《滚动轴承+损伤和失效+术语、特征及原因GBT+24611-2020》详细解读

《滚动轴承损伤和失效术语、特征及原因GB/T24611-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4滚动轴承失效模式分类5失效模式5.1滚动接触疲劳5.2磨损5.3腐蚀contents目录5.4电蚀5.5塑性变形5.6开裂和断裂附录A(资料性附录)失效分析损伤图例其他调查术语解释参考文献011范围本标准规定了滚动轴承损伤和失效的常见类型。描述了各类损伤和失效的特征表现。分析了导致各类损伤和失效的可能原因。涵盖内容适用于滚动轴承的生产、使用、维护和检修过程。为滚动轴承的质量评估、故障分析提供依据。适用于各类滚动轴承，包括深沟球轴承、圆锥滚子轴承等。适用范围123提升滚动轴承行业的标准化水平。有助于统一行业内外对滚动轴承损伤和失效的认知。为滚动轴承的技术研发、产品优化提供支撑。标准意义022规范性引用文件GB/T24607滚动轴承寿命与可靠性试验及评定GB/T24608滚动轴承及其商品零件检验规则GB/T24610.1滚动轴承振动测量方法第1部分：基础GB/T24610.4滚动轴承振动测量方法第4部分：具有圆柱孔和圆柱外表面的圆柱滚子轴承01020304引用标准滚动轴承在运转过程中，由于各种原因导致其零部件表面出现超出设计规定的改变，包括裂纹、剥落、压痕等。滚动轴承因损伤而无法满足预定的性能要求，包括运转精度、承载能力、摩擦温升等。损伤失效术语和定义03规定了损伤和失效的评定准则，为滚动轴承的质量控制和维修提供了技术支持。01本标准规定了滚动轴承损伤和失效的术语、特征及原因，为滚动轴承的设计、制造、检验和使用提供了依据。02明确了各类损伤和失效的定义、分类和识别方法，有助于准确判断滚动轴承的损坏程度和原因。文件内容概述规范性引用文件是制定滚动轴承相关标准的基础，对于确保滚动轴承产品的质量和可靠性具有重要意义。本标准适用于滚动轴承的生产、销售、采购、使用等各个环节，有助于统一行业术语和规范市场秩序。为滚动轴承的研发、教学和技术交流提供了标准化的术语体系，促进了行业技术的进步和发展。重要性及应用领域033术语和定义定义指滚动轴承在运转过程中，由于各种因素导致其零部件出现磨损、变形、裂纹等物理性损伤的现象。分类根据损伤的形态和原因，可分为磨损失效、疲劳失效、腐蚀失效等。3.1滚动轴承损伤指滚动轴承在运转过程中，由于损伤积累到一定程度，导致其失去预定功能或性能降低到不可接受水平的现象。通常通过检测轴承的振动、噪声、温度等参数，以及观察其运转状态来判定是否失效。3.2滚动轴承失效判定标准定义导致轴承内部摩擦增大，温度升高，进而引发磨损和疲劳损伤。润滑油不足或质量不佳如油泵失效、油路堵塞等，导致润滑油无法正常供应到轴承部位。润滑系统故障3.3滚动轴承损伤和失效的原因外部杂质侵入如灰尘、金属颗粒等，进入轴承内部，加剧磨损和擦伤。内部杂质如轴承制造过程中残留的金属屑、砂粒等，也会对轴承造成损伤。3.3滚动轴承损伤和失效的原因过载运转轴承承受超过其设计载荷的运转条件，导致内部应力增大，引发疲劳和断裂等损伤。冲击载荷如设备启动、停机或运转过程中产生的冲击力，对轴承造成瞬时过载，容易引发损伤。3.3滚动轴承损伤和失效的原因3.3滚动轴承损伤和失效的原因安装误差如轴承安装时轴线不对中、倾斜等，导致轴承运转过程中产生偏载和应力集中现象。维护不足如未及时更换磨损严重的轴承、未定期检查润滑系统等，导致轴承损伤逐渐加剧直至失效。044滚动轴承失效模式分类4.1疲劳失效滚动轴承在长时间运转后，由于交变应力的作用，滚动体或滚道表面出现金属剥落现象。疲劳剥落在轴承运转过程中，由于应力集中或材料缺陷等原因，导致轴承部件产生裂纹并逐渐扩展。疲劳裂纹4.2磨损失效磨粒磨损由于外界硬质颗粒或轴承内部金属颗粒的侵入，导致轴承部件表面出现划痕、磨损现象。粘着磨损在润滑不良或高速重载条件下，轴承部件之间发生金属粘着现象，导致表面材料损失。轴承部件与外界化学物质发生反应，导致表面损伤。化学腐蚀在潮湿环境或存在电解质的情况下，轴承部件之间因电位差而发生电化学反应，导致腐蚀失效。电化学腐蚀4.3腐蚀失效过载塑性变形由于轴承承受过大的载荷，导致轴承部件发生不可逆的塑性变形。热塑性变形在高温环境下，轴承材料发生热软化，导致轴承部件在载荷作用下产生塑性变形。4.4塑性变形失效055失效模式VS滚动轴承在长时间运转后，由于交变应力的作用，滚动体或内外圈滚道表面出现金属剥落现象。疲劳裂纹在轴承零件表面或内部产生细微裂纹，随着使用时间的延长，裂纹逐渐扩展，最终导致零件断裂。疲劳剥落5.1疲劳失效由于轴承内部混入硬质颗粒，导致滚动体与内外圈滚道之间发生磨粒磨损，使轴承间隙增大，降低轴承精度。在高速重载条件下，轴承零件表面因摩擦热而软化，导致粘着现象，进一步发展为粘着磨损。磨粒磨损粘着磨损5.2磨损失效化学腐蚀轴承零件在腐蚀性介质中发生化学反应，导致表面损伤。电化学腐蚀因轴承内部存在电位差，形成微电池，产生电流而导致轴承零件表面发生电化学腐蚀。5.3腐蚀失效过载塑性变形当轴承承受过大载荷时，滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形，使轴承无法正常运转。0102撞击塑性变形轴承在运转过程中受到外部撞击力作用，导致零件表面产生凹陷或凸起等塑性变形。5.4塑性变形失效065.1滚动接触疲劳定义滚动接触疲劳是指滚动轴承在滚动接触过程中，由于交变应力作用导致材料疲劳损伤的现象。重要性滚动接触疲劳是滚动轴承常见的失效模式之一，对轴承的使用性能和寿命具有重要影响。定义与概述滚动接触疲劳通常表现为轴承内外圈及滚动体表面出现剥落、麻点、裂纹等损伤。特征根据损伤程度和形式，滚动接触疲劳可分为轻微疲劳、中度疲劳和严重疲劳。分类特征与分类载荷过大当轴承承受的载荷超过其设计极限时，会导致滚动体与内外圈之间的接触应力增大，从而加速疲劳损伤。转速过高轴承在高转速下运行时，滚动体与内外圈之间的相对滑动速度增加，摩擦热和磨损加剧，导致疲劳损伤。材质缺陷轴承制造过程中若存在材质缺陷，如夹杂、气孔等，将降低材料的强度和韧性，使得轴承在滚动接触过程中更易于发生疲劳损伤。润滑不良润滑油膜的形成和保持对于减少摩擦和磨损至关重要。若润滑不良，油膜破裂或厚度不足，将使得滚动体与内外圈直接接触，加剧疲劳损伤。产生原因与分析根据实际应用场景和载荷需求，选择适当型号和尺寸的滚动轴承，确保其承载能力和使用寿命满足要求。合理选择轴承型号与尺寸在轴承使用过程中，合理控制转速、载荷等运行参数，避免超出轴承的设计极限。控制运行参数定期检查润滑系统的工作状态，确保润滑油的质量和数量满足要求。对于高温、高速等恶劣工况，应选用性能优异的润滑剂。加强润滑管理加强轴承制造过程中的质量控制，减少材质缺陷和加工误差，提高轴承的可靠性和耐用性。提高制造质量预防措施与建议075.2磨损由于轴承内外圈或滚动体之间的金属直接接触，导致材料从一个表面转移到另一个表面。粘着磨损由于外部颗粒或轴承内部的金属颗粒在接触面间移动，造成表面材料的去除。磨粒磨损由于化学或电化学反应导致的轴承材料表面损伤。腐蚀磨损磨损类型润滑不良润滑油不足、油质不佳或润滑方式不当，导致轴承运转时摩擦增大，进而引发磨损。异物侵入外部异物如灰尘、金属颗粒等进入轴承内部，与轴承元件发生摩擦，造成磨损。过载轴承承受超出其设计载荷的负荷，导致轴承元件间的接触应力增大，加速磨损进程。磨损原因磨损导致轴承内外圈及滚动体的尺寸发生变化，进而影响轴承的旋转精度和稳定性。精度降低摩擦力增大寿命缩短磨损产生的颗粒在轴承运转过程中会增大摩擦阻力，导致轴承发热、能耗增加。严重的磨损会加速轴承的疲劳破坏，缩短其使用寿命。030201磨损对轴承性能的影响085.3腐蚀定义腐蚀是指轴承零件表面与周围介质发生化学或电化学反应，导致表面损伤的现象。类型腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。化学腐蚀是指轴承零件与非电解质发生纯化学作用而引起的损伤，而电化学腐蚀则是指轴承零件与电解质溶液发生电化学反应而导致的损伤。腐蚀的定义和类型腐蚀后的轴承零件表面会失去原有的金属光泽，出现暗淡、发乌等现象。表面色泽变化在腐蚀严重的区域，可观察到明显的蚀坑和麻点，这些蚀坑和麻点的大小和深度取决于腐蚀的程度和持续时间。蚀坑与麻点腐蚀过程中会产生一些腐蚀产物，如氧化物、氢氧化物等，这些产物会附着在轴承零件表面，进一步加速腐蚀的进行。腐蚀产物腐蚀的特征介质影响01轴承零件所处的介质环境对腐蚀的产生具有重要影响。如潮湿环境、腐蚀性气体或液体等都会加速轴承的腐蚀。温度与湿度02高温高湿环境有利于腐蚀反应的进行。温度升高会加速化学反应速度，而湿度增大则会使电解质溶液的导电性增强，从而加剧电化学腐蚀。轴承材料与表面处理03轴承材料的化学成分和表面处理方式对其抗腐蚀性能具有重要影响。某些合金元素能提高材料的耐腐蚀性，而适当的表面处理如镀锌、镀铬等也能在一定程度上减缓腐蚀的发生。腐蚀的原因095.4电蚀电蚀的定义电蚀是指在滚动轴承中，由于电流通过轴承时产生的电化学反应而导致的损伤现象。这种损伤通常表现为轴承零件表面的局部腐蚀或点蚀，严重时可能导致轴承失效。03在电蚀严重的区域，可能会出现金属剥落或麻点，导致轴承运转不平稳，产生噪音和振动。01电蚀损伤通常出现在轴承的滚动体、滚道以及保持架等零件表面。02损伤形态可能呈现为点状、片状或波纹状，颜色可能变为黑色、褐色或灰色。电蚀的特征轴承内部或外部电路中的电流通过轴承，形成电化学腐蚀环境。轴承零件材料间的电化学性质差异，导致在电流作用下发生局部腐蚀。轴承润滑不良、密封不严或安装不当等因素，可能加剧电蚀的发生和发展。电蚀的原因优化轴承设计和选材，提高轴承零件的抗电化学腐蚀能力。加强轴承的密封和润滑措施，防止外部电流侵入轴承内部。定期检查和维护轴承，及时发现并处理电蚀损伤，避免损伤进一步扩展导致轴承失效。电蚀的预防措施105.5塑性变形塑性变形是指滚动轴承在受到外力作用时，其材料发生不可逆的形变现象。这种变形通常表现为轴承零件的形状或尺寸发生改变，如内圈、外圈或滚动体的压痕、凹陷等。定义描述定义与描述局部塑性变形主要发生在轴承的局部区域，如滚动体与内外圈的接触处，表现为明显的压痕或凹槽。整体塑性变形涉及轴承的整体结构，可能导致轴承的内外圈或滚动体形状发生显著变化，影响轴承的旋转精度和稳定性。类型与特征偏载由于安装不当或轴弯曲等原因，轴承承受偏载作用，使得局部区域应力集中，引发塑性变形。润滑不良缺乏足够的润滑或润滑剂选择不当，导致轴承在运转过程中摩擦增大，局部温度升高，材料软化并发生塑性变形。过载当轴承承受的载荷超过其设计极限时，材料会发生塑性流动，导致塑性变形的产生。产生原因与分析影响与预防措施塑性变形会降低轴承的旋转精度，增加振动和噪声，甚至可能导致轴承卡滞或损坏。影响合理选用轴承类型和尺寸，确保其承载能力与实际应用相匹配；加强轴承的安装与调试工作，避免偏载现象的发生；定期检查润滑系统，确保轴承处于良好的润滑状态。预防措施115.6开裂和断裂开裂的定义和类型定义开裂是指轴承零件表面或内部出现裂纹的现象，通常由于应力集中、材料缺陷或过载等因素引起。类型根据裂纹的形态和位置，开裂可分为表面开裂、内部开裂和疲劳开裂等。材料缺陷轴承材料本身存在缺陷，如夹杂、气孔、疏松等，导致应力集中和开裂。过载轴承承受过大的载荷或冲击，超过其承载能力而引发开裂。应力集中轴承结构设计不合理或加工过程中产生的应力集中现象，易导致开裂。开裂的原因分析断裂是指轴承零件在应力作用下完全裂开或断裂的现象。断裂通常表现为明显的裂缝或断裂面，伴有材料的完全分离。断裂的定义和特征特征定义过载断裂轴承承受过大的载荷，导致零件发生塑性变形后断裂。疲劳断裂轴承在交变应力作用下，经过一定循环次数后发生疲劳断裂。氢脆断裂轴承材料在特定环境下吸收氢原子，导致材料脆化并发生断裂。断裂的原因分析影响旋转精度开裂和断裂可能使轴承零件产生变形或位移，进而影响轴承的旋转精度和稳定性。缩短使用寿命开裂和断裂是轴承失效的重要形式之一，会显著缩短轴承的使用寿命。降低承载能力开裂和断裂会导致轴承的承载面积减小，从而降低其承载能力。开裂和断裂对轴承性能的影响12附录A(资料性附录)失效分析损伤图例其他调查术语解释失效分析失效模式识别根据轴承的损坏情况，识别出主要的失效模式，如疲劳剥落、磨损、腐蚀等。失效原因分析通过对轴承使用环境、工作条件、润滑情况等方面的调查，分析导致失效的具体原因。失效后果评估评估轴承失效对设备性能、安全性及维修成本等方面的影响。疲劳损伤展示轴承因长时间受交变应力作用而出