SKF轴承失效分析:失效形式、特征及可能原因

2017-05-04  by:CAE仿真在线  来源:互联网


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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

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轴承负荷形式

1常规径向负荷区域

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2内圈转动负荷

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3外圈转动负荷

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4组合(径向和轴向)负荷

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轴向(推力)负荷

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5存在偏心时

↓↓↓ 外圈倾斜

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↓↓↓ 内圈倾斜

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↓↓↓球轴承

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↓↓↓圆柱轴承

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6轴承座孔变形

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7过度配合——预负荷

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偏心径向负荷

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不平衡负荷

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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:

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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

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↓↓↓ 疲劳剥落现象

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↓↓↓ 边部偏载

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↓↓↓ 压痕和冲击

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(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

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↓↓↓ 润滑不当

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↓↓ 润滑不当造成磨损的过程

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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

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↓↓ 对磨磨损

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(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

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↓↓ 滚子与轨道的擦伤

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↓↓ 温度色变

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  • 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%

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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)

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↓↓ 锈蚀

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(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

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↓↓↓ 配合不当

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(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

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↓↓↓ 振动造成的失效

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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

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(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

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电流通过的解决方案:

组合式深沟球轴承

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↓↓↓ Inso涂层

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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

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↓↓↓ 安装中出现的损坏

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(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

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↓↓↓ 操作造成的损坏

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↓↓↓ CRB滚子损坏,使用不当造成的失效

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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

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↓↓↓ 过度配合所造成的裂痕

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(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

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(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

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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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