軸承在(zai)設備中的(de)應用相當(dang)廣泛，軸承(cheng)壽命極其(qí)關鍵。據🌏統(tǒng)計，旋轉機(jī)械的故障(zhang)中軸承的(de)損壞故障(zhàng)約占30%，而💋這(zhè)些根源很(hěn)簡單，例如(ru)貨物列車(che)脫軌事故(gu)，據調查發(fā)現軸箱☎️中(zhong)的一個軸(zhóu)承🏃‍♀️過熱(如(ru)圖1)，導緻車(chē)軸斷裂，造(zào)成車廂傾(qing)覆、交通中(zhōng)斷數小時(shí)，事故損失(shi)巨⛹🏻‍♀️大。

圖1 軸(zhóu)箱軸承

軸(zhou)承故障損(sǔn)傷根源分(fèn)析：

軸承是(shì)大部分設(shè)備的核心(xīn)部件，一旦(dàn)軸承失效(xiao)，設備☂️就會(hui)停✂️止，找到(dao)根源以避(bì)免事故再(zai)次發生就(jiu)顯得尤為(wei)重要。實際(ji)上，軸承一(yi)旦受損，它(ta)就會逐漸(jiàn)惡化直到(dao)🥵無法工作(zuo)，那時故障(zhang)發生的所(suo)有證據可(kě)能都被破(pò)壞了。

如圖(tú)2 揭示了損(sun)傷從小到(dào)大的整個(gè)過程，外部(bù)顆粒(污染(ran)物)進入🈲軸(zhóu)承，運動中(zhōng)産生凹痕(hen)(污染物被(bèi)壓入滾道(dao))。凹痕邊緣(yuan)會升🏃高，所(suo)以凹痕看(kàn)起來像個(gè)坑。滾道局(ju)部幾何形(xing)🤞狀發生改(gǎi)變，使得這(zhe)個區域無(wu)法形成良(liang)好油膜把(ba)接觸📐表面(miàn)分離💰開來(lai)，結果造成(cheng)材料疲勞(láo)。最初是表(biao)面出現裂(liè)縫，最後是(shì)受📧損區域(yù)剝落，随着(zhe)繼續運🔴轉(zhuǎn)，剝落不斷(duàn)加劇。到後(hòu)來，受損區(qū)㊙️域變得如(ru)此之📧大，最(zuì)初的受損(sun)點(即凹痕(hen)🙇‍♀️)完全消失(shi)。此時對❓受(shou)損軸承進(jin)行檢🙇🏻查，已(yǐ)很難發現(xian)問題的根(gen)源:即🔆可能(neng)由于密封(feng)不好緻使(shi)污染物進(jin)入軸承。

圖(tú)2 軸承損傷(shāng)的發展

每(měi)種故障都(dōu)有其特有(yǒu)的特性，通(tong)過觀察損(sǔn)傷狀況有(you)可能🔴确定(ding)故障根源(yuan)。下面相關(guan)軸承損傷(shang)類型和軸(zhou)承損傷👌的(de)根源

1、磨損(sun)

磨損是滾(gun)動軸承最(zuì)常見的故(gu)障之一，通(tōng)常是由異(yì)物引起研(yan)磨損傷、擦(ca)傷、槽痕、圓(yuán)周線痕或(huo)碎屑污染(ran)，分磨耗磨(mo)損和粘滞(zhì)磨損✌️兩大(dà)類。

磨耗磨(mo)損是由于(yú)軸承内部(bu)有微小異(yì)物，它們可(kě)能是來自(zi)外部或内(nei)部的污染(rǎn)顆粒，比如(rú)齒輪帶來(lai)的金屬微(wei)粒或碳化(hua)物。這些顆(kē)粒将磨損(sǔn)或研磨滾(gǔn)道和滾動(dong)體，在圓錐(zhuī)滾子👅軸承(cheng)中，滾子端(duān)面和内圈(quan)擋🈲邊的磨(mo)損程度遠(yuan)比滾道嚴(yan)重🐕，這種磨(mó)損将造成(cheng)軸🐉向遊隙(xì)或内部間(jian)隙擴大，進(jin)而降低軸(zhou)承壽命，導(dǎo)緻軸承偏(pian)心。此外，磨(mo)損也會影(yǐng)響軸承所(suǒ)在機器的(de)其他零件(jiàn)。污染物能(néng)💚進入軸承(chéng)内部，通常(chang)是密封圈(quan)嚴重磨損(sun)或失效(或(huo)沒有)。潤滑(huá)劑分析可(ke)能會發現(xian)污染物的(de)來源，從而(er)有助于找(zhao)到解決問(wen)題的方法(fǎ)。

粘滞磨損(sun)主要發生(shēng)在輕負荷(hé)、潤滑不良(liang)、滾動體速(sù)度差較🍓大(da)從而産生(shēng)滑動的接(jiē)觸表面。例(lì)如，滾動體(ti)從無載區(qu)進入♈承載(zai)💞區的過程(cheng)，滾動體在(zai)無載區失(shi)速，當重新(xin)進入承載(zai)區時獲得(de)😄加速。這将(jiāng)導緻潤滑(hua)膜撕破、滑(hua)🈲動、發熱，導(dao)緻材料可(ke)能從滾動(dòng)體轉移到(dao)🔞滾道或從(cong)滾道轉移(yí)到滾動體(tǐ)上。早期階(jiē)段，外觀是(shi)🚶發光表面(miàn)，但🏃🏻‍♂️很快它(ta)就變成無(wu)光表面，或(huo)多或少帶(dai)有粘上的(de)材料。

2、疲勞(lao)

疲勞的表(biǎo)現形式是(shì)剝落，即軸(zhou)承材料出(chū)現麻點或(huò)脫❌落，剝落(luo)最初發生(shēng)在滾道或(huo)滾動體上(shàng)。

來自滾道(dào)表面下的(de)疲勞是材(cai)料惡化，是(shi)由滾道表(biǎo)面下🌏方的(de)交變應力(li)引起，最終(zhong)導緻材料(liào)衰變。最初(chu)是出現裂(lie)縫，裂🔆縫随(sui)⭕軸承工作(zuò)慢慢發展(zhǎn)，當裂縫發(fa)展到表面(mian)時，就🙇🏻發生(sheng)剝🈚落。

來自(zì)表面的疲(pi)勞通常由(yóu)潤滑不足(zú)引起。潤滑(hua)劑的作用(yong)⭐是建立油(you)膜，把滾道(dào)與滾動體(tǐ)分隔開來(lai)。當潤滑不(bú)良時🧡，會發(fā)🥰生金屬與(yu)🙇‍♀️金屬的接(jiē)觸。表面凸(tu)凹不平(突(tū)出部分)相(xiang)互剪切📧，導(dǎo)緻表面出(chū)現剪切應(ying)力。由于材(cái)料疲勞，出(chu)現小💃🏻裂縫(feng)，然後是微(wēi)剝落。最初(chū)由于表面(mian)粗糙度👌降(jiàng)低了，所以(yǐ)表面可能(néng)很明亮光(guang)滑，但是如(rú)果持續發(fā)展下去，表(biao)面就會變(biàn)得無光，表(biǎo)面破碎會(huì)越來越多(duo)，出現麻點(diǎn)。

3、機械腐蝕(shí)

浸蝕通常(cháng)是由于軸(zhou)承座内溫(wen)度變化，内(nèi)部空氣冷(leng)凝，水份不(bú)👣斷積聚而(er)成。而濕氣(qi)或水時常(cháng)從破損或(huò)🌍不适當的(de)密封圈進(jìn)入軸承，由(yóu)于軸承滾(gun)道和滾動(dòng)體表面精(jing)度極㊙️高，極(ji)易受到濕(shi)氣與水的(de)腐蝕。相比(bǐ)🏃其它損壞(huài)過程，發生(shēng)得較快，能(néng)發展到材(cái)料深處導(dǎo)緻軸承嚴(yán)重損傷。空(kong)氣濕度過(guò)高或用手(shou)指觸摸滾(gǔn)道，都能導(dǎo)緻這種類(lèi)型的腐蝕(shi)。因此做好(hao)防護🔞非常(chang)重要。潮濕(shī)腐蝕通常(chang)發生🧑🏾‍🤝‍🧑🏼在靜(jing)止狀⁉️态，處(chù)于深處的(de)鏽會導緻(zhì)軸承早期(qi)🐅損壞。

摩擦(ca)腐蝕的根(gen)源是兩個(gè)承載面之(zhi)間的微移(yi)動。大多數(shù)情⭐況下，這(zhè)種摩擦腐(fu)蝕發生在(zai)軸承外徑(jìng)和軸❗承座(zuo)之間⭐和軸(zhou)‼️承孔和軸(zhóu)之間，微移(yi)動主要由(yóu)滾動體經(jīng)過時産生(shēng)的循環負(fù)荷引起。配(pèi)合不好、軸(zhou)彎曲或接(jiē)觸面✏️有缺(que)陷，都能導(dao)緻或🧡加速(sù)摩擦腐蝕(shí)的發生。空(kong)氣能進🐇入(ru)沒有保護(hù)的表面，加(jia)速腐蝕的(de)發展。形成(cheng)的氧化鐵(tiě)🏃，體積要比(bi)純鋼大得(dé)多，造成材(cai)料變大，應(ying)力升高，甚(shen)至✊對軸承(cheng)滾道也是(shì)這樣，從而(er)導緻過早(zǎo)性的表面(mian)下疲🐅勞。摩(mo)擦腐蝕容(rong)易造👌成軸(zhou)承圈開裂(lie)。

假硬化也(yě)是一種摩(mo)擦腐蝕，發(fā)生在滾動(dong)體和滾道(dào)⁉️間💜的接觸(chù)區域，是循(xun)環振動引(yin)起的塑性(xìng)接觸面微(wei)移動和回(huí)彈所緻。由(you)于它是發(fā)生在軸承(cheng)靜止和承(chéng)載時，所以(yi)損傷出現(xian)在滾動體(ti)節圓處。根(gēn)據振動的(de)強度、潤滑(hua)條件和負(fù)荷，腐蝕和(hé)磨損可能(néng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻同時發生(sheng)，在滾道上(shàng)形成淺凹(āo)陷。通常，振(zhen)動會導緻(zhi)潤滑劑的(de)☂️局部缺失(shi)、金💃屬與金(jin)屬接觸和(he)磨耗磨損(sun)。凹陷處外(wai)觀通常變(biàn)得無光，經(jīng)常褪色，有(you)時因為發(fa)生潮濕腐(fǔ)🔞蝕而略帶(dài)紅色。偶爾(er)凹陷處呈(cheng)現光亮💘表(biao)面，可能主(zhǔ)要是因為(wei)仍有潤滑(huá)劑，還沒有(you)發生磨耗(hao)磨損。假硬(yìng)🔴化損壞能(neng)導緻球軸(zhóu)承的㊙️球面(mian)出現空洞(dong)，滾子軸承(cheng)出現線條(tiáo)。

4、電腐蝕

當(dāng)電流通過(guo)軸承時，将(jiang)會通過滾(gǔn)動體在内(nei)、外圈間傳(chuan)導，可能出(chu)現過高電(diàn)壓造成的(de)損傷。接觸(chu)表面發生(shēng)的過程與(yu)電弧焊(小(xiao)接📧觸面上(shàng)的高密度(dù)電流)類🐅似(si)，材料被加(jia)熱到回火(huo)至融化♈等(deng)不同程度(dù)。在材料被(bei)回火、再🔅硬(ying)化或融化(hua)的地方，外(wài)觀出現大(da)小不一的(de)褪色區。在(zai)材料融化(hua)的🌏地方，形(xing)成大約0.1mm 至(zhi) 0.5mm 的坑。

同樣(yàng)，電流洩漏(lou)也能造成(chéng)損傷，電流(liu)洩漏來自(zi)通過軸🌂承(cheng)的✍️雜🈲散電(dian)流，而雜散(sàn)電流通常(cháng)是由頻率(lǜ)變化引起(qǐ)的。主要的(de)可見損傷(shang)是凹槽，形(xíng)似洗衣闆(pan)圖案。這些(xiē)凹槽的形(xing)狀，在球軸(zhou)承呈接觸(chù)橢圓，在滾(gun)子軸承呈(cheng)接觸線，滾(gǔn)動體通常(chang)出現均勻(yún)的褪色。相(xiàng)比過高電(dian)壓損傷，在(zai)電流洩漏(lou)中，電流通(tong)過的區域(yù)更大，結果(guo)電流密度(dù)變小，損傷(shāng)溫度也較(jiào)低。因此主(zhǔ)要的可見(jiàn)損壞是回(huí)火效應，即(ji)軸承表面(miàn)變軟。當用(yòng)高倍放大(dà)鏡觀察損(sǔn)傷部位，通(tōng)常也能看(kan)到坑。

5、塑性(xìng)變形

靜态(tài)負荷或沖(chòng)擊負荷可(ke)産生過載(zǎi)，從而導緻(zhì)塑性變形(xíng)，在滾道🚩上(shàng)形成凹痕(hen)。通常安裝(zhuang)不當是産(chan)生此問題(ti)的根源，即(ji)在軸承圈(quan)上用力不(bú)當，從而在(zài)滾動體上(shang)産生沖擊(ji)負荷。碎屑(xiè)造成的凹(āo)痕是因為(wei)外部顆粒(li)(污染物)進(jìn)入軸承，被(bèi)滾動體壓(ya)入滾🌈道。凹(ao)痕的大小(xiǎo)和形狀取(qǔ)決于顆粒(lì)的性質。凹(āo)痕處滾道(dào)的幾💘何形(xíng)狀被破💃壞(huài)，潤滑受到(dào)影響。表面(miàn)出現應力(lì)🌈，疲勞導緻(zhi)表面㊙️過早(zao)剝☂️落。

搬運(yun)造成的凹(āo)陷是由于(yú)軸承表面(miàn)被硬的尖(jian)銳物體碰(peng)壞。由于軸(zhóu)承表面精(jing)度極高，當(dāng)局部過載(zǎi)，比如軸承(cheng)掉落地上(shàng)，就可能會(huì)在表面磕(kē)出凹痕，從(cóng)而讓軸承(cheng)無法工作(zuò)。

6、破裂和開(kāi)裂

受壓破(pò)裂是因為(wei)局部過載(zai)或應力過(guo)高，造成應(ying)力集中超(chāo)過了㊙️材料(liao)的抗拉強(qiáng)度所緻。常(chang)見是野蠻(man)拆⁉️裝軸承(chéng) (沖擊)或⛱️圓(yuán)錐座或襯(chen)套擰得太(tai)緊。當用榔(lang)頭✏️和硬鑿(zao)直接敲打(da)軸承圈，可(kě)能導緻形(xíng)成微小的(de)裂縫。當軸(zhóu)承投入使(shi)用🈲時，軸承(cheng)圈可能有(yǒu)小🔴片脫落(luò)。而安裝時(shí)圓錐座或(huo)襯套擰得(dé)太緊，結果(guǒ)軸承圈出(chu)現抗拉應(yīng)力(圓🐕周應(yīng)力)，當軸承(chéng)投入使用(yong)時産生🌍裂(liè)縫。

疲勞破(po)裂開始于(yú)彎曲狀态(tài)下應力超(chāo)過疲勞強(qiáng)度時。最初(chu)出現一條(tiáo)裂縫，然後(hòu)不斷增多(duo)，最後整個(gè)軸承圈或(huò)保持架開(kai)裂。當使用(yong)緊配合時(shí)可能出現(xiàn)疲勞破裂(lie)，因為緊配(pèi)合可能産(chan)生很高的(de)🤞圓周應力(li)。然後交變(biàn)應力和圓(yuán)周應力共(gòng)同作用，造(zào)成軸承圈(quan)的過早疲(pí)勞，整個圈(quan)裂開。

熱開(kai)裂産生于(yú)兩個表面(mian)相互嚴重(zhong)摩擦時，産(chǎn)生的摩擦(cā)熱導♍緻裂(liè)縫，通常與(yǔ)滑動方向(xiàng)成直角。

很(hěn)多軸承故(gu)障都可以(yǐ)避免。深入(ru)的軸承損(sǔn)傷根源分(fèn)析可以找(zhǎo)到問題根(gen)源，通過采(cai)取适當的(de)措施，能提(ti)前🈚避免故(gu)障💰再次🌏發(fā)生👈，降低故(gù)障成本。