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摸透轴承磨损失效现象,才能防患于未然

作者:天津一诺成科技有限公司 浏览: 发表时间:2021-07-10 20:29:53 来源:网络

磨损是滚动轴承最常见的一种失效方式,是轴承滚道、滚动体、保持架、座孔或安装轴承的轴径,由于机械原因引起的表面磨损。我们总结常见的磨损失效现象,以图文形式形象地为各位轴承人分析一下。

1. 磨损

1.1 磨料磨损

关键字:

◆逐级清除物料

◆不充分的润滑

◆污物颗粒进入

◆黯淡的表面(大部分)

◆过程催化

料磨损明显意味着材料的逐步减少,在试运行阶段会有一些非常轻微的磨损,大部分只是显示轨迹。在真正的磨损发生时候,大部分是由于润滑不足或者灰尘颗粒进入,通常以暗淡的表面为特征,(有时,磨损颗粒可能起到抛光材料的作用,表面可能变得非常光亮,而这一切都取决于颗粒的大小、硬度以及所处的阶段)这是一个加速过程,因为磨损颗粒将进一步降低润滑剂的可能性,并破坏轴承的微观几何形状。

图3 轴承套圈:不同的运行阶段

1.2 抛光磨损

新轴承的滚道表面有光泽,但反射性不强(镜面)。因此,在轴承中真正的镜面表面意味着某些东西,有时被称为抛光,在操作过程中发生了。

平面由于抛光和塑性变形而使表面粗糙

滚动轴承镜面滚道表面最常见的解释是轴承润滑不良,这通常意味着薄油膜。这允许金属间的接触,导致磨损和塑性变形的表面微凸体。只要表面的磨损和塑性变形较轻,即表面的“处理”仅局限于表面,那么镜面表面就是有利的。飞越冷媒侵入产品沟道属于抛光磨损还是磨料磨损,案例:

有时,镜面表面与较重的磨损相结合,如上图所示问题是:表面如何能磨损一毫米而仍然像镜子一样?解释是,尽管第一次抛光作用提高了表面粗糙度,但表面并没有形成油膜。原油粘度过低,含有大量细小的磨料污染物颗粒(超精加工)。

轴承已经过连续抛光磨损。这些微小颗粒总是存在于润滑剂中,但并不是每一个带有薄油膜的轴承都会被抛光。这是为什么呢?假设影响抛光磨损过程开始的因素还有其他,如低速、重载和薄油膜的一定组合。避免这种磨料抛光磨损的最佳方法是增加油膜厚度。

1.3 更多磨料磨损

如图所示磨料能使滚动件和环件产生快速磨损,这种磨损可在球面滚子轴承的外圈上观察到。磨损的深度也可以看到。(振动也有波纹图案)

如图所示这个轴承有两个磨损带。该应用场合有一个固定的内圈与轴松配合。一个区域磨损严重,然后内圈松动位移(蠕变痕迹),导致第二区域的磨损。

保持架通常是轴承的关键部件。内圈和滚动部件硬化到约60HRC。冲压保持器,大多数是由未经硬化的软钢。如果润滑失效,保持架可能是第一个失效的部件。

左图:圆锥滚子轴承的保持架。保持架的窗口开始磨损,保持架然后被困在外圈滚道和滚子之间卡死。

中间:窗口是黄铜车制的保持器磨损。

右图:结实的钢保持器的球兜磨损(未硬化)

1.4 粘着磨损(油污)

关键字:

◆加速度

◆油污/滑移/毛边

◆材料转移/摩擦热

◆回火/再硬化与应力集中和开裂或剥落

◆轻负载

粘接剂磨损,就像大多数其他润滑相关的损害,发生在两个配合表面之间的滑动。它是一种物质通过摩擦热从一个表面转移到另一个表面,有时使表面回火或再硬化。这产生局部应力集中,接触区域可能发生剥落开裂。在正常工作条件下,滚动接触不容易产生油污。滑动速度一定要比(微)滑移快得多。

1、当滚动体元件在重新进入载荷区时受到严重加速度时,就会发生滑移。

2、这就是为什么角接触轴承要进行预紧的原因。

打滑率:在相对高速运转的滚子轴承的滚道和滚动部件的表面可能会产生油污。因为轴套圈不驱动滚动体,卸荷区元件旋转速度减慢造成。因此,它们的转速比在载荷区时要低。

因此,当滚动体元件进入载荷区时,它们会受到快速(突然)加速,由此产生的滑动和热量可能会大到使油膜破裂。这两个表面在金属对金属的接触点上熔化,如右图。

这种焊接过程使材料从一个表面转移到另一个表面,这也导致更高的摩擦。在此过程中,材料还会回火和再硬化,从而导致局部应力集中,裂纹和早期失效的风险很高。裂缝发生在90°的滑动方向,如右图。

这种现象也被称为“擦伤”。污迹是最危险的表面损伤类型,因为受影响的表面通常会变得越来越粗糙。由于粗糙表面导致油膜减少,金属间接触较多,轴承处于恶性循环。避免油污的两个最有效的措施是增加油膜厚度和使用含有更有效的EP添加剂的润滑剂。

显然,大型轴承对这是相当敏感的,当较大的滚子轴承变得更明显。(目前针对大尺寸轴承的解决方案可能是缩小尺寸:它可能会延长使用寿命!)

由于陀螺效应,在滚珠轴承中也会产生油污。球在卸荷区接触角可能发生变化,进入卸荷区后被迫回工作接触角。

1、当载荷相对于旋转速度过轻时,滚动部件和滚道之间也会产生油污。这可以克服,例如,负荷增加,选用较小的轴承,混合轴承(陶瓷球,较轻的球体),涂层,少油,等等。

2、其它关键位置的例子是保持架中心的表面以及滚子末端和导向凸缘之间的表面。

左图为由于轴向载荷过大和润滑不当而造成端面污迹的圆柱滚子

右图为从球面滚子轴承(100倍放大倍数)上涂抹滚子表面

粘着磨损的极端情况,如上图。

轴承非常滚烫,球的一部分被发现在内圈上。

这本来是一个‘QJ’轴承运行在非常高的速度(>1000000)。启动时没有润滑油供应。轴承在20分钟运行时间后损坏。球和跑道之间已经形成了磨片,这可能最终导致“空心球”。


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