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SKF轴承失效分析:失效形式、特征及可能原因

2019年07月28日 第一现场 暂无评论 阅读 340 人 次
本文从轴承负荷形式、失效模式分类以及失效原因查找三个方面进行介绍,希望对您有所帮助!

轴承失效过程

轴承负荷形式

1常规径向负荷区域

2内圈转动负荷

3外圈转动负荷

4组合(径向和轴向)负荷

轴向(推力)负荷

5存在偏心时

↓↓↓ 外圈倾斜

↓↓↓ 内圈倾斜

↓↓↓球轴承

↓↓↓圆柱轴承

6轴承座孔变形

7过度配合——预负荷

↓↓↓偏心径向负荷

↓↓↓不平衡负荷

失效模式分类
具有可识别特性的失效原因

具有可识别失效模式的失效机制

观察损坏情况可帮助识别失效原因

具体的失效模式分类如下:

下面简单介绍一些各种失效模式的基本特征:

1疲劳

(1) 表面下疲劳

  • 重复应力改变
  • 材料结构改变
  • 表面下的细微裂痕
  • 裂痕扩散
  • 脱离、剥落和脱落

↓↓↓ 疲劳剥落现象

↓↓↓ 边部偏载

↓↓↓ 压痕和冲击

(2)表面初始疲劳

  • 表面受挫
  • 润滑减少
  • 滑动运动
  • 发光发亮
  • 粗糙的微裂纹
  • 粗糙的微粒剥落

↓↓↓ 润滑不当

↓↓↓ 润滑不当造成磨损的过程

2磨损

(1)研磨磨损

  • 材料的逐步清除
  • 加速过程
  • 润滑不当
  • 污染颗粒的进入

↓↓↓ 对磨磨损

(2)粘性磨损

  • 擦伤/滑动/卡紧
  • 材料转换/磨擦生热
  • 锻造/应力集中并出现裂痕或脱落现象的再次硬化
  • 低负荷
  • 加速

↓↓↓ 滚子与轨道的擦伤

↓↓↓ 温度色变

  • SKF轴承可在温度达125°C (~ 250°F)的条件下使用
  • 过高的温度可导致硬度下降
  • 降低2-4点洛氏硬度可减少寿命50%

3腐蚀

(1)湿气腐蚀

  • 氧化/锈蚀
  • 化学反应
  • 腐蚀点/ 脱离
  • 蚀刻(水/油混合物)

↓↓↓ 锈蚀

(2)摩擦腐蚀

(a)蠕动腐蚀

  • 结合部分的微粒运动
  • 粗糙粒子的氧化
  • 粉末状锈蚀
  • 材料损失
  • 出现在配合接面处

↓↓↓ 配合不当

(b)压痕腐蚀

  • 滚动元件/滚道
  • 微粒运动/弹性形变
  • 振动
  • 腐蚀/磨损:光亮或红色的凹陷区域
  • 固定:在滚动元件的游隙处损坏
  • 旋转:损坏部分表现为平行的凹槽

↓↓↓ 振动造成的失效

4电蚀磨损

(1)电压过高

  • 高电流= 放电现象
  • 即时的本地加热可导致熔化和/或焊接现象的产生
  • 放电痕达到100μm

(2) 电流泄漏

  • 低电流强度
  • 位置接近的较浅电痕
  • 在滚道和滚子上出现凹槽,与滚动轴平行
  • 颜色褪为深灰色

电流通过的解决方案:

组合式深沟球轴承

↓↓↓ Inso涂层

5塑性变形

(1)过载

  • 静态或冲击负荷
  • 塑性变形
  • 滚动元件间隔出现凹陷现象
  • 操作造成的损坏

↓↓↓ 安装中出现的损坏

(2)凹痕

  • 局部过载
  • 颗粒的过度滚动= 凹痕
  • 由低碳钢/硬化钢/硬质矿物颗粒造成
  • 局部过载
  • 由坚硬/锋利的物体造成的刻痕

↓↓↓ 颗粒造成的凹痕

↓↓↓ 操作造成的损坏

↓↓↓ CRB滚子损坏,使用不当造成的失效

6列痕

(1)粗暴的敲打所造成的裂痕

  • 集中的应力超过了抗拉强度
  • 冲击/过度应力

↓↓↓ 过度配合所造成的裂痕

(2)疲劳造成的裂痕

  • 在弯曲作用下超出了疲劳强度
  • 裂痕开始出现/扩散
  • 最终形成裂痕
  • 圈和保持架

(3)受热造成的裂痕

  • 过度滑动和/或不足的润滑
  • 高磨擦热量
  • 裂痕出现在滑动方向的正确角度上

失效原因查找
  • 收集运行数据、监控数据
  • 采集润滑剂样本
  • 检查轴承环境
  • 评估安装条件下的轴承状态
  • 标记安装位置
  • 卸下、标记并包装轴承和零件
  • 检查轴承座
  • 检查轴承和零件
  • 记录目测的观察结果
  • 使用失效模式排除不可能的原因并确定实效的根本原因
  • 如需要联系外界人员以获得帮助
  • 若有必要开始修理
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