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轴承的负荷与失效形式及损伤知识分析

2022-04-20 11:34:51 华球(中国)设备

轴承的负荷与失效形式及损伤知识分析


一、轴承的负荷


(一)径向负荷


(二)轴向负荷


(三)组合负荷


(四)偏心错位负荷


(五)圆度偏差负荷


(六)过度配合负荷


(七)偏心径向负荷


(八)不平衡负荷

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二、轴承的失效形式


第一步是确定应使用哪种类型和尺寸的轴承。选择通常基于轴承的特定预期寿命。下一步是设计应用,并考虑到当前的服务条件。不幸的是,太多的轴承安装使用后从未达到其计算的预期寿命,因为在搬运,储存,安装,使用,维护中,有一些问题,还需要我们持续关注。


任何轴承的计算预期寿命都基于四个假设:


1.轴承始终能获得适当数量的良好润滑。


2.轴承安装无损坏。


3.轴承相关零件尺寸正确。


4.轴承无固有缺陷。


然而,即使适当地应用和维护轴承,轴承也可能会暴露出另一个失效原因:轴承材料的疲劳。疲劳是指在承载面以下循环施加的剪应力,并观察到表面金属剥落。虽然可以很容易观察到剥落,但有必要区分一下,一个是轴承在正常寿命结束后产生的剥落,另一个是未到正常使用寿命情况下的过早剥落,引发过早剥落的原因应该与,润滑、机械损坏和材料缺陷有关。大多数轴承故障可归因于以下一个或多个原因:


1.轴和壳体上的轴承座有缺陷。


2.错位。


3.错误的安装。


4.配合不正确。


5.润滑失败。


6.密封失效。


7.振动。


8.电流通过。


9.机械杂质。


10.运输、储存和搬运存在问题。


轴承需要正确的储存,需要为应用做出正确的选择,需要正确的安装,需要正确的润滑,需要完好的密封,更需要完美的维护。


失效形式:


(一)疲劳


1.表面下疲劳


1)重复应力


2)表面下的细微裂痕


3)裂痕扩散


4)材料结构改变


5)剥落


疲劳剥落,偏载,错位,压痕,冲击。

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2.表面初始疲劳


1)表面受挫


2)润滑减少


3)滑动运动


4)发光发亮


5)粗糙的微裂纹


6)粗糙的微粒剥落


润滑不当,润滑不当造成磨损的过程,研磨磨损。

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(二)磨损


1.研磨磨损


1)材料的逐步清楚


2)加速过程


3)润滑不当


4)污染颗粒的进入


磨损,粘性磨损。

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2.粘性磨损


1)擦伤/滑动/卡紧。


2)材料转换/摩擦生热。


3)锻造/应力集中并出现裂痕或脱落的再次硬化。


4)低负荷


5)加速


滚子与滚道的擦伤。


轴承温度色变:


稻草色-约150℃--177℃


深棕色-约177℃--205℃


蓝色-约205℃--260℃


黑色-高260℃--


黑色,灰色,松散鳞片,高于540℃--


一般轴承温度可在125℃的条件下正常使用,但是,过高的温度可导致材料硬度下降,每降低2-4的洛氏硬度就可以减少使用寿命的50%左右。


(三)腐蚀。


1.湿气腐蚀。


1)氧化/锈蚀。


2)化学反应。


3)腐蚀点/脱离。


4)蚀刻(水/油混合物)。

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2.摩擦腐蚀。。


1)微动腐蚀/蠕动腐蚀


a)结合部分的微利运动。


b)粗糙粒子的氧化。


c)粉末状锈蚀。


d)材料损失。


e)出现在配合截面处。


蠕动腐蚀。

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2)斑纹腐蚀/压痕腐蚀。


a)滚动元件/滚道。


b)微粒运动/弹性变形。


c)震动。


d)腐蚀/磨损光亮或红色的凹陷区。


e)固定,在滚动元件的游隙处损坏。


f)旋转,损坏部分表现为平行的凹槽。


震动腐蚀。

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(四)电蚀磨损


1.电压过高

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2.电流泄露


1)低电流强度。


2)位置接近的较浅电痕。


3)在滚道和滚子上出现凹槽与滚动轴平行。


4)颜色褪为深灰色。

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(五)塑性变形


1.过载。


1)静态或冲击载荷。


2)塑性变形。


3)滚动元件间隔出现凹陷现象。


4)操作造成的损坏。


2.凹痕


1)碎片造成的凹痕


a)区部过载。


b)颗粒的过度运动。


c)由低碳钢,硬化刚,硬质矿物颗粒造成。

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2)操作中造成的凹痕


a)区部过载。


b)由坚硬锋利的物体造成的刻痕。

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(六)裂痕


1.粗暴敲打所造成的的裂痕。


1)集中的应力超过了抗拉强度。


2)冲击/过度应力。


2.疲劳造成的裂痕。


1)在弯曲作用下超出了疲劳强度


2)裂痕开始出现扩散。


3)最终形成裂痕。


4)内外圈和保持架。

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3.受热造成的裂痕。


1)过度滑动和不足润滑。


2)高摩擦热量。


3)裂痕出现在滑动方向的正确角度。



TAG: 轴承
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