論軸承損壞的各種原因解析

為什么軸承會損壞?

1、軸承損壞主要原因有：

①材料疲勞;②潤滑不良;③污染;④安裝問題;⑤處理不當。

大體上講，有三分之一的軸承損壞原因是材料疲勞;有三分之一是潤滑不良;另外三分之一是污染物進入軸承或安裝處理不當。

2、軸承損壞的開始：

軸承從開始使用到第一個材料疲勞點出現的時間長短，是和這段時間軸承的轉數、負載大小、潤滑及清潔度有關。疲勞是負載表面下剪應力周期性出現所形成的結果，經過一段時間后，便會引發微小的裂紋，然后漸漸延伸至表面。當滾動體經過這些裂紋形成的小塊面積后，便有些裂塊開始脫落，形成所謂的剝皮現象，隨著剝皮的繼續擴大，軸承損壞不能使用。最初發生在表面下，雖然最初的剝皮通常非常輕微，但隨著應力的增加及裂塊的增多，導致剝皮面積的蔓延，這種過程通常持續很長一段時間，期間有明顯的振動和噪音，因此在沒壞之前，應有足夠的時間來更換它。

3、軸承的受力痕跡

通常軸承在運轉工作一段時間后，在工作表面都會有明顯的受力痕跡，并非所有的痕跡的出現就表示軸承壞掉了，軸承在正常的狀況下使用也會留下受力痕跡的。

軸承在負荷下運轉，其滾道的接觸面在外觀上呈晦暗的發烏。但這并非表示是磨損，同時也跟壽命無關。此發烏的痕跡構

成了軸承的受力痕跡，此痕跡隨其運轉與負荷狀況，其外觀也各不相同，仔細地檢查就能幫助我們判斷軸承是否在正常的狀況下運轉。

向心軸承、球軸承、球面、雙列球只承受徑向力，能承少量的軸向負荷，往往損壞的形式都是過大的軸向力造成的。

　　(1)、單向的徑向負荷：兩種情況，一種是內環旋轉;一種是內環固定。

　　(2)、單向的軸向負荷：內環或外環旋轉。

　　(3)、單向的徑向負荷與軸向負荷組合。

　　(4)、徑向負荷與內環同步旋轉，外環固定。

　　(5)、徑向負荷與外環同步旋轉，內環固定。

4、常見的軸承損壞形式及原因：

　　1)滾道表面與滾子表面布滿凹痕，保持架上顆粒物及滾道面磨損，潤滑脂(劑)變色。通常該種情況都是安裝過程不潔所致。

　　安裝時要保持清潔，使用新的潤滑脂，同時檢查密封是否完好。

　　2)潤滑不當造成的磨損

　　表面磨損呈鏡面壯，色澤呈藍色或棕色。此種情況是由于潤滑不足造成的，應改善潤滑狀況，重新確定潤滑周期與油封。

　　3)安裝不當所造成的凹痕

　　內、外環工作表面都有間距等于滾子之間的距離的凹痕。其原因是安裝時未敲擊在正確的環上，或是在圓錐軸上推進過度、或在靜止狀態負荷超載所致。

　　4)異物所造成的凹痕

　　工作表面與滾子表面遍布凹痕，可能是安裝時帶入異物或是潤滑劑異物以及周圍環境等。軸承安裝清洗干凈，使用干凈的潤滑劑并檢查油封。

　　5)滾子端面擦傷

　　在滾子端面與引導擋邊磨擦，產生刻痕及變色。此情況是由于過大的軸向負荷下滑動或潤滑不足引起的。此類損壞可選擇黏度較高的潤滑劑。

　　6)滾子與滾道的磨傷

　　在滾道負荷區開始端與滾子有磨傷及局部變色，這是由于滾子進入負荷區，突然加速所造成的。有兩種可行辦法：其一是選擇黏度較高的潤滑劑;其二是減小軸承間隙。

　　7)外表面的磨傷

　　內環內孔與外環外表面有刻痕及局部變色，此種情況是環與軸或軸承箱有相對運動所致。

　　解決的唯一方法是：加大環與軸或軸承箱的配合過盈量來防止相互轉動。軸向制動或夾緊無法解決此類問題。

　　8)表面坑痕

　　滾道、滾動體表面或大端面小而淺的坑痕，呈結晶壯的破壞壯。這是由于潤滑不良所致。例如;少油或由于溫升所造成的黏度改變，使油膜無法將接觸面分離，表面有瞬間的接觸。辦法：改善潤滑。

　　9)微動腐蝕

　　軸承環與軸或軸承箱之間有相對運動才發生的現象。這是由于太松的配合或軸承座變形所致。

　　10)電流腐蝕

　　滾道或滾動體表面有暗棕色或灰黑色的直條痕或麻點。當電流通過軸承時，軸承零件表面會發生熔接現象。辦法：阻止電流流過軸承。

　　11)滾道表面對稱位置的剝落

　　在兩環中有-環徑向對稱位 置有明顯的受力痕跡，且有表皮剝落。這是由于軸承箱變形、橢圓壓縮所致，重新制造軸承箱。

　　12)軸向負荷造成的剝落

　　受力痕跡明顯，環的一側或雙列軸承的某一滾道表皮剝落。

　　原因：

　　a、安裝不正確造成的軸向負荷;

　　b、予壓過度;

　　c、非固定軸承被卡住或軸向位移預留量不足。

　　13)印痕所造成的剝落

　　滾道表面剝落，并有與滾子間距相等的印痕。這種是不正確安裝引起的軸承在靜止狀態負荷過度。其它的細微印痕可能是安裝時帶入的異物或潤滑劑中的異物。

　　14)野蠻安裝敲打造成的裂痕

　　此裂痕為崩裂的缺口，通常只發生在一邊。這是由于野蠻敲打通過滾動體將力傳遞到套圈端面形成沖擊力所致。請勿直接敲打軸承環。

　　15)過度的擠壓造成的裂痕

　　裂痕通過全斷面。這是由于軸承內環的干涉配合太大或是在圓錐軸上過度推進所造成的。

　　16)微動腐蝕所造成的裂痕

　　在內環上為橫斷向，在外環上則為圓周方向。是由于配合太松或是軸承箱形狀不佳引起的。

　　17)微動腐蝕所造成的剝落

　　軸承環的滾道表面剝落。相對于此處剝落的外表面有腐蝕現象。由于配合太松或軸承箱形狀不正確所致。

　　5、保持架的損壞

　　保持架的損壞，通常不易判斷。若保持架壞了，軸承其它零件也都壞掉了，這使得原因難以分析。造成架損壞主要原因有以下幾種：震動、轉速太高磨損、卡死和歪斜等。

　　1)震動：當軸承處于震動狀況下，軸承內部的力量可能導致保持架出現疲勞裂痕，漸漸地，會使架破碎。

　　2)過高的轉速：如果軸承以超出保持架材質所能承受的速度運轉，慣性力將使保持架破碎。

　　3)磨損：不當的潤滑或堅硬的異物都能使保持架磨損，由于架是由軟材料制成的，運轉中架與滾動體之間是滑動摩擦，一旦潤滑不良，架磨損速度相當快，漸漸地架的兜孔會因磨損間隙不斷擴大，因此而產生撞擊力使架很快破碎。

　　4)卡死：零件的破碎物或堅硬的顆粒可能會卡在架與滾動體之間，阻礙滾動體滾動，也會造成架破碎。

　　軸承溫升

　　軸承的摩擦損失在軸承內部幾乎都變為熱，因而導致軸承溫度上升。摩擦力矩造成的發熱量可用下式表示：

　　發熱量與排熱量平衡，則軸承溫度穩定。般運轉 初期溫度急劇上升，但達到正常狀態則基本穩定。達到安定狀態為止的時間，溫度則因發熱量、軸承箱等熱容量、冷卻面積、潤滑油量、周圍溫度不同而不同。若總是穩定不下來，達不到安定狀態，就只能判斷為某種異常。

　　溫升異常的原因有：軸承扭動(力矩負荷);游隙過小、預壓過大、潤滑劑過多或不足;異物混入及密封裝置的發熱等。

　　摩擦：滾動軸承摩擦系數以軸承內徑為基準，可用公式表示為：

　　式中：

　　μ：摩擦系數

　　M：摩擦力矩N.mm

　　P：負荷N

　　d：軸承內徑mm

　　軸承常見問題的排除

　　軸承若運轉不正常時，通常表現出許多癥狀，大致可分為七大類：

　　A：軸承過熱;

　　B：噪音大;

　　C：振動;

　　D：機械性能達不到滿意效果;

　　E：軸承在軸上松動;

　　F：更換頻率高;

      G：軸心轉動困難。

隨著軸承不同程度的破壞，往往都是二次破壞的結果，要有效的排除這些軸承問題，必須先觀察這些軸承應用情況，然后再分析這些損壞的原因。

　　一、軸承過熱：

　原因：

　　1、潤滑脂或機油失效或選用錯誤。相應的辦法是：選擇正確的潤滑脂或機油，檢查潤滑脂或機油的相容性。

　　2、油位太低，潤滑劑從油封流失，軸承箱內潤滑脂不足。對策：油位應該略低于最下面一個滾動體的中心，軸承箱內潤滑脂填充約1/3至1/2空間。

　　3、油位太高或軸承箱潤滑脂完全添滿，這樣會導致潤滑劑充分攪拌而產生高溫或漏油。對策：潤滑脂添入箱內至1/2;若機油潤滑，油位略低于最下方滾動體的中心。

　　4、軸承間隙不適當，當有熱流通過軸心時，導致內環過分膨脹。對策：檢查過熱軸承的間隙是否是原始的設計范圍，如果是，請改用較大的間隙，改成C3或C3改成C4。

　　5、接觸型(摩擦)油封太干或彈簧過緊。對策：更換接觸型的油封，并潤滑其油封表面。

　　6、軸承箱內孔不圓，軸承箱扭曲變形、支撐面不平坦、箱孔內徑過小。對策：檢查軸承箱、內孔，調整底座調整片均勻分布。

　　7、旋轉油封與壓蓋相磨擦，或軸肩摩擦到軸承密封蓋上。對策;檢查旋轉的油封的運轉間隙以避免摩擦，防止不對正。

　　8、交叉定位或軸上有兩個定位軸承，由于過多軸向膨脹而導致軸承內間隙不足。

　對策：

　　1)在軸承箱和端蓋凸緣之間插入調整片以釋放軸承的軸向預壓。

　　2)將任軸承箱的端蓋往外移，利用調整片以獲得介于軸承箱和外環之間的間隙，有可能的話施加軸向彈簀力量在外環上，以降低軸的軸向浮動。

　　9、緊定套過分緊鎖：放松固定螺帽與套筒，重新鎖緊，確保軸承能自由的旋轉。

　　10、具有兩個或多個軸承的軸心耦合時，產生不正確的直線偏差或角度歪斜。對策：由調整片來調整正確的對位，確保軸心耦合在一條直線上，尤其是當軸上同時有三個或多個軸承運轉時，更得注意。

　　11、軸的直徑過大，導致內環膨脹過多，減少軸承間隙。

　對策：

　　1)研磨軸徑，使軸與軸承內環之間獲得一適當的配合。

　　2)改用徑向間隙大的軸承。

　　12、由于軸承箱孔的材質太軟受力后孔徑變大，導致外環在箱孔內打滑。對策：改善箱體材質或加工一個鋼質襯套擠進箱孔，然后加工襯套內孔至正確尺寸。

　二、噪音

　　1、潤滑脂或機油失效，潤滑劑型號選擇不當。對策：選擇適當的潤滑劑，應確認它們的相容性。

　　2、油位太低或軸承箱潤滑脂不足。對策：油位應略低于最下方滾動體的中心，軸承箱內填充潤滑脂1/3~ 1/2空間。

　　3、軸承內部間隙不適當，緊定套筒過分鎖緊，軸徑過大與軸承內孔過盈太大等都能造成軸承間隙減小，當軸面有熱流通過時，導致內環過分膨脹。

對策：

　　1)檢查過熱軸承間隙是否與原始設計相符，如果依舊，可以改用較大間隙。如由“0”組改成“C3”由“C3”改成“C4”。

　　2)改善緊定套筒鎖緊量，檢測徑向間隙，確定在適當的位置。

　　3)調整軸與軸承內孔的配合關系。

　　4、臟物、砂粒粉塵或其它污染物進入軸承箱。對策：將軸承箱清洗干凈，更換新的油封或改良油封設計。

　　5、水、酸、油漆或其它腐蝕性物質進入軸承箱。對策：安裝一定保護性防壓蓋或甩壓環以防止外物進入軸承。

　　6、軸承箱內孔不圓、扭曲變形、內孔過小。對策：檢查軸承箱是否擠壓軸承，孔徑尺寸是否正確。

　　7、安裝軸承前軸承箱內的碎片，異物沒有清除干凈。對策：仔細清洗軸承箱和軸承本身。

　　8、(交叉定位)同一軸上有兩個定位軸承，而引起的不對正或由于軸熱膨脹而導致軸承內部間隙不足。對策：調整軸承箱與端蓋之間的調整墊片，使軸承箱與外環之間有一定的間隙。

　　9、軸肩摩擦到軸承密封蓋，軸肩部直徑不正確與保持架摩擦。對策：重新加工軸肩，檢查肩部直徑及圓角。

　　10、外環與軸承箱扭曲，軸與內環扭曲。是由于箱孔圓角過大;沒有足夠的支撐。軸肩圓角過大，沒有足夠支撐，兩端面靠不實。對策：重新加工箱孔圓角和軸肩的圓角。

　　11、不正確的安裝方式，用錘直接敲到軸承上，導致軸承工作表面有磕傷。對策：選擇正確的安裝方法：套筒法、加熱法、油壓法等。

　　12、固定墊圈的太陽片(鎖緊墊片)摩擦到軸承。對策：將太陽片打倒或更換新的。

　　13、設備中的轉動件干涉到靜止件。對策：仔細檢查，避免發生干涉現象。

　　14、軸承間隙過大導致振動。

　　15、設備振動，檢查設備旋轉件的平衡量校正之。

三、振動

　　1、臟物、異物、砂粒或其它污染物進入箱體中。對策：將軸承箱清洗干凈，更換新的油封。

　　2、水、酸、油漆或其它腐蝕性物質進入軸承箱中。對策：安裝一個保護性防塵蓋，改良油封。

　　3、軸承箱內孔不圓、扭曲變形、支撐面不平。對策：檢查軸承箱，調整支撐面、調整墊片。

　　4、軸徑小或緊定套未鎖緊。對策：檢測軸徑，選擇合適的配合量，重新鎖緊緊定套。

　　5、不平衡負荷，箱孔間隙大，外環在箱孔內打滑。對策：更換合乎設計要求孔徑的軸承箱。

　　6、兩個或多個軸承耦合，產生軸心直線偏差和角度偏差。對策：重新調整墊片，使軸心耦合在同一直線上。

　　7、不正確的安裝，用錘直接敲擊在軸承上。

　　8、軸承間隙過大。

　　9、設備振動。

　四、機械性達不到設計要求

　　1、軸承內部間隙不適當，軸承預緊力不夠：選擇合適的軸承。

　　2、軸承箱中的碎片，臟物未清除干凈，或者運轉過程中臟物、水、酸性污染物進入箱體中。

　　3、緊定套被過分鎖緊或沒有鎖緊。

　　4、軸承箱孔徑精度不高，箱孔變形、扭曲。

　　5、軸徑過小，軸肩尺寸不合，與軸承相干涉。

　　6、由于軸徑過大，或箱孔等原因，造成軸承內部間隙過小。

　　7、多個軸承耦合，產生不對正。

　　五、軸心轉動困難

　　1、潤滑失效，油位高低、軸承游隙的選擇。

　　2、清潔程度，雜物。

　　3、摩擦：油封、軸肩與密封，防松片(太陽片)。

　　4、軸的同心度不對正，交叉定位引起的軸向卡死。

　　5、軸承箱精度低、扭曲。

　　六、軸承在軸上松動

　　1、軸徑小，軸承內孔大。

　　2、過盈量不夠。

　　3、緊定套鎖緊不夠。