轴承故障及原因目录简介轴承故障及其原因轴承的使用寿命滑道类型及其说明轴承损坏的类型磨损研磨颗粒引起的磨损不充分润滑引起的磨损振动引起的磨损缺口/凹痕错误安装或过载引起的缺口/凹痕外来颗粒引起的缺口/凹痕脏污滚子末端或导轨边缘的脏污滚子和滑道的脏污与滚子间距对应的滑道的脏污外表面的脏污止推球轴承的脏污表面损坏深层生锈摩擦腐蚀电流通过引起的损坏散裂预载引起的散裂椭圆挤压引起的散裂轴挤压引起的散裂未对准引起的散裂缺口/凹痕引起的散裂脏污引起的散裂深层生锈引起的散裂摩擦腐蚀引起的散裂槽/坑引起的散裂裂缝粗糙处理引起的裂缝过分驱动引起的裂缝脏污引起的裂缝摩擦腐蚀引起的裂缝支撑架损坏振动超速阻塞其他简介轴承故障及其原因轴承是大多数机器的最重要组成部分, 因而对其工作能力和稳定性有严格要求. 因此, 非常重要的滑动轴承近年来一直是人们广泛研究的对象, 滑动轴承技术也已成为一特殊的科学分枝. SKF从一开始就一直站在这一领域的前沿.进行此项研究, 可以相当精确地计算轴承寿命, 从而更好地与有关机器寿命相匹配.然而, 轴承有时达不到它的额定寿命. 原因可能有很多, 比如负载比预期大, 不充分润滑, 粗糙处理, 无效密封, 安装过紧从而导致不能彻底清洁轴承内部. 不同类型的原因会造成不同类型的损坏. 因此, 如果可能的话, 应检查损坏的轴承, 在大多数情况下查明损坏原因并采取必要的措施以防止损坏的再次发生.轴承的使用寿命一般说来, 旋转轴承不可能永远旋转下去, 除非达到理想怕操作条件, 或者达不到疲劳极限, 但材料迟早会出现疲劳. 出现疲劳前的阶段有助于确定轴承旋转圈数和负载大小. 剪切应力循环出现于支撑表面的负载下会导致疲劳. 之后该应力会造成裂缝并逐渐延伸到表面. 滑动件忽略材料裂片脱离即为散裂, 散裂后长度会慢慢增大(见图1至图4) 并最终导致轴承无法继续使用.旋转轴承的寿命即最初散裂发生前其旋转圈数. 这并不是说散裂后就不能使用轴承. 散裂是一个持续时间相对较长的过程, 可以通过轴承内不断增加的噪音和振动来判断. 因此, 通常有很多时间来准备更换轴承.图1-4 散裂的过程滑道类型及其说明旋转轴承在旋转件接触面负载旋转, 滚道表面看起来通常有点阴暗. 这不意味着磨损, 并对轴承寿命无关紧要. 此文中, 滚道内圈或外圈的无光泽的表面即滑道类型, 因旋转和负载条件而在外观上有所不同. 检查拆下来的轴承的滑道类型, 可以更清楚的了解轴承是在什么条件下运行. 弄清标准和非标准滑道类型之间的区别, 可以准确地判断轴承是否在正常条件下运行.图5-11表明了不同旋转和负载条件下的标准滑道类型, 图12-18表明了非标准工作条件下的类型.绝大多数情况下, 轴承的损坏发生在滑道类型范围内, 而且, 一旦认识到其重要性, 其外观和位置将有助于判断损坏的原因.因为深槽球轴承和止推球轴承特有的滑道类型, 它们常被用来进行举例论证. 然而, 对图进行修改后仍适用, 对其它类型轴承也一样.图 5 单向径向负载. 内圈旋转, 外圈固定.内圈: 滑道类型宽度一致,位于中心, 延伸到滚道整个周围.外圈: 负载方向滑道类型最宽, 逐渐细到末端. 正常安装和清洁内部后, 该滑道类型延伸到略小于滚道周围一半.图 6 单向径向负载. 内圈固定, 外圈旋转.内圈: 负载方向滑道类型最宽, 逐渐细到末端. 正常安装和清洁内部后, 该滑道类型延伸到略小于滚道周围一半.内圈: 负载方向滑道类型最宽, 逐渐细到末端. 正常安装和清洁内部后, 该滑道类型延伸到略小于滚道周围一半.外圈: 滑道类型宽度一致, 位于中心, 延伸到滚道整个周围.图8径向负载与外圈同步旋转. 内圈固定–外圈旋转.内圈: 滑道类型宽度一致, 位于中心, 延伸到滚道整个周围.外圈: 负载方向滑道类型最宽, 逐渐细到末端. 正常安装和清洁内部后, 该滑道类型延伸到略小于滚道周围一半.图9单向径向轴负载. 旋转内圈或外圈.内圈和外圈: 滑道类型宽度一致, 位于中心, 延伸到两者滚道整个周围,横向更换.内圈: 滑道类型宽度一致, 位于中心, 延伸到滚道整个周围, 横向更换.外圈: 滑道类型延伸到滚道整个周围, 横向更换. 该类型在径向负载方向为最宽.图11 单向轴负载. 旋转轴垫片–固定外垫圈.轴垫片和外垫圈: 滑道类型宽度一致, 延伸到两者滚道整个周围.图12 单向径向负载+不平衡. 旋转内圈–蠕动外圈.内圈和外圈: 滑道类型宽度一致, 延伸到两者滚道整个周围.内圈: 滑道类型宽度一致, 位于中心, 延伸到滚道整个周围.外圈: 滑道类型位于中心, 延伸到滚道整个周围, 该类型在径向负载方向为最宽.图14 外圈椭圆挤压.旋转内圈–固定外圈.内圈: 滑道类型宽度一致, 位于中心, 延伸到滚道整个周围.外圈: 滑道类型位于滚道直径相对的两个截面. 该类型收缩的地方最宽.图15 外圈未对准.旋转内圈–固定外圈.内圈: 滑道类型宽度一致, 位于中心, 延伸到滚道整个周围.外圈: 滑道类型位于滚道直径相对的两个截面, 相互对角更换.内圈: 滑道类型在两个直径相对的截面, 相互对角更换.外圈: 负载方向滑道类型最宽, 逐渐细到末端. 由于内圈未对准, 减少内部清洁次数, 滑道类型长度取决于内部清洁减少的程度.图17 外垫圈位于相对轴垫片离心的位置. 旋转轴垫片, 固定外垫圈.轴垫片: 滑道类型宽度一致, 延伸到滚道整个周围.外垫圈: 滑道类型延伸到滚道整个周围, 相对滚道离心.图18 外垫圈未对准. 旋转轴垫片, 固定外垫圈.轴垫片: 滑道类型宽度一致, 延伸到滚道整个周围.外垫圈: 滑道类型位于滚道中心, 比其周围部分宽.轴承损坏的类型不同的原因会引起不同的故障造成不同的损坏. 比如初级损坏会引起中级损坏---散裂或破裂, 最终出现故障. 过度的内部清洁, 振动, 噪音等初级损坏都会使轴承废旧. 轴承出现故障通常是由初级损坏和中级损坏共同引起的, 分类如下:初级损坏:磨损缺口/凹痕表面损坏腐蚀电流损坏中级损坏:散裂破裂磨损通常情况下, 旋转轴承的磨损不易被察觉, 它一般因不充分润滑,外来颗粒进入, 未运转轴承的振动所致.研磨颗粒引起的磨损研磨颗粒, 像粗砂/屑一样细小, 进入轴承会磨损滚道, 旋转件和支撑架. 表面会因研磨颗粒的粗糙程度和不同种类而出现不同程度的灰暗/无光泽. 有时铜支撑架的颗粒会产生铜绿, 出现浅绿色的油脂.因为轴承在运行, 表面和支撑架也会有材料磨损, 所以研磨颗粒数量将会越来越多, 从而最终导致轴承无法继续使用. 但是没有必要报废只有轻微磨损的轴承,这样的轴承清洁后便可再次使用.研磨颗粒可能是因为密封状况不够好而进入轴承, 伴随受污染的润滑剂进入轴承或在安装操作过程中进入轴承的.图19 带滚道的球形滚子轴承的外圈已被研磨颗粒磨损. 很容易看出磨损与未磨损截面的分界线.不充分润滑引起的磨损图20 圆柱滚子由于缺少润滑剂而出现镜面表面.图21 球形滚子轴承的外圈未充分润滑.滚道出现镜面磨光.振动引起的磨损图22 锥形滚子轴承的外圈在操作时因振动被损坏.图23 圆柱滚子轴承因振动被损坏. 轴承未运行时便已被损坏. 从由底部腐蚀引起的明显沉陷间的散裂可以很明显看出, 该圈位置已在短期内发生改变.图24 圆柱滚子轴承的内外圈易受振动. 内圈位置已改变.图25 弹簧加载一个深凹槽球轴承以防止振动损坏.图26 自动对准球轴承的外圈因振动被子损坏. 该轴承根本没有旋转.缺口/凹痕错误安装或过载引起的缺口/凹痕图27 止推球轴承的垫圈在未运行时受过载的影响. 缺口/凹痕较窄, 径向对准, 球状不如径向球轴承.图28—30 不恰当的处理结果. 双排圆柱滚子轴承的滚子受到撞击(图28). 如外围照相机所拍, 滚子出现两个直径相对的缺口/凹痕(图29). 滚子依次使内圈滚道出现凹痕.外来颗粒引起的缺口/凹痕图31 滚子轴承的一个滚道中因脏东西导致的缺口/凹痕- 放大50倍脏污滚子末端或导轨边缘的脏污图32 球形滚子轴承的滚子表面的脏污–放大100倍图33 圆柱滚子末端出现由过大的轴向载荷和不恰当润滑引起的脏污.图34 与图33中同样原因引起的导轨边缘脏污.滚子和滑道的脏污图35 球形滚子轴承外圈两滚道出现滑材脏污.与滚子间距对应的滑道的脏污图36 安装圈图37 圆柱滚子轴承内圈滚道里面和滚子上面出现脏污条纹, 因为装配滚子时装歪了, 没有旋转.图38 球形滚子轴承的外圈滚道出现由打击/吹内圈引起的脏污条纹.图39 一条如图38所示的脏污条纹–放大50倍外表面的脏污图40 圆柱滚子轴承内圈的脏污面.图41 球形滚子轴承外圈的脏污外表面. 从轴孔到轴承环发生材料转移.止推球轴承的脏污图42 止推球轴承滚道出现脏污条纹,因为相对负荷而言, 旋转速度过高.图43 用弹簧给止推球轴承预加负荷表面损坏图44表面损坏即表现为一条环绕球形滚子轴承的滚子的带状.图45 如图为表面损坏 – 放大100倍腐蚀深层生锈图46 圆柱滚子轴承外圈出现深沟生锈.图47 球形滚子轴承内圈出现大量水蚀痕迹.摩擦腐蚀图48 球形滚子轴承外圈出现摩擦腐蚀图49 自动对准球轴承孔出现大面积摩擦腐蚀.电流通过引起的损坏图50 球形滚子轴承外圈出现由电流通过引起的凹槽图51 自动对准球轴承外圈被电流损坏.图52因电流损坏的深沟球轴承呈Z形. 假设瞬时高安电流通过时, 这种结构发热, 并伴随轴向振动.图53 通道轴箱轴承未运行时, 因高安电流通过被损坏.图54 通道轴箱轴承的滚子因电流通过被损坏(同图53中轴承)散裂预载引起的散裂图56 自动对准球轴承的外圈抬高过多至锥形座. 发现损坏后, 轴承仅旋转一点. 轴承一投入使用就会发生散裂.图55 散裂的锥体和锥形滚子轴承的滚子, 由巨大的负荷和不正确润滑引起.椭圆挤压引起的散裂图57 装在有椭圆孔的机架上的球形滚子轴承的外圈出现散裂图58 自动对准球轴承的外圈受制于额外的轴向负荷. 负荷区出现散裂.图59 球形滚子轴承内圈出现散裂. 整个滚道周围的散裂程度表明, 相对径载荷而言, 轴向载荷已过大.图60深带沟球轴承外圈未和轴对准.因此球滑道出现椭圆构造. 后果同椭圆挤压(如图31).图61 圆柱滚子轴承内圈滚道一侧出现散裂, 由未对准导致的过载造成.缺口/凹痕引起的散裂图62 深带沟球轴承内圈出现各种散裂. 通过干涉配合安装该圈到轴上, 对准外圈打击/吹, 因此, 安装动力通过球, 引起缺口/凹痕.图63 从旁边的缺口/凹痕开始的散裂(黑色区域) – 放大100倍.脏污引起的散裂图64 圆柱滚子轴承内圈出现脏污引起的大面积散裂, 如图65所述.图65 圆柱滚子轴承内圈出现不正确安装引起的脏污, 间距与滚子一致.图66 球形滚子轴承的滚子出现因深层生锈引起的散裂.图67 如图66中的横截面, 疲劳裂缝延伸到表面以下. 散裂也是以同种方式.图68 图66中损坏情况放大后.图69 球形滚子轴承外圈滚道出现散裂. 相应的摩擦腐蚀区域在外表面(此图中, 该圈被放置在一面镜子前面). 腐蚀的加剧伴随着体积的增大, 导致轴承圈变形和局部过载, 因而过早疲劳和散裂.槽/坑引起的散裂图71 球形滚子轴承内圈两滚道出现由振动引起的散裂.图70 自动对准球轴承外圈出现散裂, 由电流通过时形成的坑引起. 显然散裂已经开始于该坑, 向两方向扩展. 分离的材料碎片会导致缺口/凹痕, 从而进一步造成散裂.裂缝图72 自动对准球轴承外圈断裂. 可以看到底部边缘的缺口/凹痕, 由粗糙处理造成, 裂缝则源于这些缺口/凹痕.图73 球形滚子轴承内圈出现裂缝. 一个滚子已被拆除, 以检查图片左边的滚道. 然后将其锤回原位, 导致中心法兰脱离. 该影响通过滚子转移到另一排, 外法兰零件也脱落. 同时轴承圈出现裂缝.图74 球形滚子轴承内圈和外法兰出现直接打击造成的断裂.图75 球形滚子轴承内圈截面–放大3,5倍. 由于过度抬高, 该轴承圈已破裂, 源于深色区域, 通过孔斜面.图76 内圈断裂面, 如图75.脏污引起的裂缝图77 球形滚子轴承内圈破裂, 穿过一面的脏污. 轴承圈装在间隔装置附近, 不够紧地装在轴上. 因此, 间隔装置相对轴和轴承圈旋转.图78 轴承圈的一面的脏污损坏. 注意开始时的横向裂缝.摩擦腐蚀引起的裂缝图79 球形滚子轴承内圈出现摩擦腐蚀和穿过轴承圈的横向裂缝. 摩擦腐蚀导致裂缝.图80 深带沟球轴承外圈出现纵向裂缝和摩擦腐蚀.支撑架损坏主要原因:振动超速磨损阻塞其他原因:如果深带沟球轴承的轴承圈没有装在一条直线上, 球的滑道会出现椭圆结构. 如果支撑架集中在球上, 每次旋转应改变形状. 随后形成疲劳裂缝, 迟早导致断裂.止推球轴承与径向普通轴承装在一起时出现类似情况. 如果对普通轴承进行清洁, 止推球轴承的垫圈将相互位移. 因此, 球不走其正常滑道, 而且会对支撑架造成巨大压力.受严重加速或减速影响的轴承支撑架, 再加上速度波动, 会受惯性力影响. 因此, 在接触面之间会产生巨大压力, 并出现严重磨损.图81 如图82支撑架的断裂面. 可以清楚看到疲劳裂缝.图82 球形滚子轴承的支撑架. 带上已形成疲劳裂缝.。