SKF轴承失效分析:失效形式.特征及可能原因

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轴承哥从轴承负荷形式、失效模式分类以及失效原因查找三个方面进行介绍,希望对各位轴友有所帮助!

轴承失效过程

轴承负荷形式

1常规径向负荷区域

2

内圈转动负荷

3

外圈转动负荷

4

组合(径向和轴向)负荷

↓↓↓轴向(推力)负荷

5

存在偏心时

↓↓↓ 外圈倾斜

↓↓↓ 内圈倾斜

↓↓↓球轴承

↓↓↓圆柱轴承

6

存在偏心时

7

过度配合——预负荷

↓↓↓偏心径向负荷

↓↓↓不平衡负荷

失效模式分类

具有可识别特性的失效原因;具有可识别失效模式的失效机制;观察损坏情况可帮助识别失效原因。

具体的失效模式分类如下:

下面简单介绍一些各种失效模式的基本特征:

1

疲劳

(1) 表面下疲劳

重复应力改变

材料结构改变

表面下的细微裂痕

裂痕扩散

脱离、剥落和脱落

↓↓↓ 疲劳剥落现象

↓↓↓ 边部偏载

↓↓↓ 压痕和冲击

(2)表面初始疲劳

润滑减少

滑动运动

发光发亮

粗糙的微裂纹

粗糙的微粒剥落

表面受挫

↓↓↓ 润滑不当

↓↓↓ 润滑不当造成磨损的过程

2

磨损

(1)研磨磨损

材料的逐步清除

加速过程

润滑不当

污染颗粒的进入

↓↓↓ 对磨磨损

(2)粘性磨损

擦伤/滑动/卡紧

材料转换/磨擦生热

锻造/应力集中并出现裂痕或脱落现象的再次硬化

低负荷

加速

↓↓↓ 滚子与轨道的擦伤

↓↓↓ 温度色变

SKF轴承可在温度达125°C (~ 250°F)的条件下使用,过高的温度可导致硬度下降,降低2-4点洛氏硬度可减少寿命50%。

3腐蚀

(1)湿气腐蚀

氧化/锈蚀

化学反应

腐蚀点/ 脱离

蚀刻(水/油混合物)

↓↓↓ 锈蚀

(2)摩擦腐蚀

(a)蠕动腐蚀

结合部分的微粒运动

粗糙粒子的氧化

粉末状锈蚀

材料损失

出现在配合接面处

↓↓↓ 配合不当

(b)压痕腐蚀

滚动元件/滚道

微粒运动/弹性形变

振动

腐蚀/磨损:光亮或红色的凹陷区域

固定:在滚动元件的游隙处损坏

旋转:损坏部分表现为平行的凹槽

↓↓↓ 振动造成的失效

4

电蚀磨损

(1)电压过高

高电流= 放电现象

即时的本地加热可导致熔化和/或焊接现象的产生

放电痕达到100μm

(2) 电流泄漏

低电流强度

位置接近的较浅电痕

在滚道和滚子上出现凹槽,与滚动轴平行

颜色褪为深灰色

电流通过的解决方案:

↓↓↓ 组合式深沟球轴承

↓↓↓ Inso涂层

5

塑性变形

(1)过载

静态或冲击负荷

塑性变形

滚动元件间隔出现凹陷现象

操作造成的损坏

↓↓↓ 安装中出现的损坏

(2)凹痕

局部过载

颗粒的过度滚动= 凹痕

由低碳钢/硬化钢/硬质矿物颗粒造成

局部过载

由坚硬/锋利的物体造成的刻痕

↓↓↓ 颗粒造成的凹痕

↓↓↓ 操作造成的损坏

↓↓↓ CRB滚子损坏,使用不当造成的失效

6

列痕

(1)粗暴的敲打所造成的裂痕

集中的应力超过了抗拉强度

冲击/过度应力

↓↓↓ 过度配合所造成的裂痕

(2)疲劳造成的裂痕

在弯曲作用下超出了疲劳强度

裂痕开始出现/扩散

最终形成裂痕

圈和保持架

(3)受热造成的裂痕

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

失效原因查找

收集运行数据、监控数据

采集润滑剂样本

检查轴承环境

评估安装条件下的轴承状态

标记安装位置

卸下、标记并包装轴承和零件

检查轴承座

检查轴承和零件

记录目测的观察结果

使用失效模式排除不可能的原因并确定实效的根本原因

如需要联系外界人员以获得帮助

若有必要开始修理

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轴承哥从轴承负荷形式、失效模式分类以及失效原因查找三个方面进行介绍,希望对各位轴友有所帮助!

轴承失效过程

轴承负荷形式

1常规径向负荷区域

2

内圈转动负荷

3

外圈转动负荷

4

组合(径向和轴向)负荷

↓↓↓轴向(推力)负荷

5

存在偏心时

↓↓↓ 外圈倾斜

↓↓↓ 内圈倾斜

↓↓↓球轴承

↓↓↓圆柱轴承

6

存在偏心时

7

过度配合——预负荷

↓↓↓偏心径向负荷

↓↓↓不平衡负荷

失效模式分类

具有可识别特性的失效原因;具有可识别失效模式的失效机制;观察损坏情况可帮助识别失效原因。

具体的失效模式分类如下:

下面简单介绍一些各种失效模式的基本特征:

1

疲劳

(1) 表面下疲劳

重复应力改变

材料结构改变

表面下的细微裂痕

裂痕扩散

脱离、剥落和脱落

↓↓↓ 疲劳剥落现象

↓↓↓ 边部偏载

↓↓↓ 压痕和冲击

(2)表面初始疲劳

润滑减少

滑动运动

发光发亮

粗糙的微裂纹

粗糙的微粒剥落

表面受挫

↓↓↓ 润滑不当

↓↓↓ 润滑不当造成磨损的过程

2

磨损

(1)研磨磨损

材料的逐步清除

加速过程

润滑不当

污染颗粒的进入

↓↓↓ 对磨磨损

(2)粘性磨损

擦伤/滑动/卡紧

材料转换/磨擦生热

锻造/应力集中并出现裂痕或脱落现象的再次硬化

低负荷

加速

↓↓↓ 滚子与轨道的擦伤

↓↓↓ 温度色变

SKF轴承可在温度达125°C (~ 250°F)的条件下使用,过高的温度可导致硬度下降,降低2-4点洛氏硬度可减少寿命50%。

3腐蚀

(1)湿气腐蚀

氧化/锈蚀

化学反应

腐蚀点/ 脱离

蚀刻(水/油混合物)

↓↓↓ 锈蚀

(2)摩擦腐蚀

(a)蠕动腐蚀

结合部分的微粒运动

粗糙粒子的氧化

粉末状锈蚀

材料损失

出现在配合接面处

↓↓↓ 配合不当

(b)压痕腐蚀

滚动元件/滚道

微粒运动/弹性形变

振动

腐蚀/磨损:光亮或红色的凹陷区域

固定:在滚动元件的游隙处损坏

旋转:损坏部分表现为平行的凹槽

↓↓↓ 振动造成的失效

4

电蚀磨损

(1)电压过高

高电流= 放电现象

即时的本地加热可导致熔化和/或焊接现象的产生

放电痕达到100μm

(2) 电流泄漏

低电流强度

位置接近的较浅电痕

在滚道和滚子上出现凹槽,与滚动轴平行

颜色褪为深灰色

电流通过的解决方案:

↓↓↓ 组合式深沟球轴承

↓↓↓ Inso涂层

5

塑性变形

(1)过载

静态或冲击负荷

塑性变形

滚动元件间隔出现凹陷现象

操作造成的损坏

↓↓↓ 安装中出现的损坏

(2)凹痕

局部过载

颗粒的过度滚动= 凹痕

由低碳钢/硬化钢/硬质矿物颗粒造成

局部过载

由坚硬/锋利的物体造成的刻痕

↓↓↓ 颗粒造成的凹痕

↓↓↓ 操作造成的损坏

↓↓↓ CRB滚子损坏,使用不当造成的失效

6

列痕

(1)粗暴的敲打所造成的裂痕

集中的应力超过了抗拉强度

冲击/过度应力

↓↓↓ 过度配合所造成的裂痕

(2)疲劳造成的裂痕

在弯曲作用下超出了疲劳强度

裂痕开始出现/扩散

最终形成裂痕

圈和保持架

(3)受热造成的裂痕

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

失效原因查找

收集运行数据、监控数据

采集润滑剂样本

检查轴承环境

评估安装条件下的轴承状态

标记安装位置

卸下、标记并包装轴承和零件

检查轴承座

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记录目测的观察结果

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