軸承(chéng)在設備(bèi)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，軸(zhou)承壽命(ming)極其關(guan)鍵。據統(tong)💔計，旋轉(zhuǎn)機械的(de)故障中(zhōng)軸承的(de)損壞故(gu)障約占(zhàn)30%，而這些(xie)根源很(hen)簡單，例(li)⭐如貨物(wu)列車脫(tuō)軌事故(gu)，據調查(cha)發現軸(zhóu)箱中的(de)一個軸(zhou)承過熱(re)(如圖1)，導(dǎo)緻車軸(zhóu)斷裂，造(zao)成車廂(xiāng)傾覆、交(jiao)通中斷(duàn)數小時(shi)，事故損(sǔn)失巨🔞大(dà)。

圖1 軸箱(xiāng)軸承

軸(zhóu)承故障(zhàng)損傷根(gēn)源分析(xi)：

軸承是(shi)大部分(fen)設備的(de)核心部(bu)件，一旦(dan)軸承失(shī)效，設備(bèi)就會✌️停(tíng)止，找到(dao)根源以(yǐ)避免事(shì)故再次(cì)發生就(jiù)顯得尤(you)為重要(yào)。實際上(shàng)，軸承一(yī)旦受損(sun)，它就會(huì)逐漸惡(e)化直到(dao)無法工(gōng)作，那時(shí)故障發(fā)生的所(suo)有證據(ju)可能都(dou)被破壞(huài)☎️了。

如圖(tú)2 揭示了(le)損傷從(cong)小到大(da)的整個(gè)過程，外(wai)部顆粒(lì)💞(污染物(wù))進入軸(zhou)承，運動(dong)中産生(sheng)凹痕(污(wu)染物被(bei)壓入滾(gun)道)。凹痕(hén)邊緣會(huì)升🔞高，所(suo)以凹痕(hén)看起來(lai)像個坑(keng)。滾道局(ju)部幾何(he)形狀發(fā)生改變(bian)，使得這(zhè)個🤩區域(yù)無法形(xing)成良好(hǎo)油膜把(bǎ)接觸表(biǎo)面分離(lí)開來，結(jié)果造成(chéng)材料🔴疲(pi)勞。最初(chu)是表面(mian)出現裂(lie)🤞縫，最後(hou)是受損(sǔn)區域剝(bao)落⭐，随着(zhe)繼續運(yun)🌈轉，剝落(luo)不斷加(jia)劇💞。到後(hou)來，受損(sun)區域變(bian)得如此(ci)之❗大，最(zuì)初的受(shou)損♌點(即(ji)凹痕)完(wán)全消失(shi)。此時對(duì)受損軸(zhóu)承進行(háng)檢查，已(yi)很難發(fā)現問題(ti)的根源(yuan):即🔆可能(neng)由于密(mi)封不好(hao)緻👄使污(wū)染⚽物進(jin)入軸承(chéng)。

圖2 軸承(chéng)損傷的(de)發展

每(mei)種故障(zhàng)都有其(qí)特有的(de)特性，通(tong)過觀察(cha)損傷狀(zhuàng)況🌏有可(ke)能确定(ding)故障根(gēn)源。下面(mian)相關軸(zhou)承損傷(shang)類型和(hé)軸承👨‍❤️‍👨損(sun)傷的根(gen)源

1、磨損(sǔn)

磨損是(shì)滾動軸(zhóu)承最常(cháng)見的故(gù)障之一(yi)，通常是(shì)由異物(wu)引起研(yán)磨損傷(shang)、擦傷、槽(cáo)痕、圓周(zhou)線痕或(huò)碎屑污(wū)染，分磨(mó)☔耗磨損(sun)和粘滞(zhi)磨損兩(liǎng)大類。

磨(mo)耗磨損(sun)是由于(yu)軸承内(nèi)部有微(wēi)小異物(wù)，它們可(kě)能是來(lai)🏃🏻自外部(bu)或内部(bu)的污染(ran)顆粒，比(bi)如齒輪(lún)帶來的(de)📧金屬微(wēi)粒🛀🏻或碳(tàn)化物。這(zhè)些顆粒(lì)将磨損(sun)或研磨(mo)滾道和(he)滾動體(ti)，在圓錐(zhuī)滾子軸(zhou)承中🈚，滾(gun)子端面(mian)和内圈(quān)擋邊的(de)磨損程(cheng)度遠比(bi)滾道嚴(yán)重，這種(zhong)磨損将(jiāng)造成軸(zhou)🌈向遊隙(xi)或内部(bu)間隙擴(kuo)大🔞，進而(er)降低軸(zhou)承壽命(mìng)，導緻軸(zhóu)承偏心(xīn)。此😍外，磨(mo)損也會(huì)影響軸(zhou)承所在(zài)機器☀️的(de)其他零(líng)件。污染(ran)物能進(jin)入軸承(cheng)内部，通(tong)常是密(mi)封圈嚴(yan)重磨損(sun)或失效(xiao)(或沒有(you))。潤滑劑(ji)分析可(ke)能會發(fā)現污染(rǎn)物的來(lai)🔴源，從而(er)有助于(yú)找到⛷️解(jiě)決問題(tí)的方🎯法(fǎ)。

粘滞磨(mo)損主要(yào)發生在(zai)輕負荷(he)、潤滑不(bú)良、滾動(dong)體速度(dù)差🐆較🏃‍♀️大(dà)從而産(chǎn)生滑動(dòng)的接觸(chù)表面。例(li)如，滾動(dòng)體從無(wú)載區進(jìn)入承載(zǎi)區的過(guò)程，滾動(dòng)體在無(wu)載區失(shi)速，當重(zhong)新進入(ru)💁承載區(qu)時獲得(de)加速。這(zhè)😍将導緻(zhi)潤滑膜(mo)撕破、滑(huá)動、發熱(re)，導🏃‍♀️緻材(cái)料可能(neng)從滾動(dòng)體轉移(yí)到🏃滾道(dao)或從滾(gun)道轉移(yí)到滾🌈動(dong)體上。早(zao)期階段(duàn)，外觀是(shì)🌈發光表(biao)面，但很(hen)快它就(jiu)變成無(wu)🐪光表面(miàn)，或多或(huò)少帶有(you)粘上的(de)材料。

2、疲(pí)勞

疲勞(lao)的表現(xiàn)形式是(shi)剝落，即(ji)軸承材(cai)料出現(xian)麻點或(huò)脫落，剝(bao)落最初(chu)發生在(zài)滾道或(huo)滾動體(tǐ)上。

來自(zì)滾道表(biǎo)面下的(de)疲勞是(shì)材料惡(è)化，是由(yóu)滾道表(biao)面下方(fang)的交變(bian)應力引(yin)起，最終(zhōng)導緻材(cái)料衰變(biàn)。最初是(shi)出✨現裂(lie)縫，裂🏃‍♀️縫(feng)随🙇🏻軸承(chéng)工作慢(màn)慢發展(zhan)，當裂縫(féng)發展到(dào)表面時(shí)，就發生(shēng)剝落。

來(lái)自表面(miàn)的疲勞(lao)通常由(yóu)潤滑不(bú)足引起(qǐ)。潤滑劑(ji)的作用(yong)是建立(lì)油膜，把(ba)滾道與(yǔ)滾動體(tǐ)分隔開(kāi)來。當潤(run)滑不良(liang)時，會發(fa)生金屬(shǔ)與金屬(shǔ)的接觸(chù)。表面凸(tu)凹不平(píng)(突出📱部(bù)分)相♋互(hu)剪切，導(dao)緻表面(miàn)出現㊙️剪(jiǎn)切應力(li)。由于材(cái)料疲🚩勞(lao)，出現小(xiǎo)裂縫，然(rán)後是微(wēi)剝落。最(zui)初由于(yú)🐅表面粗(cū)糙度降(jiàng)低了，所(suo)以表面(miàn)可能很(hen)🌈明亮光(guang)滑，但🐉是(shi)如果持(chí)續發展(zhan)下去，表(biao)面就會(hui)變得無(wu)光，表面(miàn)破碎會(huì)越來越(yuè)多，出現(xian)麻點。

3、機(ji)械腐蝕(shí)

浸蝕通(tōng)常是由(you)于軸承(cheng)座内溫(wen)度變化(huà)，内部空(kong)氣冷凝(ning)，水份♊不(bú)斷積聚(ju)而成。而(ér)濕氣或(huo)水時常(chang)從破損(sun)或不适(shi)當的密(mi)封🆚圈進(jìn)入軸承(chéng)，由于軸(zhóu)承滾道(dao)和滾動(dòng)體表面(mian)精度極(jí)高，極易(yi)受到濕(shī)氣與水(shui)🔞的腐蝕(shi)。相比其(qí)它損壞(huai)過程，發(fā)生得較(jiào)快，能發(fā)展到材(cai)料深處(chù)導🍓緻軸(zhou)承嚴重(zhòng)損傷。空(kong)氣濕度(dù)過高或(huò)用手指(zhi)觸摸滾(gǔn)🆚道，都能(neng)導緻這(zhe)種類型(xíng)的腐蝕(shi)。因此做(zuò)好防護(hu)非常重(zhòng)要。潮濕(shi)腐蝕通(tong)常發生(shēng)在靜止(zhi)狀态，處(chù)于深處(chù)的鏽🔱會(hui)導緻軸(zhóu)承早期(qi)損壞。

摩(mó)擦腐蝕(shi)的根源(yuan)是兩個(ge)承載面(mian)之間的(de)微移動(dong)。大多數(shu)情況🛀下(xià)，這種摩(mó)擦腐蝕(shí)發生在(zài)軸承外(wài)徑和軸(zhou)承座之(zhī)間和軸(zhou)承孔♉和(he)軸之間(jiān)，微移動(dong)主要由(yóu)滾動體(tǐ)經過時(shi)産生的(de)循環負(fù)荷引起(qǐ)。配合不(bú)好、軸彎(wān)曲或接(jiē)觸面有(yǒu)缺陷，都(dou)能導緻(zhi)或加速(su)摩擦腐(fǔ)蝕的發(fā)🙇‍♀️生。空氣(qì)能進入(rù)沒有保(bǎo)護的表(biao)面，加速(sù)🏃腐蝕的(de)發展。形(xing)成的氧(yang)化♉鐵，體(tǐ)積要比(bi)純鋼♉大(da)得多，造(zao)成材料(liào)變大，應(ying)力升高(gao)，甚至對(dui)軸承滾(gǔn)道也是(shì)這樣，從(cong)而導緻(zhi)🚶過早性(xìng)的表面(miàn)下疲勞(lao)。摩擦腐(fǔ)蝕容易(yi)♻️造成軸(zhou)承圈☎️開(kai)裂。

假硬(yìng)化也是(shì)一種摩(mó)擦腐蝕(shi)，發生在(zài)滾動體(ti)和滾道(dao)間⭐的接(jie)🆚觸區域(yù)，是循環(huán)振動引(yǐn)起的塑(su)性接觸(chù)面微移(yi)動和回(huí)彈所緻(zhi)。由于它(tā)是發生(sheng)在軸承(chéng)靜止和(hé)承載時(shi)，所以損(sǔn)傷出現(xiàn)在滾動(dong)體節圓(yuan)處🈚。根據(ju)振動的(de)💰強度、潤(rùn)滑條件(jiàn)和負🧑🏽‍🤝‍🧑🏻荷(hé)，腐蝕和(he)磨損可(kě)能同時(shi)發生，在(zài)滾道上(shang)形🧡成淺(qian)凹陷。通(tōng)常，振動(dòng)會導緻(zhi)潤滑劑(ji)的局部(bù)缺失、金(jin)屬⁉️與金(jin)屬接觸(chù)和磨耗(hao)磨損。凹(ao)陷⛹🏻‍♀️處外(wai)觀通常(chang)變得無(wu)光☀️，經常(chang)褪色，有(you)時因為(wei)發生潮(cháo)濕腐蝕(shí)🔴而略帶(dai)紅色。偶(ǒu)爾凹陷(xian)處呈現(xian)光亮表(biǎo)面，可能(néng)主要是(shi)因為仍(reng)有潤滑(hua)劑，還沒(mei)有發生(sheng)磨耗磨(mo)損。假硬(yìng)化損壞(huai)能導緻(zhi)球㊙️軸承(cheng)的♉球面(mian)出現空(kōng)洞，滾子(zǐ)軸承出(chū)現線條(tiao)。

4、電腐蝕(shí)

當電流(liu)通過軸(zhóu)承時，将(jiāng)會通過(guò)滾動體(ti)在内、外(wai)圈間傳(chuan)導☂️，可能(neng)出現過(guò)高電壓(ya)造成的(de)損傷。接(jie)觸表面(miàn)發生的(de)過程🔱與(yu)電👌弧焊(han)(小接🌂觸(chu)面上的(de)高密度(dù)電流)類(lei)似，材料(liao)被加熱(re)到回火(huo)至融化(huà)等不同(tong)程度。在(zai)材料被(bei)回火、再(zài)硬化或(huò)融⛷️化的(de)地方，外(wài)觀出現(xian)大小不(bu)一的褪(tui)色區。在(zài)🍉材料融(róng)化的地(di)方，形成(cheng)大約0.1mm 至(zhi) 0.5mm 的坑。

同(tong)樣，電流(liu)洩漏也(yě)能造成(chéng)損傷，電(dian)流洩漏(lòu)來自通(tōng)過軸🔴承(chéng)的雜散(sàn)電流，而(er)雜散電(dian)流通常(cháng)是由頻(pín)率變化(huà)🔴引起的(de)。主要的(de)可見損(sǔn)傷是凹(ao)槽，形似(sì)洗衣闆(pan)圖案。這(zhè)些凹槽(cáo)的形狀(zhuang)，在球💰軸(zhóu)承呈接(jie)觸橢圓(yuán)，在滾子(zǐ)軸承呈(chéng)接觸🌏線(xian)，滾動體(ti)通常出(chu)現均勻(yun)的褪色(sè)。相比過(guo)高電壓(ya)損傷，在(zài)電流洩(xie)漏中，電(dian)流通過(guò)的區域(yu)更大，結(jie)果電流(liú)密度變(biàn)小，損傷(shang)溫度也(yě)較低。因(yin)此主㊙️要(yao)的☀️可見(jian)損壞是(shì)回火效(xiào)應，即軸(zhóu)承表面(mian)變軟。當(dang)用高倍(bèi)放大鏡(jìng)觀察損(sǔn)傷部位(wei)，通常也(ye)能看到(dao)坑。

5、塑性(xìng)變形

靜(jìng)态負荷(hé)或沖擊(jī)負荷可(kě)産生過(guo)載，從而(ér)導緻塑(su)性變形(xing)，在滾道(dào)上形成(chéng)凹痕。通(tong)常安裝(zhuang)不當是(shì)産生此(cǐ)問題的(de)根📱源，即(ji)在軸🍉承(chéng)圈上用(yòng)力不當(dang)，從而在(zài)滾動體(ti)上産🐕生(shēng)沖擊負(fù)荷。碎屑(xiè)造成的(de)凹痕🐪是(shi)因為外(wài)部顆粒(li)(污染物(wu))進入軸(zhou)承，被滾(gǔn)動體壓(yā)入滾道(dào)。凹痕的(de)✍️大小和(he)形狀取(qu)決于顆(ke)粒的性(xìng)質。凹痕(hen)處滾道(dào)的幾⭕何(hé)形狀被(bei)破壞，潤(rùn)滑受到(dào)影響♻️。表(biǎo)面出現(xian)應力，疲(pi)勞導緻(zhi)表面過(guò)早剝落(luo)。

搬運造(zào)成的凹(ao)陷是由(yóu)于軸承(cheng)表面被(bei)硬的尖(jiān)銳物體(ti)♈碰壞。由(you)于🏒軸承(chéng)表面精(jīng)度極高(gāo)，當局部(bù)過載，比(bǐ)如軸承(chéng)掉落地(dì)上，就可(kě)能會在(zai)表面磕(ke)出凹痕(hén)，從而讓(rang)軸承無(wu)法工作(zuò)。

6、破裂和(hé)開裂

受(shou)壓破裂(liè)是因為(wei)局部過(guò)載或應(ying)力過高(gāo)，造成應(ying)力集中(zhong)超過了(le)材料的(de)抗拉強(qiang)度所緻(zhi)。常見是(shi)野蠻拆(chāi)裝軸承(cheng) (沖擊)或(huò)圓錐🛀🏻座(zuò)或襯套(tao)擰得太(tai)緊。當用(yong)榔頭和(he)硬鑿直(zhí)接敲打(dǎ)軸承圈(quan)，可能導(dao)緻形成(cheng)微小的(de)裂縫。當(dāng)軸承投(tóu)入使用(yòng)時，軸承(cheng)圈可能(néng)有小片(pian)脫落。而(er)⭐安裝時(shí)圓錐座(zuò)或襯套(tao)擰得太(tài)緊，結果(guo)軸承圈(quan)出現🌏抗(kàng)拉應力(li)(圓周應(yīng)力)，當軸(zhou)承投入(ru)使用時(shí)産生裂(lie)縫。

疲勞(lao)破裂開(kai)始于彎(wan)曲狀态(tai)下應力(li)超過疲(pí)勞強度(du)時。最初(chū)出現💛一(yī)條裂縫(féng)，然後不(bu)斷增多(duo)，最後整(zhěng)個軸🌈承(cheng)圈或保(bǎo)🌈持架開(kāi)裂。當使(shǐ)🈲用緊配(pèi)合時可(kě)能出現(xiàn)疲勞破(pò)裂，因為(wei)緊❤️配合(he)可能産(chǎn)生很高(gāo)的圓周(zhou)應力。然(ran)後交變(bian)應☂️力和(hé)圓周應(ying)力共同(tóng)作用，造(zao)成軸承(cheng)圈的🔞過(guò)早疲勞(lao)，整個圈(quān)裂開。

熱(re)開裂産(chǎn)生于兩(liang)個表面(miàn)相互嚴(yán)重摩擦(ca)時，産生(sheng)的摩擦(cā)熱♻️導緻(zhi)裂縫，通(tong)常與滑(huá)動方向(xiang)成直角(jiǎo)。

很多軸(zhóu)承故障(zhàng)都可以(yi)避免。深(shen)入的軸(zhóu)承損傷(shāng)根源🐇分(fèn)析可以(yǐ)找🐆到問(wen)題根源(yuan)，通過采(cai)取适當(dang)的措施(shī)，能提前(qian)避免故(gu)障再次(ci)發生，降(jiàng)低故障(zhàng)成本。