軸承的失效分析課件

滾動軸承的失效分析

報告人4/6/20231概述滾動軸承是重要的機械基礎件之一，軸承的運行狀況直接影響主機運行質量?，F(xiàn)在使用者對軸承的質量、精度、使用壽命等要求越來越高，對軸承的選型、安裝、使用及維護和保養(yǎng)也越來越重視。通過軸承失效分析，可以直觀地發(fā)現(xiàn)軸承損壞的因素，便于查找引起軸承失效的根本原因。

4/6/20232失效分析的方法滾動軸承的失效原因比較復雜，涉及到多方面的專業(yè)知識，需要對軸承的結構特性、加工方法、各個零件的加工工藝及設備有一定的了解。現(xiàn)在所涉及的只是常見失效形式，根據(jù)軸承的結構特性，結合軸承的使用工況，通過對軸承的安裝、配合及調整的分析，對運行速度、溫升，受力分析，包括對軸承使用過程中維護、保養(yǎng)的分析等，歸納總結出軸承早期失效過程和失效原因（常規(guī)分析）。4/6/20233軸承失效分析步驟（二）軸承與軸和軸承座的配合情況。（配合種類）軸承的旋轉方式。（內、外圈旋轉，變向）軸承的密封情況。（采用的密封方式）可能產生的的振動源周圍的的灰塵和溫度可能通過軸承的電流可能產生的水和其他流體污染源4/6/20235軸承失效分析步驟（三）二.拆卸前的觀察工作環(huán)境及污染情況。（周圍的環(huán)境條件，是否有異物進入軸承）潤滑劑流失的情況。（檢查潤滑系統(tǒng)）軸承損壞的過程。（首次出現(xiàn)異常的時間和現(xiàn)象，如噪音、溫升、振動）4/6/20236軸承失效分析步驟（四）三.拆卸中的觀察潤滑情況。（對潤滑劑取樣觀察、化驗是否潔凈有無其他雜物）軸承軸向緊固零件的松緊程度。（對角接觸軸承、圓錐滾子軸承和內徑帶錐度的軸承要特別重要，因為直接影響軸承的游隙變化）檢查與軸承配合零件的精度。（軸與殼體的形位公差、軸的對中狀況）4/6/20237軸承失效分析步驟（六）五.提出失效分析報告標題—所分析的項目概述—軸承使用的基本情況分析過程—軸承零件的失效形式結論—軸承失效的原因建議—軸承使用方面及軸承設計和制造方面的改進意見4/6/20239單一失效形式的多種因素一種失效的形式，往往有多種可能導致的因素。如：發(fā)熱

1.潤滑不良2.游隙小3.轉速過高4.干涉5.配合不當6.不對中必須根據(jù)現(xiàn)場的情況，對設備及軸承進行觀察，然后作出判斷。4/6/202310擦傷—金屬表面因滑動摩擦而產生的表面金屬遷移現(xiàn)象。4/6/202311劃傷—

硬性顆粒及硬物棱角在軸承表面滑動而產生的表面線狀機械性損傷。有關該主題的詳細內容支持信息和示例該主題與聽眾的聯(lián)系4/6/202313劃傷形貌特征—呈線狀、光亮、無方向性，有手感產生原因—粗魯作業(yè)，潤滑劑含雜質，密封不良。4/6/202314點蝕—金屬表面呈分散或群集狀的細小坑點。有關該主題的詳細內容支持信息和示例該主題與聽眾的聯(lián)系4/6/202315磨耗——零件在摩擦作用下,金屬表面材料被去除的現(xiàn)象。

4/6/202317磨耗形貌特征——產生于滾動接觸面上或引導面上，呈磨合狀的淺溝槽，表面光亮。隨著滾動接觸表面的磨耗發(fā)展，軸承游隙增大。產生原因——細微顆粒物進入軸承或潤滑不良，在滑動摩擦的作用下，零件接觸處金屬表面材料被磨掉。

4/6/202318電蝕——電流通過軸承時，擊穿油膜，產生高溫，使金屬表面局部熔融形成不規(guī)則凹坑或溝蝕。

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滾動體卡傷——軸承運行過程中，滾動體在異物或其他零件的作用下自轉或公轉受阻時，產生的磨損、裂損。

4/6/202321滾動體卡傷形態(tài)特征——滾動體的工作表面與其他零件干涉所出現(xiàn)的磨損痕跡產生原因——游隙過大或有異物進入軸承使?jié)L動體運轉卡阻。4/6/202322裂損——材料破壞性損傷。

4/6/202323腐蝕和銹蝕——金屬表面與周圍環(huán)境介質發(fā)生化學反應產生的表面損傷現(xiàn)象。

4/6/202325腐蝕和銹蝕形貌特征——腐蝕按不同程度分為色斑、蝕刻和蝕坑。

色斑——呈點狀或條狀，顏色呈淺灰色或紅褐色，無深度。

蝕刻——呈點狀、條狀或片狀，顏色呈灰黑色，稍有手感。

蝕坑——呈點狀、條狀或片狀，顏色呈紅褐色或黑色，手感明顯。產生原因——密封不良，造成軸承中進入潮濕的空氣或水、酸、堿類物質。

4/6/202326燒附——金屬表面的熱熔性材料粘著現(xiàn)象。

4/6/202329燒附形貌特征——在零件相互接觸的表面上，金屬表面粘附有被遷移的熔融性材料。產生原因——預緊力過大、軸承游隙過小，潤滑不良，軸承高速運轉產生溫升，使?jié)L動體受熱膨脹后接觸表面摩擦產生的急劇溫升形成。4/6/202330磕碰傷——軸承零件之間或與其他硬物之間相互碰撞產生的零件表面機械性損傷。

4/6/202331磕碰傷

形貌特征——呈半圓形或針葉形等形狀規(guī)則的凹陷，邊緣突起，手感明顯。一般在嚴重的磕碰傷附近及其尖角處有微裂紋。產生原因——粗魯作業(yè)使軸承外表面受到按一定角度施加的強力沖撞、敲擊產生的凹陷痕跡。

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壓痕——在強大擠壓力作用下，金屬表面產生的塑性凹陷。

4/6/202333壓痕形貌特征——凹陷形狀與擠壓體的形狀吻合，有深度，邊沿材料凸起光滑。產生原因——在過載沖擊力或過載壓力的作用下，滾道面受滾動體擠壓而產生的凹陷痕跡。軸承受到振動、顛簸，滾動體與滾道發(fā)生碰撞形成。4/6/202334

配合面拉傷——軸承材料裝配表面受到極大的摩擦力時產生的機械性損傷。

4/6/202335配合面拉傷形貌特征——傷痕與摩擦力方向一致，嚴重時有金屬表面材料位移或表面附著物。產生原因——軸承安裝或退卸時，裝配倒角過渡不圓滑，過盈量大；可分離套圈在軸承合套時偏斜，滾道與滾子摩擦產生的機械性損傷。4/6/202336輾皮——金屬表面由于疲勞而發(fā)生的極薄的金屬起皮現(xiàn)象。

4/6/202337輾皮形態(tài)特征——產生于滾動面的極薄的起皮或脫落顆粒，強光下有光澤，手搓時有手感；輾皮后的零件表面失去原有光澤。產生原因——裝配不當或潤滑不良時，在滾動接觸應力和滑動摩擦的作用下，滾動面產生的極淺的疲勞剝落。4/6/202338剝離——金屬表面在高接觸應力的循環(huán)作用下產生的片狀剝落現(xiàn)象。

4/6/202339剝離

形貌特征——在滾動面有一定的面積和深度，表面呈凸凹不平的鱗狀，邊角銳利。產生原因——裝配不當或潤滑不良時，在過載應力的作用下產生的嚴重剝落。4/6/202340偏載——軸承的內、外圈錯位，只有一列滾動體受力或滾道的一側受力。4/6/202341偏載形貌特征——在滾動面偏一側有剝落現(xiàn)象。向心球軸承剝落部位不在溝底而偏一側。雙列軸承只有一列滾道剝落。產生原因——裝配不當或軸向力過大時造成。4/6/202342發(fā)熱（一）原因：1．

軸承游隙小軸的尺寸超差，內徑與軸過盈過大，內圈膨脹后使游隙減小。軸承座的內徑尺寸超差，軸承外圈收縮后使游隙減小。2．

潤滑不良潤滑劑加入的過多或過少。或加入的潤滑劑錯誤。

4/6/202343發(fā)熱（二）3．軸承對中不良由于兩軸線不對中，造成軸承非正常運轉。4．軸承負荷過大軸承承受的負荷超出極限負荷。5．軸承與相鄰的其他零件發(fā)生干涉軸承與相鄰的其他零件發(fā)生干涉產生摩擦4/6/202344發(fā)熱（三）6．安裝軸承在安裝時不到位或安裝傾斜，使軸承非正常運轉。7．承受非正常負荷向心軸承承受過大的軸向力，使軸承非正常運轉。8．密封失效有異物進入軸承，軸承在運轉時受卡阻。

4/6/202345剝落（一）現(xiàn)象：滾動面有材料剝離，呈現(xiàn)明顯的凸凹形狀原因：1．軸承在工作中承受的負荷過大。軸承在工作中承受的負荷超過極限負荷。2.安裝不當。軸承在安裝時不到位或安裝傾斜，使軸承非正常運轉。4/6/202346剝落（二）3.軸或軸承箱的精度達不到要求。軸或軸承箱的精度達不到要求，造成與軸承接觸不良（接觸面少、過盈量超差、形位公差超差）。4。游隙過小游隙過小，滾動體運轉卡阻，不能實現(xiàn)自轉與公轉。5．異物進入有異物進入軸承，軸承在運轉時受卡阻。

4/6/202347剝落（三）6．偏載軸承所受到過大的軸向力，使軸承非正常運轉（球軸承的滾動體不在溝底，球面滾軸承一列滾動體受力）。7．環(huán)境溫度高異常高溫造成軸承的硬度下降。4/6/202348裂紋（一）現(xiàn)象：軸承零件出現(xiàn)斷裂、掉塊及裂紋。原因：1．軸承在工作中承受的負荷過大。軸承在工作中承受的負荷超過極限負荷。2.安裝不當。軸承在安裝時不到位時敲擊力過大。4/6/202349裂紋（二）3.軸的精度達不到要求。軸的尺寸過大，與軸承內徑過盈量超差造成。4．軸承在工作中受到較大的沖擊負荷。軸的精度達不到要求，尺寸超差與軸承內徑的過盈過大造成。5。材料裂紋材質不合格存在裂紋。4/6/202350裂紋（三）6．熱處理裂紋軸承在熱處理時出現(xiàn)的淬火裂紋。7．磨削裂紋軸承零件在機加工時由于增大磨削量而產生的燒傷。4/6/202351保持架破損（一）現(xiàn)象：保持架破損、鉚釘松動或斷裂。原因：1．力矩負荷過大。軸承在工作中承受的負荷過大2．高速旋轉或轉速變動頻繁。軸承在運轉時轉速過高，頻繁變換旋轉速度。4/6/202352保持架破損（二）3.潤滑不良。軸承在運轉時因潤滑不良，造成滾動體與保持架產生干涉。4．卡入異物。異物進入軸承造成滾動體與保持架產生干涉。5。振動大軸承在運轉過程中振動大，滾動體與保持架發(fā)生碰撞，造成鉚釘松動或斷裂。4/6/202353保持架破損（三）6．安裝不當軸承在安裝時位置傾斜，滾動體不在正常的軌跡上運行。7．異常溫升軸承在運轉時由于高溫而使保持架（樹脂）產生變形。8．外力在安裝軸承時誤操作敲擊保持架。

4/6/202354擦傷

卡傷（一）現(xiàn)象：表面粗糙，拌有微小材料遷移或溶融原因：1．潤滑不良潤滑劑的類型、填充量、填充方法不正確。2．異物進入有異物進入軸承，軸承零件在運轉時受干涉造成。

4/6/202355擦傷

卡傷（二）3．安裝不當軸承在安裝時不到位或安裝傾斜，使軸承非正常運轉。4．軸承的軸向負荷過大軸承承受的軸向負荷過大，滾動體端面與內、外圈的擋邊接觸，使擋邊面斷油，滾動體與擋邊摩擦造成。5．

滾動體滑動軸承在運轉時潤滑脂加入過多或預緊力不夠，造成滾動體與滾道打滑。

4/6/202356銹蝕現(xiàn)象：軸承零件表面全部或局部生銹，與滾動體呈現(xiàn)等間距的狀態(tài)。原因：1．保管不良2．包裝破損3．防銹劑不足4．水分、酸溶液等侵入5．接用手接觸軸承（夏天溫度較高時在軸承表面留下汗?jié)n）4/6/202357磨損現(xiàn)象：軸承零件表面磨損，造成尺寸變化，并伴有磨傷、磨痕。原因：1．潤滑劑的質量不好，混有異物。2．潤滑不良。3.滾動體運行軌跡異常。4/6/202358電蝕

現(xiàn)象：滾動面有噴火口狀凹坑，進一發(fā)展為波板狀原因：有電流通過軸承內部，擊穿油膜造成滾動面上出現(xiàn)此現(xiàn)象。

4/6/202359壓痕、碰傷現(xiàn)象：卡入固體異物，或沖擊造成的軸承零件表面出現(xiàn)凹坑及安裝時的磕碰傷。原因：1．固體異物進入2．剝離物進入3．安裝不當造成的撞擊4.軸承的內圈與外組件、軸承的外圈與內組件圈在傾斜狀態(tài)下安裝。4/6/202360蠕變現(xiàn)象：軸承安裝表面與相配合的零件打滑，形成鏡面或變色。原因：1．配合處過盈不足。2.異常溫升。3.負荷過大4/6/202361異

響(一）現(xiàn)象：軸承在運轉時出現(xiàn)不規(guī)律、尖銳的的聲響原因：1．軸承游隙小軸的尺寸超差，內徑與軸過盈過大，內圈膨脹后使游隙減小。軸承座的內徑尺寸超差，軸承外圈收縮后使游隙減小。對于高轉速的工況（>2/3），應選用大游隙的軸承。4/6/202362異

響(二）2．潤滑不良潤滑劑加入的過多或過少?；蚣尤氲臐櫥瑒╁e誤。3．軸承對中不良由于兩軸線不對中，造成軸承非正常運轉。4．軸承與相鄰的其他零