè)極限位置剝落主要表現(xiàn)在溝道與擋邊交界處有嚴(yán)重的剝落環(huán)帶。產(chǎn)生原因是軸承安裝不到位或運轉(zhuǎn)過程中突發(fā)軸向過載。
采取的對策是確保軸承安裝到位或?qū)⒆杂蓚?cè)軸承外圈配合改為間隙配合，以期軸承過載時使軸承得到補償。
溝道在圓周方向呈對稱位置剝落
對稱位置剝落表現(xiàn)在內(nèi)圈為周圍環(huán)帶剝落，而外圈呈周向?qū)ΨQ位置剝落(即橢圓的短軸方向)，原因主要是因為外殼孔橢圓過大或兩半分離式外殼孔結(jié)構(gòu)，這在摩托車用凸輪軸軸承中表現(xiàn)尤為明顯。
采取的對策是提高外殼孔加工精度或盡可能不采用外殼孔兩半分離結(jié)構(gòu)。
滾道傾斜剝落
產(chǎn)生的原因主要是因為安裝不良，軸有撓度、軸頸與外殼孔精度低等。
采取對策為確保軸承安裝質(zhì)量與提高軸肩、孔肩的軸向跳動精度，或提高潤滑油的粘度以獲得較厚的潤滑油膜。
套圈斷裂
套圈斷裂失效比較少見，通常是突發(fā)性過載造成的。產(chǎn)生原因較為復(fù)雜，如軸承的原材料缺陷(氣泡縮孔)、鍛造缺陷(過燒)、熱處理缺陷(過熱)、加工缺陷(局部燒傷或表面微裂紋)、主機缺陷(安裝不良、潤滑貧乏、瞬時過載)等。受過載沖擊負荷或劇烈振動均有可能使套圈斷裂。
采取的對策是避免過載沖擊載荷、選擇適當(dāng)?shù)倪^盈量、提高安裝精度、改善使用條件及加強軸承制造過程中的質(zhì)量控制。
保持架斷裂
保持架斷裂屬于偶發(fā)性非正常失效模式。其產(chǎn)生原因主要有以下五個方面：
a.保持架異常載荷
b. 潤滑不良
c.外來異物的侵入
d. 蠕變現(xiàn)象，所謂蠕變多指套圈的滑動現(xiàn)象。
e. 保持架材料缺陷(如裂紋、大塊異金屬夾雜物、縮孔、氣泡等)
采取對策為在制造過程中加以嚴(yán)格控制。
卡傷
所謂卡傷是由于在滑動面損傷產(chǎn)生的部分的微小燒傷匯總而產(chǎn)生的表面損傷。
解決方法：通過適當(dāng)?shù)念A(yù)壓，改善潤滑劑和潤滑方法，提高軸、軸承箱的精度來解決。
磨損
磨損失效是指表面之間的相對滑動摩擦導(dǎo)致其工作表面金屬不斷磨損而產(chǎn)生的失效。造成磨損失效的因素主要有潤滑劑失效或缺乏潤滑劑，潤滑方式不對，有磨粒進入軸承內(nèi)部，負載過大等。
解決方法：可以通過改善潤滑劑或改善潤滑方法，增強密封機構(gòu)等。
擦傷
造成擦傷的原因主要有高速輕載荷、急加減速、潤滑劑不適當(dāng)、水的侵入等。
解決方法：改善預(yù)壓，改善軸承游隙，使用油膜性好的潤滑劑，改善潤滑方法，改善密封裝置等。
壓痕
引起壓痕的主要因素是：金屬粉末等異物咬入，組裝時或運輸過程中受到的沖擊載荷過大等。
解決方法：改善密封裝置，過濾潤滑油，改善組裝及使用方法等。
燒傷
造成燒傷的原因有潤滑不良，過大載荷(預(yù)壓過大)，轉(zhuǎn)速過大，游隙過小，水、異物的侵入，軸、軸承箱的精度不良，軸的撓度大等。
解決方法：通過改善潤滑劑及潤滑方法，糾正軸承的選擇，研究配合、軸承間隙和預(yù)壓，改善密封裝置，檢查軸和軸承箱的精度或改善安裝方法來解決。
電流腐蝕
引起電流腐蝕的主要原因是外圈與內(nèi)圈間的電位差以及靜電的作用。
解決方法：在設(shè)定電路時，電流不通過軸承，對軸承進行絕緣，靜電接地。
生銹腐蝕
軸承的生銹和腐蝕有滾道、滾動體表面的坑狀銹、全面生銹及腐蝕。造成滾動軸承生銹腐蝕失效的原因很多，主要有：水、腐蝕性物質(zhì)(漆、煤氣等)的侵入，潤滑劑不合適，由于水蒸氣的凝結(jié)而附有水滴，高溫多濕時停轉(zhuǎn)，運輸過程中防銹不良，保管狀態(tài)不合適，使用不合適等。
解決的方法有：改善密封裝置，研究潤滑方法，停轉(zhuǎn)時的防銹措施，改善保管方法，使用時要加以注意。
除上述常見的失效形式外，滾動軸承在實際運行中還有很多的失效形式，有待我們進一步的分析研究。綜上所述，從軸承常見失效機理與失效模式可知，盡管滾動軸承是精密而可靠的機構(gòu)基礎(chǔ)體，但使用不當(dāng)也會引起早期失效。
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