滾動(dòng)軸承的損傷與預(yù)防
滾動(dòng)軸承的損傷與預(yù)防
- 2025/12/6 10:53:09
滾動(dòng)軸承在使用過程中會(huì)發(fā)生各種損傷。為了延長(zhǎng)它的使用壽命，必須在清楚它的損傷形式及原因的基礎(chǔ)上，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
一、損傷分類
1、疲勞剝落
疲勞剝落是軸承工作表面因滾動(dòng)疲勞引起鱗片狀的剝落。
滾動(dòng)軸承工作時(shí)，滾動(dòng)體與內(nèi)圈（或外圈）所受的負(fù)荷都不是恒定的，而是隨著軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)周而復(fù)始地變化著。這種負(fù)荷為交變負(fù)荷；又由于滾動(dòng)體與內(nèi)圈（或外圈）的接觸面積很小，使得接觸應(yīng)力很大，在較高的轉(zhuǎn)速下，在巨大的交變接觸應(yīng)力多次反復(fù)作用下，金屬便會(huì)發(fā)生疲勞。開始，在應(yīng)力集中的部位產(chǎn)生可見微小裂紋，由于潤(rùn)滑油的作用和金屬的腐蝕，使裂紋逐漸擴(kuò)大，當(dāng)擴(kuò)大到一定程度時(shí)，表層金屬便會(huì)產(chǎn)生剝落，形成小印坑，類似麻點(diǎn)，我們?cè)诓饳z軸承時(shí)，會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)內(nèi)或外圈及滾動(dòng)體表面有麻點(diǎn)和一塊塊金屬剝落，這就是金屬疲勞剝落的現(xiàn)象。
滾動(dòng)軸承的疲勞剝落如果在軸承長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后發(fā)生，應(yīng)視為自然損壞，如果在軸承的使用中期或前期發(fā)生，應(yīng)視為非自然剝落，這時(shí)，應(yīng)查明剝落的原因。
2、非自然剝落
非自然剝落是由人為因素引起的發(fā)生在軸承使用中期或早期的剝落。
產(chǎn)生非自然剝落的主要原因?yàn)橛捎谳S承類型選擇不當(dāng)或由于安裝不當(dāng)?shù)人斐傻摹?/span>
（1）由于軸承類型選擇不當(dāng)引起的剝落在有較大軸向負(fù)荷的情況下選用深溝球軸承，就可能發(fā)生早期剝落。剝落主要發(fā)生在滾道，它使?jié)L動(dòng)體的滾動(dòng)軌跡向裝球口方向移動(dòng)，甚至滾過裝球口，最后使?jié)L道發(fā)生嚴(yán)重的剝落損傷。預(yù)防這種損傷的措施是按軸承的工作條件合理地選擇軸承。
（2）由于安裝不當(dāng)引起的剝落
1）安裝時(shí)，軸和外殼的擋肩對(duì)配合表面不垂直，或者由于軸彎曲，使內(nèi)外圈相互歪斜，都會(huì)造成滾動(dòng)表面接觸應(yīng)力過大，導(dǎo)致剝落。
2）外圈安裝在橢圓形或錐形座孔中。當(dāng)滾動(dòng)體通過不規(guī)則的滾道時(shí)，會(huì)增加接觸應(yīng)力，導(dǎo)致滾道和滾動(dòng)體早期剝落。
3）圓柱滾子軸承在安裝時(shí)，由于安裝歪斜以及敲擊時(shí)用力過大使內(nèi)或外圈滾遭受傷。
4）當(dāng)深溝球軸承在軸上過盈安裝時(shí)，如果所加壓力是經(jīng)外圈和鋼球傳遞的，就不可避免地在滾道接觸鋼球的地方造成凹坑。這些凹坑就是剝落之源，發(fā)展迅猛，很快就會(huì)使軸承報(bào)廢。因此，在以過盈安裝內(nèi)或外圈時(shí)，只能對(duì)被安裝的內(nèi)或外圈端面施力。
5）此外，軸承安裝過緊、過松或調(diào)整不當(dāng)，也會(huì)造成軸承的早期剝落。
3、磨損
滾動(dòng)軸承工作時(shí)，滾動(dòng)體與滾道之間主要運(yùn)動(dòng)是滾動(dòng)，很少滑動(dòng)。因此，在正常情況下，軸承零件的磨損并不嚴(yán)重。但當(dāng)雜質(zhì)侵入或潤(rùn)滑不良時(shí)，磨損就會(huì)急劇加速。
（1）雜質(zhì)侵入
混雜在潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)微粒（砂子、臟物等）侵入軸承，就會(huì)在滾道和滾動(dòng)體上發(fā)生磨料磨損。在這種情況下，看不到金屬的剝落，只是在工作表面上看到不均勻的劃傷。由于磨料磨損，內(nèi)或外圈與滾動(dòng)體之間的游隙顯著增大，滾道失去光澤，并出現(xiàn)不均勻的劃痕。
（2）潤(rùn)滑油不足或變質(zhì)
在潤(rùn)滑油不足或潤(rùn)滑油變質(zhì)時(shí)，軸承潤(rùn)滑得不到保證，在這種情況下，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。由于軸承工作中產(chǎn)生的熱量不能通過潤(rùn)滑油帶走，軸承就會(huì)因過熱而喪失原來的機(jī)械性能，硬度大大降低，因此磨耗極為迅速，破壞了軸承的正常工作。
（3）使用不當(dāng)
應(yīng)該指出，軸承的劇烈磨損主要是由于使用不當(dāng)造成的。因此，在軸承使用中應(yīng)保證軸承密封裝置安裝的可靠性，對(duì)軸承工作狀況及潤(rùn)滑狀況進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，保證軸承在良好的潤(rùn)滑狀態(tài)下工作。
4、破裂
滾動(dòng)軸承破裂有兩種情況，一種是疲勞引起的破裂，另一種是安裝不當(dāng)引起的破裂。
（1）疲勞所致
滾動(dòng)軸承零件承受極大的交變載荷。由于軸承的材料缺陷或其他原因，致使軸承某個(gè)部位發(fā)生應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力大于強(qiáng)度極限時(shí)，該處就會(huì)發(fā)生微小裂紋。交變載荷的持續(xù)作用和潤(rùn)滑油的油楔作用，致使裂紋不斷擴(kuò)大，當(dāng)裂紋擴(kuò)大到一定程度時(shí)就會(huì)發(fā)生破裂。
（2）人為造成
造成軸承破裂的更常見的原因是人為的原因。如拆裝時(shí)硬性敲擊以及硬質(zhì)微粒雜質(zhì)侵人軸承內(nèi)部等，都可能引起內(nèi)外圈及保持架等破裂。圓錐滾子軸承間隙調(diào)整過緊，通常在圓錐滾柱的大端發(fā)生破裂；間隙調(diào)整得過大，通常在圓錐滾柱的小端發(fā)生破裂。
5、腐蝕
在軸承零件表面形成暗黑色的斑點(diǎn)和潰爛便是腐蝕的現(xiàn)象。腐蝕的主要原因是：
（1）濕氣或水分浸入軸承內(nèi)部。
（2）使用性質(zhì)不佳的潤(rùn)滑劑也能引起腐蝕。
（3）還有一種腐蝕叫接觸腐蝕，它主要發(fā)生在不旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外圈和滾動(dòng)體的接觸表面上。
6、其他損傷
除上述各種損傷外，還有其他損傷。
（1）火花熔融
如電流通過軸承，在滾道和滾動(dòng)體的接觸點(diǎn)上，電流通過很薄的油膜而引起火花，造成局部表面熔融，使?jié)L道上出現(xiàn)坑疤。這些小坑由于磨損逐漸擴(kuò)大，直至把整個(gè)軸承破壞。
（2）滑動(dòng)、氧化、研磨
當(dāng)軸承不旋轉(zhuǎn)受到附近沖床、空壓機(jī)等振動(dòng)或運(yùn)輸中防護(hù)措施不好，在滾動(dòng)體與內(nèi)或外圈之問產(chǎn)生相對(duì)反復(fù)微小的滑動(dòng)，使一些小顆粒從表面脫落。這些小顆粒一經(jīng)氧化就能成為研磨劑，加速接觸面的磨損。使軸承噪聲增大，影響設(shè)備正常工作。
（3）設(shè)計(jì)不合理
在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上的不合理造成軸承損壞；如在軸承座上用定位螺釘緊固外圈或在軸承上磨槽引起局部應(yīng)力集中，使?jié)L道斷裂。
（4）保持架損壞
保持架由于磨損、破碎及折斷等使得軸承不能使用。
（5）殘磁吸附
由于殘磁造成金屬碎屑的吸附，而使軸承受損傷等。
二、預(yù)防
根據(jù)滾動(dòng)軸承損傷產(chǎn)生的原因，認(rèn)真分析，才能很好地加以預(yù)防。
1、滾動(dòng)軸承應(yīng)妥善保管，軸承切勿雨淋及潮濕，以免銹蝕，嚴(yán)禁磕碰傷等。
2、應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小、方向及性質(zhì)等合理選擇軸承類型、配置及精度。
3、根據(jù)軸承在機(jī)器設(shè)備上的使用情況，合理地選用軸承與軸承座、軸承與軸的配合性質(zhì)及公差等級(jí)。
4、避免電流通過軸承，以防產(chǎn)生電蝕。
5、對(duì)于重要的精密軸承在使用中應(yīng)該有較好的環(huán)境，防止附近沖床等的強(qiáng)烈振動(dòng)對(duì)軸承的振蝕。
6、對(duì)有殘磁的軸承應(yīng)進(jìn)行退磁，防止金屬碎屑的吸附。
7、避免軸承內(nèi)外圈與其他接觸部件的相對(duì)滑動(dòng)引起摩擦造成的發(fā)熱。
8、做好裝配前的準(zhǔn)備工作。
（1）根據(jù)軸承類型、結(jié)構(gòu)、尺寸和配合性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)难b配方法和工具。
（2）檢查軸承組合件裝配表面的加工質(zhì)量，包括尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等。如有銹蝕、表面碰傷等缺陷要認(rèn)真去除。
（3）不允許把軸承當(dāng)量規(guī)去測(cè)量軸頸或軸承座孔的精度。更不得在軸承上倒角、磨槽等，這樣不僅容易使軸承變形，而且切屑也容易進(jìn)入軸承中使軸承損壞。
（4）新軸承在裝配前必須仔細(xì)清洗，清洗后的軸承不能直接放在平臺(tái)上，要用潔凈的布?jí)|在軸承下面，也不能裸手去拿，以防手汗使軸承生銹。
9、嚴(yán)格按照軸承裝配規(guī)則進(jìn)行裝配
（1）裝配過程中，要使軸與軸承孔的中心線重合。如若傾斜，不僅安裝困難，而且會(huì)造成壓痕，軸頸彎曲，甚至?xí)馆S承內(nèi)圈斷裂。
（2）不允許用手錘直接敲打軸承外圈、內(nèi)圈。
（3）加熱裝配大過盈量的大中型軸承時(shí)，應(yīng)避免軸承直接與比油溫高得多的箱底接觸，以免軸承局部過熱而使?jié)L動(dòng)體和內(nèi)外圈滾道退火而失去應(yīng)有的硬度。
三、更換原則
在機(jī)修中確定滾動(dòng)軸承是否需要更換，要根據(jù)具體情況作具體分析區(qū)別對(duì)待。
1、對(duì)于精密機(jī)床主軸部件上的滾動(dòng)軸承，主要從軸承精度角度多加考慮，看軸承是否能滿足主軸部件旋轉(zhuǎn)精度的要求，如果軸承經(jīng)修復(fù)仍達(dá)不到使用要求則需更換，對(duì)用過一段時(shí)間的軸承還要考慮它的壽命能否滿足一個(gè)大修周期的使用要求；還要認(rèn)真整體鑒定軸承有無損傷。
2、其他部位所用的滾動(dòng)軸承確定是否更換，則要進(jìn)行整體鑒定。如不能達(dá)到正常的技術(shù)狀態(tài)，則需考慮更換。
（1）深溝球軸承的鑒定。深溝球軸承正常的技術(shù)狀態(tài)應(yīng)該是：內(nèi)外圈滾道沒有剝落和嚴(yán)重磨痕，且呈一條光亮的圓弧溝槽，所有鋼球都是正球形，表面沒有斑點(diǎn)、裂紋和剝落，保持架完好，軸承轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，感覺不出有間隙、無噪聲等，上述不管哪一項(xiàng)有問題，都不宜使用。
（2）圓錐滾子軸承的鑒定。圓錐滾子軸承外圈是可以分離的，圓錐滾子軸承的滾子應(yīng)落在外圈的中間滾道上，滾子的長(zhǎng)度中心應(yīng)與外圈寬度的中心重合。磨損后兩中心移動(dòng)不應(yīng)相差太多；內(nèi)外圈滾道表面沒有明顯的剝落、裂紋；保持架能將滾子牢固地收攏在內(nèi)圈上，且無破裂；軸承能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)等，檢查中如發(fā)現(xiàn)一項(xiàng)不合格，軸承不宜繼續(xù)使用。
（3）圓柱滾子軸承的鑒定。圓柱滾子軸承內(nèi)外圈滾道和滾子應(yīng)沒有破碎、麻點(diǎn)和較深的磨損痕跡，保持架應(yīng)不變形、不破碎、并能將滾子收攏在內(nèi)圈上，否則，軸承不宜使用。
（4）止推球軸承的鑒定。可用的止推球軸承，兩個(gè)滾道墊圈應(yīng)沒有剝落和嚴(yán)重的磨損，鋼球應(yīng)沒有麻點(diǎn)和裂紋，保持架應(yīng)不變形而且不與兩個(gè)滾道墊圈相碰，保持架應(yīng)將鋼球牢固地收攏在一起，否則，不宜再使用。