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滚动轴承的失效分析及防止方法

发布日期:2016-11-19 16:10:10  信息来源:本站原创

滚动轴承是运转机械中不可缺少的基础部件之一。滚动轴承的失效给运转机械乃至 整个生产设备带来的损失是巨大的。

近几年来,由于科学技术进步的迅速发展,客户对 滚动轴承产品质量的要求越来越高。特别是自动化、连续生产的企业,对滚动轴承可靠 性的要求更加苛刻。因此如何提高滚动轴承的可靠性已经成为轴承生产企业及使用客户 急需解决的主要问题之一。 滚动轴承的可靠性与滚动轴承的失效形式有着密切的关系,要提高轴承的可靠性, 就必须从轴承的失效形式着手,仔细分析滚动轴承的失效原因,才能找出解决失效的具 体措施。 众所周知,轧机轧辊轴承在极其恶劣的工况条件下工作,它的可靠性与使用寿命直 接影响着钢铁生产的质量及效率。如何降低轧辊轴承的消耗,提高轧机作业率,成为钢 铁企业极为重视的问题之一。

一、轴承的失效机理

1.接触疲劳失效 接触疲劳失效系指轴承工作表面受到交变应力的作用而产生的材料疲劳失效。 简单 地说,是指轴承材料出现麻点或者脱落。 接触疲劳失效常见的形式是接触疲劳剥落。接触疲劳剥落发生在轴承工作表面,往 往也伴随着疲劳裂纹,首先从接触表面以下最大交变切应力处产生,然后扩展到表面形 成不同的剥落形状,如点状为点蚀或麻点剥落,剥落成小片状的称浅层剥落。由于剥落 面的逐渐扩大,而往往向深层扩展,形成深层剥落。深层剥落是接触疲劳失效的疲劳 源。 

2.磨损失效

磨损失效系指轴承零件表面之间的相对滑动摩擦所导致的其工作表面金属不断磨损 而产生的失效。持续的磨损将引起轴承零件逐渐损坏,并最终导致轴承尺寸精度丧失及 其它相关问题。

磨损失效是各类轴承常见的失效模式之一,按磨损形式通常可分为最常 见的磨粒研磨磨损和粘着磨损。 磨粒磨损系指轴承工作表面之间挤入外来坚硬粒子或硬质异物或金属表面的磨屑且 接触表面相对移动而引起的磨损,常在轴承工作表面造成犁沟状的擦伤。 粘着磨损系指由于摩擦表面的显微凸起或异物使摩擦面受力不均,在润滑条件严重 恶化时,因局部摩擦生热,易造成摩擦面局部变形和摩擦显微焊合现象,严重时表面金 属可能局部熔化,接触面上作用力将局部摩擦焊接点从基体上撕裂而增大塑性变形。 

 3.断裂失效

轴承断裂失效主要原因是缺陷与过载两大因素。轴承断裂失效常见于轧机轧辊轴承 的使用。 当外加载荷超过材料强度极限而造成零件断裂称为过载断裂。

过载原因主要是主机 突发故障或安装不当。轴承零件的微裂纹、缩孔、气泡、大块外来杂物、过热组织及局 部烧伤等缺陷在冲击过载或剧烈振动时也会在缺陷处引起断裂,称为缺陷断裂。

应当指出,轴承在制造过程中,对原材料的入厂复验、锻造和热处理质量的控制、 加工过程控制中可通过仪器正确分析上述缺陷是否存在,必须加强严格控制。但一般来 说,通常出现的轴承断裂失效大多数为过载失效。

4.腐蚀—腐蚀失效

有些滚动轴承在实际运行当中不可避免的要接触到水、水汽以及腐蚀性介质等,这 些物质会引起滚动轴承的生锈和腐蚀。轴承滚道及滚子表面高粘度的加工,使其极容易 受到潮气和水的腐蚀。另外滚动轴承在运转过程中还会受到微电流和静电的作用,造成 滚动轴承的电流腐蚀。

滚动轴承的生锈和腐蚀会造成套圈、滚动体表面的坑状锈,梨皮 状锈及滚动体间隔相同的坑状锈,全面生锈及腐蚀。最终导致滚动轴承的失效。 除此之外,滚动轴承在工作中,由于外界或内在因素的影响,使原有配合间隙改 变,精度降低,乃至造成咬死称为游隙变化失效。外界因素如过盈量过大,安装不到 位,温升引起的膨胀量、瞬时过载等,内在因素如残余奥氏体和残余应力处于不稳定状 态等均是造成游隙变化失效的主要原因。

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