轴承失效形式及原因分析
轴承失效形式及原因知识
轴承基本知识
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轴承基本知识
轴承基本知识
我们车间目前使用的主轴承就是轧机轴承:粗中轧 轧辊和红圈辊箱均使用四列圆柱滚子轴承,CCR辊箱 使用为调心滚子轴承。 圆柱滚子轴承内径与辊颈采用紧配合,承受径向力 ,具有负荷容量大、极限转速高、精度高、内外圈可 分离且可以互换、加工容易、生产成本低廉、安装拆 卸方便等优点。 调心滚子轴承具有双列滚子,外圈有1条共用球面 滚道,内圈有2条滚道 并相对轴承轴线倾斜成一个角 度。这种巧妙的构造使它具有自动调心性能, 因而 不易受轴与轴承箱座角度对误差或轴弯曲的影响,适 用于安装误差或轴 挠曲而引起角度误差之场合。该 轴承除能承受径向负荷外,还能承受双向作用的轴向 负荷。
三、轴承失效原因
三、轴承失效原因
1、氧化渣、水等异物侵入引起的失效: 轧辊轴承的精密度很高,它对异物十分敏感,氧化渣、水等异物侵入轴承内部是使其过早失 效的最主要原因。氧化渣、水等异物与润滑油脂综合后很容易产生油污泥,油污泥的形成和 堆积能造成许多不良后果,其一是油污泥占据了原来润滑油脂的很大一部分空间,因而迟缓 了热量的传递和散发;其二是硬而胶性的堆积物在滚动体和滚道上形成时,在工作负荷下滚 动体滚过这些沉积物时,工作应力将大为增加,结果是轴承的正常疲劳寿命减少:其三是保 持架发生疲劳,随之而来使整个轴承彻底损坏。 2、过载和过热引起的失效: 在安装正确,密封良好的情况下,过载是引起轴承失效的另一原因。众所周知,轧辊辊颈轴 承运行时承受着巨大而又频繁的冲击力,长时间超负荷过载运行,会引起轴承材料的过早疲 劳,最终将体现在滚道表面层材料的碎裂剥离(麻面),这种损坏开始时发生在某些小面积上 ,但扩展极快。通常由于过载而引起的损坏总是先从内圈开始。过热而引起的失效情况多发 生在高线转速相对较快的10架~14架。轧辊轴承上,产生过热的原因可大致归结为:(1)润 滑油脂变质以及不足或过量;(2)过载:(3)装配不良:(4)外部热源传导进来的热量。轴承 长期过热会引起表面变色(暗蓝、蓝黑等)。过热不仅能使保持架严重氧化,同时也能使滚动 体、滚道退火软化,甚至咬死。
轴承基本知识
目前使用的副轴承就均为止推(定位)轴承:双列( 单列)角接角球轴承,主要用来承受轧辊轴向的力,双 列角接触球轴承可以承受径向负荷和作用在两个方向的 轴向负荷,它能限制轴或外壳双向轴向位移,接触角为 30度。可以提供刚性较高的轴承配置,并能承受倾覆力 矩。
二、轴承失效过程
二、轴承失效形式
三、轴承失效原因
3、装配不良引起的失效: 轧辊轴承的使用寿命与轴承的日常维护、清洗、检查、安装等是息息相关的,比较典型的情 况有:(1)对中不良引起保持架损坏。组装好的轧辊在运行中由于安装对中不良,轴承座倾 斜,容易引起轴承保持架损坏,这是因为过度的倾斜会导致保持架的内圈与轴承内圈的边缘 相摩擦,而使保持架过度发热。 (2)装配太紧引起过热。这可能由于轴承压在过紧的轴颈上 而引起内圈膨胀,或是轴承座孔径太小而引起外圈的收缩所导致的径向压紧,也可能是轴向 装压过紧,而这些情况都会导致轴承过热而失效。(3)轴承内圈在轴颈上打滑而引起的内圈 磨损(跑内圈)。这主要是因为轴承内圈与辊轴的装配间隙不当,或由于辊轴本身的材质不良 和辊轴的表面加工精度太低,在两者之间出现微量滑动 导致拉毛发热, 由此而产生的微小 金属碎屑将在接触面上被撕裂下来,而这种金属碎属又将作为磨料使接触面进一步受到磨损 ,更为严重的是这些金属磨料还有可能进入轴承内部,使滚动体和滚道也都受到磨损。(4) 轴承外圈在轴承座孔内转动而引起的外圈磨损(跑外圈)。这主要是因为轴承座内孔加工不良 或长期磨损又不及时更换,因而造成外圈在轴承座内快速旋转,这种情况的出现同样会导致 轴承过热及更为严重的后果。 反映在轴承装配过程中,因为测量不准确、检查不仔细或清洗安装不认真等引起轴承损坏, 即装配质量直接影响着轴承使用寿命。
二、轴承失效形式及措施
3、保持架的损伤 损伤状态:保持架的损伤由保持架的变形、折损、磨损等,以及柱的折损、端面部的变形、 凹处面的磨损、导向面的磨损。 原因:安装不良(轴承的非直线性);使用不良;力矩载荷大;冲击,震动大;转速过大, 急加减速;润滑不良;温度上升。 措施:检查安装方法;检查载荷、旋转及温度条件;减低震动;合理选择保持架;改变润滑 剂和润滑方法。 4、烧伤 损伤状态:滚道轮、滚动体以及保持架在旋转中急剧发热直至变色、软化、熔敷和破损。 原因:润滑不良;载荷过大(预压过大);转速过大;游隙过小;水、异物的侵入;轴、轴 承箱的精度不良、轴的挠度大。 措施:更换润滑剂及润滑方法;合理选择轴承;改善配合、轴承间隙和预压;改善密封装置 ;检测轴和轴承箱的精度;改善安装方法。
疲劳剥落现象
压痕和冲击
二、轴承失效形式
润滑不当造成的磨损过程
润滑进水
二、轴承失效形式
振动造成的伤痕
电痕
二、轴承失效形式
冲击和过度应力
过度配合造成裂纹
二、轴承失效形式及措施
1、剥离 损伤状态:轴承在承受旋转载荷时,内圈、外圈的滚道或滚动体面由于滚动疲劳而呈现鱼鳞 状的剥离现象。 原因:载荷不当;安装不良(非直线性);力矩载荷;异物进入、进水;润滑不良、润滑剂 不合适;轴承游隙不适当;轴承箱精度不好、轴承箱的刚性不均、轴的挠度大;生锈、侵蚀 点、擦伤和压痕(表面变形现象)。 措施:检查载荷的大小;改善安装方法、改善密封装置、停机时防锈;使用适当粘度的润滑 剂、改善润滑方法;检查轴和轴承箱的精度;检查游隙。 2、断裂 损伤状态:由于对滚道的挡边或滚子角的局部施加冲击或过大载荷,而使其一小部分断裂。 原因:安装时受到了打击;载荷过大;跌落等;使用不良。 措施:改善安装方法(采用热装、使用适当的工具夹);改善载荷条件;轴承安装到位,使 挡边受支承。
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