論軸承損壞的各種原因解析

為什么軸承會損壞?

1、軸承損壞主要原因有：

①材料疲勞;②潤滑不良;③污染;④安裝問題;⑤處理不當。

大體上講，有三分之一的軸承損壞原因是材料疲勞;有三分之一是潤滑不良;另外三分之一是污染物進入軸承或安裝處理不當。

2、軸承損壞的開始：

軸承從開始使用到第一個材料疲勞點出現(xiàn)的時間長短，是和這段時間軸承的轉數(shù)、負載大小、潤滑及清潔度有關。疲勞是負載表面下剪應力周期性出現(xiàn)所形成的結果，經(jīng)過一段時間后，便會引發(fā)微小的裂紋，然后漸漸延伸至表面。當滾動體經(jīng)過這些裂紋形成的小塊面積后，便有些裂塊開始脫落，形成所謂的剝皮現(xiàn)象，隨著剝皮的繼續(xù)擴大，軸承損壞不能使用。最初發(fā)生在表面下，雖然最初的剝皮通常非常輕微，但隨著應力的增加及裂塊的增多，導致剝皮面積的蔓延，這種過程通常持續(xù)很長一段時間，期間有明顯的振動和噪音，因此在沒壞之前，應有足夠的時間來更換它。

3、軸承的受力痕跡

通常軸承在運轉工作一段時間后，在工作表面都會有明顯的受力痕跡，并非所有的痕跡的出現(xiàn)就表示軸承壞掉了，軸承在正常的狀況下使用也會留下受力痕跡的。

軸承在負荷下運轉，其滾道的接觸面在外觀上呈晦暗的發(fā)烏。但這并非表示是磨損，同時也跟壽命無關。此發(fā)烏的痕跡構

成了軸承的受力痕跡，此痕跡隨其運轉與負荷狀況，其外觀也各不相同，仔細地檢查就能幫助我們判斷軸承是否在正常的狀況下運轉。

向心軸承、球軸承、球面、雙列球只承受徑向力，能承少量的軸向負荷，往往損壞的形式都是過大的軸向力造成的。

　　(1)、單向的徑向負荷：兩種情況，一種是內環(huán)旋轉;一種是內環(huán)固定。

　　(2)、單向的軸向負荷：內環(huán)或外環(huán)旋轉。

　　(3)、單向的徑向負荷與軸向負荷組合。

　　(4)、徑向負荷與內環(huán)同步旋轉，外環(huán)固定。

　　(5)、徑向負荷與外環(huán)同步旋轉，內環(huán)固定。

4、常見的軸承損壞形式及原因：

　　1)滾道表面與滾子表面布滿凹痕，保持架上顆粒物及滾道面磨損，潤滑脂(劑)變色。通常該種情況都是安裝過程不潔所致。

　　安裝時要保持清潔，使用新的潤滑脂，同時檢查密封是否完好。

　　2)潤滑不當造成的磨損

　　表面磨損呈鏡面壯，色澤呈藍色或棕色。此種情況是由于潤滑不足造成的，應改善潤滑狀況，重新確定潤滑周期與油封。

　　3)安裝不當所造成的凹痕

　　內、外環(huán)工作表面都有間距等于滾子之間的距離的凹痕。其原因是安裝時未敲擊在正確的環(huán)上，或是在圓錐軸上推進過度、或在靜止狀態(tài)負荷超載所致。

　　4)異物所造成的凹痕

　　工作表面與滾子表面遍布凹痕，可能是安裝時帶入異物或是潤滑劑異物以及周圍環(huán)境等。軸承安裝清洗干凈，使用干凈的潤滑劑并檢查油封。

　　5)滾子端面擦傷

　　在滾子端面與引導擋邊磨擦，產(chǎn)生刻痕及變色。此情況是由于過大的軸向負荷下滑動或潤滑不足引起的。此類損壞可選擇黏度較高的潤滑劑。

　　6)滾子與滾道的磨傷

　　在滾道負荷區(qū)開始端與滾子有磨傷及局部變色，這是由于滾子進入負荷區(qū)，突然加速所造成的。有兩種可行辦法：其一是選擇黏度較高的潤滑劑;其二是減小軸承間隙。

　　7)外表面的磨傷

　　內環(huán)內孔與外環(huán)外表面有刻痕及局部變色，此種情況是環(huán)與軸或軸承箱有相對運動所致。

　　解決的唯一方法是：加大環(huán)與軸或軸承箱的配合過盈量來防止相互轉動。軸向制動或夾緊無法解決此類問題。

　　8)表面坑痕

　　滾道、滾動體表面或大端面小而淺的坑痕，呈結晶壯的破壞壯。這是由于潤滑不良所致。例如;少油或由于溫升所造成的黏度改變，使油膜無法將接觸面分離，表面有瞬間的接觸。辦法：改善潤滑。

　　9)微動腐蝕

　　軸承環(huán)與軸或軸承箱之間有相對運動才發(fā)生的現(xiàn)象。這是由于太松的配合或軸承座變形所致。

　　10)電流腐蝕

　　滾道或滾動體表面有暗棕色或灰黑色的直條痕或麻點。當電流通過軸承時，軸承零件表面會發(fā)生熔接現(xiàn)象。辦法：阻止電流流過軸承。

　　11)滾道表面對稱位置的剝落

　　在兩環(huán)中有-環(huán)徑向對稱位 置有明顯的受力痕跡，且有表皮剝落。這是由于軸承箱變形、橢圓壓縮所致，重新制造軸承箱。

　　12)軸向負荷造成的剝落

　　受力痕跡明顯，環(huán)的一側或雙列軸承的某一滾道表皮剝落。

　　原因：

　　a、安裝不正確造成的軸向負荷;

　　b、予壓過度;

　　c、非固定軸承被卡住或軸向位移預留量不足。

　　13)印痕所造成的剝落

　　滾道表面剝落，并有與滾子間距相等的印痕。這種是不正確安裝引起的軸承在靜止狀態(tài)負荷過度。其它的細微印痕可能是安裝時帶入的異物或潤滑劑中的異物。

　　14)野蠻安裝敲打造成的裂痕

　　此裂痕為崩裂的缺口，通常只發(fā)生在一邊。這是由于野蠻敲打通過滾動體將力傳遞到套圈端面形成沖擊力所致。請勿直接敲打軸承環(huán)。

　　15)過度的擠壓造成的裂痕

　　裂痕通過全斷面。這是由于軸承內環(huán)的干涉配合太大或是在圓錐軸上過度推進所造成的。

　　16)微動腐蝕所造成的裂痕

　　在內環(huán)上為橫斷向，在外環(huán)上則為圓周方向。是由于配合太松或是軸承箱形狀不佳引起的。

　　17)微動腐蝕所造成的剝落

　　軸承環(huán)的滾道表面剝落。相對于此處剝落的外表面有腐蝕現(xiàn)象。由于配合太松或軸承箱形狀不正確所致。

　　5、保持架的損壞

　　保持架的損壞，通常不易判斷。若保持架壞了，軸承其它零件也都壞掉了，這使得原因難以分析。造成架損壞主要原因有以下幾種：震動、轉速太高磨損、卡死和歪斜等。

　　1)震動：當軸承處于震動狀況下，軸承內部的力量可能導致保持架出現(xiàn)疲勞裂痕，漸漸地，會使架破碎。

　　2)過高的轉速：如果軸承以超出保持架材質所能承受的速度運轉，慣性力將使保持架破碎。

　　3)磨損：不當?shù)臐櫥驁杂驳漠愇锒寄苁贡３旨苣p，由于架是由軟材料制成的，運轉中架與滾動體之間是滑動摩擦，一旦潤滑不良，架磨損速度相當快，漸漸地架的兜孔會因磨損間隙不斷擴大，因此而產(chǎn)生撞擊力使架很快破碎。

　　4)卡死：零件的破碎物或堅硬的顆?？赡軙ㄔ诩芘c滾動體之間，阻礙滾動體滾動，也會造成架破碎。

　　軸承溫升

　　軸承的摩擦損失在軸承內部幾乎都變?yōu)闊?，因而導致軸承溫度上升。摩擦力矩造成的發(fā)熱量可用下式表示：

　　發(fā)熱量與排熱量平衡，則軸承溫度穩(wěn)定。般運轉 初期溫度急劇上升，但達到正常狀態(tài)則基本穩(wěn)定。達到安定狀態(tài)為止的時間，溫度則因發(fā)熱量、軸承箱等熱容量、冷卻面積、潤滑油量、周圍溫度不同而不同。若總是穩(wěn)定不下來，達不到安定狀態(tài)，就只能判斷為某種異常。

　　溫升異常的原因有：軸承扭動(力矩負荷);游隙過小、預壓過大、潤滑劑過多或不足;異物混入及密封裝置的發(fā)熱等。

　　摩擦：滾動軸承摩擦系數(shù)以軸承內徑為基準，可用公式表示為：

　　式中：

　　μ：摩擦系數(shù)

　　M：摩擦力矩N.mm

　　P：負荷N

　　d：軸承內徑mm

　　軸承常見問題的排除

　　軸承若運轉不正常時，通常表現(xiàn)出許多癥狀，大致可分為七大類：

　　A：軸承過熱;

　　B：噪音大;

　　C：振動;

　　D：機械性能達不到滿意效果;

　　E：軸承在軸上松動;

　　F：更換頻率高;

      G：軸心轉動困難。

隨著軸承不同程度的破壞，往往都是二次破壞的結果，要有效的排除這些軸承問題，必須先觀察這些軸承應用情況，然后再分析這些損壞的原因。

　　一、軸承過熱：

　原因：

　　1、潤滑脂或機油失效或選用錯誤。相應的辦法是：選擇正確的潤滑脂或機油，檢查潤滑脂或機油的相容性。

　　2、油位太低，潤滑劑從油封流失，軸承箱內潤滑脂不足。對策：油位應該略低于最下面一個滾動體的中心，軸承箱內潤滑脂填充約1/3至1/2空間。

　　3、油位太高或軸承箱潤滑脂完全添滿，這樣會導致潤滑劑充分攪拌而產(chǎn)生高溫或漏油。對策：潤滑脂添入箱內至1/2;若機油潤滑，油位略低于最下方滾動體的中心。

　　4、軸承間隙不適當，當有熱流通過軸心時，導致內環(huán)過分膨脹。對策：檢查過熱軸承的間隙是否是原始的設計范圍，如果是，請改用較大的間隙，改成C3或C3改成C4。

　　5、接觸型(摩擦)油封太干或彈簧過緊。對策：更換接觸型的油封，并潤滑其油封表面。

　　6、軸承箱內孔不圓，軸承箱扭曲變形、支撐面不平坦、箱孔內徑過小。對策：檢查軸承箱、內孔，調整底座調整片均勻分布。

　　7、旋轉油封與壓蓋相磨擦，或軸肩摩擦到軸承密封蓋上。對策;檢查旋轉的油封的運轉間隙以避免摩擦，防止不對正。

　　8、交叉定位或軸上有兩個定位軸承，由于過多軸向膨脹而導致軸承內間隙不足。

　對策：

　　1)在軸承箱和端蓋凸緣之間插入調整片以釋放軸承的軸向預壓。

　　2)將任軸承箱的端蓋往外移，利用調整片以獲得介于軸承箱和外環(huán)之間的間隙，有可能的話施加軸向彈簀力量在外環(huán)上，以降低軸的軸向浮動。

　　9、緊定套過分緊鎖：放松固定螺帽與套筒，重新鎖緊，確保軸承能自由的旋轉。

　　10、具有兩個或多個軸承的軸心耦合時，產(chǎn)生不正確的直線偏差或角度歪斜。對策：由調整片來調整正確的對位，確保軸心耦合在一條直線上，尤其是當軸上同時有三個或多個軸承運轉時，更得注意。

　　11、軸的直徑過大，導致內環(huán)膨脹過多，減少軸承間隙。

　對策：

　　1)研磨軸徑，使軸與軸承內環(huán)之間獲得一適當?shù)呐浜稀?/p>

　　2)改用徑向間隙大的軸承。

　　12、由于軸承箱孔的材質太軟受力后孔徑變大，導致外環(huán)在箱孔內打滑。對策：改善箱體材質或加工一個鋼質襯套擠進箱孔，然后加工襯套內孔至正確尺寸。

　二、噪音

　　1、潤滑脂或機油失效，潤滑劑型號選擇不當。對策：選擇適當?shù)臐櫥瑒?，應確認它們的相容性。

　　2、油位太低或軸承箱潤滑脂不足。對策：油位應略低于最下方滾動體的中心，軸承箱內填充潤滑脂1/3~ 1/2空間。

　　3、軸承內部間隙不適當，緊定套筒過分鎖緊，軸徑過大與軸承內孔過盈太大等都能造成軸承間隙減小，當軸面有熱流通過時，導致內環(huán)過分膨脹。

對策：

　　1)檢查過熱軸承間隙是否與原始設計相符，如果依舊，可以改用較大間隙。如由“0”組改成“C3”由“C3”改成“C4”。

　　2)改善緊定套筒鎖緊量，檢測徑向間隙，確定在適當?shù)奈恢谩?/p>

　　3)調整軸與軸承內孔的配合關系。

　　4、臟物、砂粒粉塵或其它污染物進入軸承箱。對策：將軸承箱清洗干凈，更換新的油封或改良油封設計。

　　5、水、酸、油漆或其它腐蝕性物質進入軸承箱。對策：安裝一定保護性防壓蓋或甩壓環(huán)以防止外物進入軸承。

　　6、軸承箱內孔不圓、扭曲變形、內孔過小。對策：檢查軸承箱是否擠壓軸承，孔徑尺寸是否正確。

　　7、安裝軸承前軸承箱內的碎片，異物沒有清除干凈。對策：仔細清洗軸承箱和軸承本身。

　　8、(交叉定位)同一軸上有兩個定位軸承，而引起的不對正或由于軸熱膨脹而導致軸承內部間隙不足。對策：調整軸承箱與端蓋之間的調整墊片，使軸承箱與外環(huán)之間有一定的間隙。

　　9、軸肩摩擦到軸承密封蓋，軸肩部直徑不正確與保持架摩擦。對策：重新加工軸肩，檢查肩部直徑及圓角。

　　10、外環(huán)與軸承箱扭曲，軸與內環(huán)扭曲。是由于箱孔圓角過大;沒有足夠的支撐。軸肩圓角過大，沒有足夠支撐，兩端面靠不實。對策：重新加工箱孔圓角和軸肩的圓角。

　　11、不正確的安裝方式，用錘直接敲到軸承上，導致軸承工作表面有磕傷。對策：選擇正確的安裝方法：套筒法、加熱法、油壓法等。

　　12、固定墊圈的太陽片(鎖緊墊片)摩擦到軸承。對策：將太陽片打倒或更換新的。

　　13、設備中的轉動件干涉到靜止件。對策：仔細檢查，避免發(fā)生干涉現(xiàn)象。

　　14、軸承間隙過大導致振動。

　　15、設備振動，檢查設備旋轉件的平衡量校正之。

三、振動

　　1、臟物、異物、砂?；蚱渌廴疚镞M入箱體中。對策：將軸承箱清洗干凈，更換新的油封。

　　2、水、酸、油漆或其它腐蝕性物質進入軸承箱中。對策：安裝一個保護性防塵蓋，改良油封。

　　3、軸承箱內孔不圓、扭曲變形、支撐面不平。對策：檢查軸承箱，調整支撐面、調整墊片。

　　4、軸徑小或緊定套未鎖緊。對策：檢測軸徑，選擇合適的配合量，重新鎖緊緊定套。

　　5、不平衡負荷，箱孔間隙大，外環(huán)在箱孔內打滑。對策：更換合乎設計要求孔徑的軸承箱。

　　6、兩個或多個軸承耦合，產(chǎn)生軸心直線偏差和角度偏差。對策：重新調整墊片，使軸心耦合在同一直線上。

　　7、不正確的安裝，用錘直接敲擊在軸承上。

　　8、軸承間隙過大。

　　9、設備振動。

　四、機械性達不到設計要求

　　1、軸承內部間隙不適當，軸承預緊力不夠：選擇合適的軸承。

　　2、軸承箱中的碎片，臟物未清除干凈，或者運轉過程中臟物、水、酸性污染物進入箱體中。

　　3、緊定套被過分鎖緊或沒有鎖緊。

　　4、軸承箱孔徑精度不高，箱孔變形、扭曲。

　　5、軸徑過小，軸肩尺寸不合，與軸承相干涉。

　　6、由于軸徑過大，或箱孔等原因，造成軸承內部間隙過小。

　　7、多個軸承耦合，產(chǎn)生不對正。

　　五、軸心轉動困難

　　1、潤滑失效，油位高低、軸承游隙的選擇。

　　2、清潔程度，雜物。

　　3、摩擦：油封、軸肩與密封，防松片(太陽片)。

　　4、軸的同心度不對正，交叉定位引起的軸向卡死。

　　5、軸承箱精度低、扭曲。

　　六、軸承在軸上松動

　　1、軸徑小，軸承內孔大。

　　2、過盈量不夠。

　　3、緊定套鎖緊不夠。