軸(zhou)承在設備(bèi)中的應用(yong)相當廣泛(fàn)，軸承壽命(ming)極其關‼️鍵(jiàn)。據☁️統計，旋(xuán)轉機械的(de)故障中軸(zhou)承的損壞(huài)故障約❓占(zhàn)30%，而這些💃根(gēn)源😄很簡單(dān)，例如貨物(wu)列車脫軌(guǐ)事故，據💛調(diào)查發現軸(zhou)箱中的一(yi)個軸承過(guo)熱(如圖1)，導(dao)緻車軸斷(duan)裂，造成車(chē)廂傾覆㊙️、交(jiao)通中斷數(shù)小時，事故(gu)損失巨大(dà)。

圖1 軸箱軸(zhou)承

軸承故(gù)障損傷根(gen)源分析：

軸(zhóu)承是大部(bù)分設備的(de)核心部件(jian)，一旦軸承(chéng)失效，設備(bèi)就會停🔴止(zhi)，找到根源(yuán)以避免事(shì)故再次發(fa)生就顯得(de)尤為重要(yào)。實際上，軸(zhou)承🔞一旦受(shou)損，它就會(hui)逐漸惡化(hua)直到無法(fǎ)工🔴作，那時(shí)故障發❌生(sheng)的所有證(zheng)據可能都(dou)被破壞了(le)。

如圖2 揭示(shì)了損傷從(cong)小到大的(de)整個過程(cheng)，外部顆粒(lì)(污染物)進(jin)入軸承，運(yun)動中産生(shēng)凹痕(污染(ran)物被壓入(ru)滾道)。凹痕(hén)邊緣💃會升(shēng)高，所以凹(āo)痕看起來(lai)像個坑。滾(gǔn)道局部幾(jǐ)何形狀發(fā)生改變，使(shi)🏃🏻‍♂️得這個☂️區(qū)域無法形(xing)成良好油(you)膜把接觸(chu)表面分離(lí)開來，結果(guǒ)㊙️造成材料(liao)💞疲勞。最初(chu)是表面出(chū)現裂縫，最(zuì)後是受損(sun)區域剝落(luo)，随着繼續(xu)運轉，剝落(luo)不斷加劇(ju)。到後來，受(shòu)損區域變(biàn)得如此之(zhi)大，最初的(de)受損點(即(jí)凹痕💁)完全(quán)消失。此時(shi)對受損軸(zhóu)承進行檢(jiǎn)查，已很難(nan)發現問題(ti)的根源:即(ji)可能由于(yu)密封不好(hǎo)緻使污染(ran)物進入軸(zhóu)承。

圖2 軸承(chéng)損傷的發(fa)展

每種故(gù)障都有其(qi)特有的特(te)性，通過觀(guan)察損傷狀(zhuang)況㊙️有可能(neng)确定故障(zhàng)根源。下面(mian)相關軸承(chéng)損傷類型(xing)和軸承⭕損(sǔn)傷♉的根源(yuán)

1、磨損

磨損(sǔn)是滾動軸(zhou)承最常見(jian)的故障之(zhi)一，通常是(shì)由異物引(yǐn)起🏃‍♂️研磨損(sǔn)傷、擦傷、槽(cáo)痕、圓周線(xiàn)痕或碎屑(xie)污染📐，分磨(mo)耗磨♍損和(he)粘滞磨損(sǔn)兩大類。

磨(mo)耗磨損是(shi)由于軸承(cheng)内部有微(wēi)小異物，它(ta)們可能是(shì)來自外部(bu)❓或内部的(de)污染顆粒(li)，比如齒輪(lun)帶來的金(jin)屬微粒或(huo)碳化物。這(zhè)些顆粒将(jiāng)磨損或研(yán)磨滾道和(he)滾動體，在(zài)圓錐滾子(zǐ)軸承中😘，滾(gǔn)子端🥵面和(hé)内圈擋邊(biān)的磨損程(cheng)度遠比滾(gǔn)道嚴重☁️，這(zhè)種磨損将(jiang)造成軸向(xiàng)遊隙或内(nei)👅部間隙擴(kuò)大，進而降(jiang)低軸承壽(shou)命，導緻🏃軸(zhóu)承偏心。此(cǐ)外，磨損也(yě)會影響軸(zhóu)承所在機(ji)器的其❌他(tā)零件。污染(rǎn)物能進入(rù)軸承内部(bù)，通常是密(mi)封圈嚴重(zhong)☀️磨損或失(shi)效(或沒有(you))。潤滑劑分(fèn)析可能🏒會(hui)發現污染(rǎn)物的來源(yuán)，從而有助(zhù)于找到解(jiě)決問題的(de)方法。

粘滞(zhì)磨損主要(yao)發生在輕(qing)負荷、潤滑(huá)不良、滾動(dong)體速度差(chà)🌈較大從而(ér)産生滑動(dòng)的接觸表(biǎo)面。例如，滾(gun)動體從無(wu)載區進入(ru)承載💘區的(de)過程，滾動(dong)體在無載(zai)區失速，當(dāng)重新進入(ru)承載區時(shí)獲得加速(su)。這将導緻(zhì)潤滑膜撕(sī)破、滑動、發(fā)熱，導緻材(cai)料可能從(cóng)滾動體轉(zhuǎn)移到📱滾道(dào)或從滾🔞道(dào)轉移到滾(gun)動體上。早(zǎo)期階段，外(wài)觀是發光(guang)表面，但很(hen)快它就變(bian)成無光表(biǎo)面，或多或(huò)少帶有粘(zhān)上的材料(liào)。

2、疲勞

疲勞(lao)的表現形(xing)式是剝落(luo)，即軸承材(cai)料出現麻(má)點或脫落(luò)，剝落最初(chu)發生在滾(gun)道或滾動(dong)體上。

來自(zi)滾道表面(mian)下的疲勞(láo)是材料惡(e)化，是由滾(gǔn)道表面下(xià)方的交變(biàn)應力引起(qi)，最終導緻(zhì)材料衰變(bian)。最初是出(chu)現裂縫，裂(lie)縫随軸承(cheng)👌工作慢慢(màn)發展，當裂(liè)縫發❌展到(dào)表面時，就(jiu)發生剝落(luo)。

來自表面(miàn)的疲勞通(tong)常由潤滑(huá)不足引起(qi)。潤滑劑的(de)作用☁️是🏃‍♀️建(jian)立油膜，把(bǎ)滾道與滾(gǔn)動體分隔(gé)開來。當潤(run)🤩滑不良時(shi)，會發生金(jīn)屬與🈲金屬(shǔ)的接觸。表(biao)面凸凹不(bu)👈平(突出部(bu)分)相☁️互剪(jian)切，導緻表(biǎo)面出現🔅剪(jian)切應力。由(yóu)于材料疲(pi)勞，出現小(xiǎo)裂縫，然後(hòu)🌐是微剝落(luo)。最初由于(yú)表面粗糙(cāo)度降低了(le)，所以表面(miàn)可能很明(míng)亮光滑，但(dan)是如果持(chi)續發展下(xia)去，表面就(jiù)會變得無(wu)光，表面破(po)❗碎會越來(lai)越多，出現(xian)麻點。

3、機械(xiè)腐蝕

浸蝕(shí)通常是由(you)于軸承座(zuò)内溫度變(biàn)化，内部空(kong)氣冷😄凝，水(shuǐ)🔴份不斷積(jī)聚而成。而(ér)濕氣或水(shuǐ)時常從破(po)損或不适(shi)當的密封(feng)圈進入軸(zhóu)承，由于軸(zhóu)承滾道和(he)滾動體表(biǎo)面精度極(jí)高，極易受(shou)到濕氣與(yu)水🐕的腐蝕(shí)。相比👨‍❤️‍👨其它(tā)損壞⭕過程(cheng)，發生得較(jiào)快，能發展(zhǎn)到材料深(shen)處導❤️緻軸(zhóu)承嚴重🔞損(sun)傷。空氣濕(shi)度過高或(huo)用手指觸(chù)摸滾道，都(dōu)能導緻☎️這(zhe)種類型的(de)腐蝕。因此(ci)做好防護(hu)非常重要(yào)。潮濕腐蝕(shi)通常發生(shēng)在靜止狀(zhuang)态，處于深(shēn)處的鏽會(hui)導緻軸承(cheng)早期🙇🏻損壞(huài)。

摩擦腐蝕(shi)的根源是(shì)兩個承載(zǎi)面之間的(de)微移動。大(da)多數情況(kuàng)下，這種摩(mó)擦腐蝕發(fa)生在軸承(chéng)外徑和軸(zhou)🤟承座☁️之間(jiān)和軸承孔(kong)和軸之間(jiān)，微移動主(zhǔ)要由滾動(dòng)體經過時(shí)産生的循(xun)環負荷引(yǐn)起。配合不(bu)好、軸彎曲(qǔ)或接觸面(miàn)有缺陷，都(dōu)能導緻或(huò)加速摩擦(ca)腐蝕的發(fa)生。空氣能(neng)進入沒有(yǒu)保護的表(biao)面，加速腐(fu)蝕的發展(zhan)。形成的氧(yǎng)化⭕鐵，體積(ji)要比純鋼(gāng)🛀大得多，造(zào)成材料變(bian)大，應力升(sheng)高，甚至對(dui)軸承滾道(dao)也是這樣(yang)，從而導緻(zhi)過早性的(de)表面下疲(pi)勞。摩擦腐(fǔ)蝕容易造(zao)成軸承圈(quan)開裂。

假硬(ying)化也是一(yī)種摩擦腐(fǔ)蝕，發生在(zài)滾動體和(hé)滾道間🏃‍♀️的(de)接觸區域(yù)，是循環振(zhèn)動引起的(de)塑性接觸(chù)面微㊙️移動(dong)🔞和回彈所(suǒ)緻。由于它(tā)🚶是發生在(zai)軸承靜止(zhǐ)和承載時(shí)，所以損傷(shāng)出現在滾(gun)動體節圓(yuan)處。根據振(zhen)動的強度(du)、潤滑條件(jian)和負荷，腐(fǔ)蝕和磨損(sǔn)可能同時(shi)發生⭐，在滾(gun)道上形成(cheng)淺凹陷。通(tōng)🤞常，振動會(hui)導緻潤滑(huá)劑的✌️局部(bù)缺失、金屬(shu)與金屬接(jiē)觸和磨耗(hao)磨損。凹陷(xian)處外觀通(tong)常變得無(wu)光，經常褪(tuì)🔅色，有時因(yīn)為發生潮(cháo)濕腐蝕而(er)略帶紅色(sè)。偶爾凹陷(xian)處呈現光(guāng)亮表🈚面，可(ke)能主要是(shi)因為仍有(yǒu)潤滑劑，還(hái)沒有發生(shēng)磨耗磨損(sǔn)。假硬⛷️化損(sǔn)壞能導緻(zhì)球軸承的(de)球面出現(xiàn)空洞，滾子(zi)軸承出現(xiàn)線條。

4、電腐(fu)蝕

當電流(liú)通過軸承(chéng)時，将會通(tōng)過滾動體(ti)在内、外圈(quān)間傳導，可(ke)能出現過(guo)高電壓造(zao)成的損傷(shang)。接觸表面(miàn)發生的過(guo)程與電🚶‍♀️弧(hú)焊(小接觸(chù)面上的高(gāo)密度電流(liú))類似，材料(liao)被加熱到(dào)回火至融(rong)化等不同(tóng)程度。在材(cái)料💜被回火(huǒ)、再硬化或(huo)融化的地(dì)方，外觀出(chu)現大小不(bu)一的褪色(sè)區。在材料(liào)融化的地(di)方，形成大(dà)約0.1mm 至 0.5mm 的坑(keng)。

同樣，電流(liu)洩漏也能(néng)造成損傷(shāng)，電流洩漏(lou)來自通過(guo)軸承的雜(zá)散電流，而(er)雜散電流(liu)通常是由(yóu)頻率變化(hua)引起👄的。主(zhǔ)要的可見(jian)損傷是凹(ao)槽，形似洗(xi)衣闆圖案(an)👄。這些凹槽(cáo)的形狀，在(zai)球軸承呈(cheng)接觸橢圓(yuan)，在滾子軸(zhóu)承呈接觸(chu)線，滾動體(tǐ)通常出現(xiàn)均勻的褪(tui)色。相比過(guò)高電壓損(sun)傷，在電流(liú)洩漏中，電(dian)流通過的(de)區域更大(dà)，結果電流(liu)密度變小(xiǎo)，損傷溫度(du)也較低。因(yin)此主要的(de)🈲可見損壞(huai)是回火效(xiào)應，即軸承(cheng)表面變軟(ruan)。當用高倍(bei)放大鏡觀(guān)察損傷部(bu)‼️位，通常也(ye)能看到坑(keng)。

5、塑性變形(xíng)

靜态負荷(he)或沖擊負(fù)荷可産生(sheng)過載，從而(ér)導緻塑性(xing)🌍變形👅，在滾(gun)道上形成(cheng)凹痕。通常(cháng)安裝不當(dāng)是産生此(ci)問題的根(gen)源，即💔在軸(zhóu)承圈上用(yong)力不當，從(cong)而在滾動(dong)體上産生(sheng)沖擊負荷(hé)。碎屑造成(chéng)的凹痕是(shi)因為外部(bu)顆粒(污染(ran)物)進入軸(zhóu)承，被滾動(dong)體壓入滾(gun)道。凹痕的(de)大小和形(xíng)狀取決于(yú)顆粒的性(xing)質。凹痕處(chù)滾道的幾(ji)何形狀被(bei)破壞，潤滑(huá)受到影響(xiang)。表面出現(xiàn)應力，疲勞(láo)導緻表面(mian)過早剝落(luò)。

搬運造成(cheng)的凹陷是(shì)由于軸承(cheng)表面被硬(yìng)的尖銳物(wù)體碰壞。由(you)于軸承表(biao)面精度極(ji)高，當局部(bu)過載，比如(rú)軸承掉落(luò)地上，就可(kě)🤟能會在表(biǎo)面磕出凹(ao)痕，從而讓(rang)軸承無法(fǎ)工作。

6、破裂(lie)和開裂

受(shòu)壓破裂是(shì)因為局部(bù)過載或應(yīng)力過高，造(zào)成應力集(jí)中超🐇過了(le)材料的抗(kang)拉強度所(suǒ)緻。常見是(shi)野蠻拆裝(zhuāng)軸承 (沖擊(ji))或圓錐座(zuo)或💃🏻襯套擰(nǐng)得太緊。當(dāng)用榔頭和(hé)硬鑿直接(jiē)敲💁打軸承(chéng)圈，可能導(dǎo)緻形成微(wēi)小的裂縫(feng)。當軸承投(tou)入使用🔆時(shí)，軸承圈可(kě)能有小😍片(piàn)脫落。而💞安(an)裝時圓錐(zhuī)座或襯套(tào)擰✔️得太緊(jǐn)，結果軸承(cheng)圈出現⚽抗(kang)拉應力(圓(yuan)周應力)，當(dang)軸承投👌入(rù)使用時産(chan)生⛱️裂縫。

疲(pí)勞破裂開(kai)始于彎曲(qǔ)狀态下應(yīng)力超過疲(pí)勞強度時(shi)。最初出⛷️現(xian)一條裂縫(feng)，然後不斷(duan)增多，最後(hòu)整個軸承(cheng)圈或保持(chí)架🔴開裂。當(dāng)使用緊配(pei)合時可能(néng)出現疲🥰勞(láo)破裂㊙️，因為(wei)緊配合可(ke)能産生很(hěn)高的圓周(zhou)應力。然後(hou)交變應力(li)和圓周💃🏻應(ying)力共同作(zuo)用，造成軸(zhou)承圈的過(guò)早疲勞，整(zheng)個圈裂開(kāi)。

熱開裂産(chǎn)生于兩個(gè)表面相互(hù)嚴重摩擦(ca)時，産生的(de)摩擦♌熱🔞導(dǎo)緻裂縫，通(tong)常與滑動(dong)方向成直(zhí)角。

很多軸(zhóu)承故障都(dōu)可以避免(miǎn)。深入的軸(zhou)承損傷根(gēn)源分🔞析可(kě)以找👈到問(wèn)題根源，通(tong)過采取适(shì)當的措施(shī)，能提前☎️避(bi)免👈故障再(zài)次⛱️發生，降(jiàng)低故障成(chéng)本。