轴承失效分析

轴承失效分析

哈尔滨轴承制造有限公司

高级工程师张文

圆柱滚子轴承内孔与轴产生磨损腐蚀一、配合面轴承内孔与轴慢慢滑动造成抓痕在外圈的固定的承重点出现摩擦腐蚀蠕动腐蚀配合不当现象配合面上带有黑褐色斑点以及残留物安装面磨损运转噪声可能加剧旋转部件可能发生断裂原因配合过松，导致配合件间产生微观相对运动轴或轴承座孔的形状偏差过大预防、措施选用合理的配合公差提高轴或轴座的圆度和粗糙度安装时在与轴承配合的部分涂敷合适的润滑剂从不同的运转轨迹可以看出不同的载荷方式,是点载荷还是圆周载荷二、滚动接触面出现的失效现象常规径向负荷区域常规径向负荷区域360°150°旋转内圈负荷150°360°常规径向负荷区域组合（径向和轴向）负荷轴向（推力）负荷滚动接触面－偏离运行轨道带有隐患的运行轨迹轴承座偏心（偏斜）轴偏心（偏斜）存在圆度偏差的轴承座过度配合——预负荷过度配合——预负荷偏心径向负荷不平衡负荷滚动接触面－偏离运行轨道偏斜Misalignment轴承座孔HOUSING中心线BORE轴中心线SHAFT偏斜Misalignment小端面载荷集中Stressonsmallend

偏斜Misalignment不匀称磨损Unevenwear深沟球轴承内径的运转轨迹倾斜（偏移）圆锥滚子轴承滚动接触面疲劳磨损滚动接触面-磨损痕迹原因轴承安装不当贫油或润滑剂中有水分污染现象低承载区滚道暗灰高承载区压力抛光运转温度过高

(在工作温度下润滑剂的粘度过低）措施提高润滑及润滑剂的粘度调整轴承安装位置操作不当HandlingDamage凿伤

Gouging操作不当HandlingDamage外圈边缘损伤

Cupedgedamage压痕

Brinnelling真性压痕:以滚子为间隔,由不正当的操作或冲击造成的凹痕特征：

内圈沿轴向出现贯穿性裂纹

外圈沿轴向出现局部裂纹和破裂

原因： 补救措施：

－轴承打滑 －改善润滑

－配合太紧 －正确选择配合

－轴不匀整粗糙

－修正轴表面

－圆度超差 －改善轴圆度

－外圈支撑不好－提高相关支撑深沟球轴承承受巨大轴向力时挤压球导致压痕失效原因：轴承轴向过载，超过了最大允许的赫兹应力注意：过载会导致轴承强烈破碎滚动接触面－布氏压痕圆柱滚子轴承受高温导致压痕原因分析：

—轴承的工作游隙太小（尤其对于高速旋转的轴承）—润滑不当（润滑剂太多，搅油导致发热）

—由于外部过热，导致径向产生预紧力

—由于保持架断裂，滚子的滚动受阻滚动接触面-压痕三、滚子与挡边接触面

正常运转情况下圆锥滚子轴承的挡边运转痕迹由于外界颗粒的侵入导致挡边产生划痕圆锥滚子轴承端面的划痕滚子与挡边接触面

当滚子的端面与挡边接触时，在挡边或滚子的端面上产生的咬粘现象主要原因:重载和/或高速下润滑不充分滚子端面（与挡边）粘性磨损滚子与挡边接触面

原因球面滚子轴承上过大的轴向力高温（热膨胀引起预载）预防措施恰当调整轴承安装位置改善润滑(提高润滑剂粘度,EP添加剂,润滑剂量)四、疲劳损坏

经典疲劳引起裂痕症状：轴承材料出现麻点或脱落，我们通常叫蚀损斑。

原因：

润滑不良(贫油)，或受污物的作用而产生的。由于滚珠的几何变形和弹性变形。在剧烈变化的荷载下润滑油膜破裂，造成金属与金属的摩擦（球与滚道），引起接触表面由于粘连作用而发生破裂，也就是蚀损斑。在出现蚀损斑后如未及时发现，它会沿循环方向呈V型扩展，越来越大，导致轴承失效检测到的初期阶段失效经过1000小时运转后的失效经过1200小时运转后的失效疲劳损坏－外部颗粒引起疲劳裂痕

软质颗粒引起的凹痕较浅并有较平的边缘突起硬质颗粒引起的凹痕深并有高的边缘突起脆性(尖锐性)颗粒在轴承运转中破碎，并引起具有高边缘突起的大量凹痕疲劳损坏－外来颗粒污染滚动体突起区域润滑油膜厚度极端局部应力区域材料塑性压缩区域残余应力发展WL40-01-95D滚动体滚过硬质颗粒时所产生的塑性变形疲劳损坏

剥落Spalling循环疲劳Cyclicfatigue内部杂质引起的剥落

Inclusion-originspall内部杂质引起的剥落

Inclusion-originspall盾形或细砾状痕迹Chevronorbeachmarks表面损伤引起的剥落

Pointsurface-originspall典型的轴向扩展

Typical,axialpropagation滚道表面出现与滚子节距相同的擦伤痕迹，滚子或滚道变粗糟，表面材料的卷起。在对中不良的情况下，异物粘附在滚子上导致冷擦伤。 疲劳损坏疲劳剥落现象边部偏载润滑不当引起的表面初始疲劳润滑不当造成磨损的过程外部颗粒引起疲劳损坏

异物会造成研磨损伤、擦伤、槽痕、圆周线痕或碎屑污染等影响

补救措施：

1.彻底清理轴承及其配合件，可能的话可进行涂层处理。

3.改善密封结构，防止杂质再次进入轴承

4.操作前冲洗油路，过滤润滑油疲劳损坏对中不良引起疲劳裂痕轴承运转轨迹偏移滚道边缘受载区产生疲劳磨损补救措施：

调整轴承的安装位置，避免静态过载和冲击载荷。

对磨磨损

（研磨磨损）滚子与轨道的擦伤（粘性磨损）振动引起的磨损150

--177

C177

--205

C205

--260

C+260

C+540

C温度色变

一般轴承可在温度达120°C的条件下使用过高的温度可导致硬度下降大约降低2-4点洛氏硬度可减少寿命50%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受热造成的裂痕五、腐蚀损坏产生的原因：主要是由于湿气或水从损伤的、破损的或不适当的密封圈进入轴承，或者是轴承座内温度变化，内部空气冷凝，水份不断积聚所造成的。主要表现为：滚动体、滚道和保持架上带有渣状物呈红色或褐色振动和噪音增大，磨损加剧游隙增大或预载减小预防措施改善周围环境，或提供外部密封系统使用带良好密封的轴承使用耐潮的润滑剂滚道表面出现黑色的蚀痕腐蚀损坏侵蚀性物质引起的腐蚀轴承外圈内侧出现“孔穴”腐蚀外圈的滚道出现黑色腐蚀水渗入润滑脂腐蚀损坏潮湿引起的腐蚀锈蚀锈蚀带来的失故障

打滑：在没有施加负荷的情况下滚子与滚道的滑动磨损产生划痕Roller滚子六、划痕Raceway滚道现象滚道表面发生蠕变滚子表面产生麻点原因在贫油和低承载区内，滚动体在滚道上打滑并在进入承载区时加速急剧变速措施提高预紧力或减小轴承游隙使用较低承载能力的轴承保证足够大的载荷(试运转）改善润滑剂润滑不当引起的擦伤

特征：

—

滚子或滚道沿轴向出现磨痕

原因：

—

没有形成承载油膜

—

润滑剂污染

补救措施：

—

采用高粘度且含有EP添加剂的润滑剂

—

缩短润滑剂的更换周期

—

对润滑剂进行过滤

—

改善密封划痕压痕和冲击压痕

Brinnelling假性压痕：磨损Falsebrinnell：fretting现象：保持架边缘出现磨损原因：润滑剂中含有硬质颗粒贫油或润滑剂选择错误补救措施：确保装配环境清洁过滤润滑剂确保足够润滑保持架损坏原因：转速太快