轴承的失效分析.ppt
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1、滚动轴承滚动轴承的失效分析的失效分析12/4/20221概述概述l滚动轴承是重要的机械基础件之一,轴承的运行滚动轴承是重要的机械基础件之一,轴承的运行状况直接影响主机运行质量。现在使用者对轴承状况直接影响主机运行质量。现在使用者对轴承的质量、精度、使用寿命等要求越来越高,对轴的质量、精度、使用寿命等要求越来越高,对轴承的选型、安装、使用及维护和保养也越来越重承的选型、安装、使用及维护和保养也越来越重视。通过轴承失效分析,可以直观地发现轴承损视。通过轴承失效分析,可以直观地发现轴承损坏的因素,便于查找引起轴承失效的根本原因。坏的因素,便于查找引起轴承失效的根本原因。12/4/20222失效分析的
2、方法失效分析的方法l滚动轴承的失效原因比较复杂,涉及到多方面的滚动轴承的失效原因比较复杂,涉及到多方面的专业知识,需要对轴承的结构特性、加工方法、专业知识,需要对轴承的结构特性、加工方法、各个零件的加工工艺及设备有一定的了解。现在各个零件的加工工艺及设备有一定的了解。现在所涉及的只是常见失效形式,根据轴承的结构特所涉及的只是常见失效形式,根据轴承的结构特性,结合轴承的使用工况,通过对轴承的安装、性,结合轴承的使用工况,通过对轴承的安装、配合及调整的分析,对运行速度、温升,受力分配合及调整的分析,对运行速度、温升,受力分析,包括对轴承使用过程中维护、保养的分析等,析,包括对轴承使用过程中维护、保
3、养的分析等,归纳总结出轴承早期失效过程和失效原因(常规归纳总结出轴承早期失效过程和失效原因(常规分析)。分析)。12/4/20223轴承失效分析步骤(一)轴承失效分析步骤(一)l一.收集轴承使用数据收集轴承使用数据这是进行分析的重要依这是进行分析的重要依据,数据应尽可能全面。包括以下方面:据,数据应尽可能全面。包括以下方面:l概述轴承使用情况。(现场人员的叙述及记录)概述轴承使用情况。(现场人员的叙述及记录)l安装和拆卸轴承的方法。安装和拆卸轴承的方法。l轴承所承受的负荷。(负荷的类型、极限)轴承所承受的负荷。(负荷的类型、极限)l轴承工作时的转速。(恒定、变化、极限)轴承工作时的转速。(恒定
4、、变化、极限)l轴承润滑情况。(方式、润滑剂类型)轴承润滑情况。(方式、润滑剂类型)l轴承工作时的温度。轴承工作时的温度。(恒定、变化)(恒定、变化)12/4/20224轴承失效分析步骤(二)轴承失效分析步骤(二)l轴承与轴和轴承座的配合情况。(配合种类)轴承与轴和轴承座的配合情况。(配合种类)l轴承的旋转方式。(内、外圈旋转,变向)轴承的旋转方式。(内、外圈旋转,变向)l轴承的密封情况。(采用的密封方式)轴承的密封情况。(采用的密封方式)l可能产生的的振动源可能产生的的振动源l周围的的灰尘和温度周围的的灰尘和温度l可能通过轴承的电流可能通过轴承的电流l可能产生的水和其他流体污染源可能产生的水
5、和其他流体污染源12/4/20225轴承失效分析步骤(三)轴承失效分析步骤(三)l二二.拆卸前的观察拆卸前的观察l工作环境及污染情况。(周围的环境条件,是否工作环境及污染情况。(周围的环境条件,是否有异物进入轴承)有异物进入轴承)l润滑剂流失的情况。(检查润滑系统)润滑剂流失的情况。(检查润滑系统)l轴承损坏的过程。(首次出现异常的时间和现象,轴承损坏的过程。(首次出现异常的时间和现象,如噪音、温升、振动)如噪音、温升、振动)12/4/20226轴承失效分析步骤(四)轴承失效分析步骤(四)l三三.拆卸中的观察拆卸中的观察l润滑情况。(对润滑剂取样观察、化验是否洁净润滑情况。(对润滑剂取样观察、
6、化验是否洁净有无其他杂物)有无其他杂物)l轴承轴向紧固零件的松紧程度。(轴承轴向紧固零件的松紧程度。(对角接触轴承、对角接触轴承、圆锥滚子轴承和内径带锥度的轴承要特别重要,圆锥滚子轴承和内径带锥度的轴承要特别重要,因为直接影响轴承的游隙变化因为直接影响轴承的游隙变化 )l检查与轴承配合零件的精度。(轴与壳体的形位检查与轴承配合零件的精度。(轴与壳体的形位公差、轴的对中状况)公差、轴的对中状况)12/4/20227轴承失效分析步骤(五轴承失效分析步骤(五)l四四.拆卸后的观察拆卸后的观察l外观检查。(所有轴承零件的表面情况和损坏件外观检查。(所有轴承零件的表面情况和损坏件的失效特征)的失效特征)
7、l精度检测。(尺寸、旋转精度及表面粗糙度的变精度检测。(尺寸、旋转精度及表面粗糙度的变化)化)l金相分析。(取样化验材料质量和热处理质量)金相分析。(取样化验材料质量和热处理质量)12/4/20228轴承失效分析步骤(六)轴承失效分析步骤(六)l五五.提出失效分析报告提出失效分析报告l标题标题所分析的项目所分析的项目l概述概述轴承使用的基本情况轴承使用的基本情况l分析过程分析过程轴承零件的失效形式轴承零件的失效形式l结论结论轴承失效的原因轴承失效的原因l建议建议轴承使用方面及轴承设计和制造方轴承使用方面及轴承设计和制造方面的改进意见面的改进意见12/4/20229单一失效形式的多种因素单一失效
8、形式的多种因素l一种失效的形式,往往有多种可能导致的因素。一种失效的形式,往往有多种可能导致的因素。l如:发热如:发热 l 1.润润滑滑不不良良 2.游游隙隙小小 3.转转速速过过高高 4.干干涉涉 5.配合不当配合不当 6.不对中不对中l必必须须根根据据现现场场的的情情况况,对对设设备备及及轴轴承承进进行行观观察察,然后作出判断。然后作出判断。12/4/202210擦伤擦伤金属表面因滑动摩擦而产生的金属表面因滑动摩擦而产生的表面金属迁移现象。表面金属迁移现象。12/4/202211擦伤擦伤l形态特征形态特征 在零件相互接触的表面上,沿滑动在零件相互接触的表面上,沿滑动方向产生的机械摩擦损伤,
9、有一定长度和深度。方向产生的机械摩擦损伤,有一定长度和深度。l产生原因产生原因轴向预紧力过大或轴承游隙过小,轴向预紧力过大或轴承游隙过小,润滑不良或密封不良润滑不良或密封不良。12/4/202212划伤划伤硬性颗粒及硬物棱角在轴承表硬性颗粒及硬物棱角在轴承表面滑动而产生的表面线状机械性损伤。面滑动而产生的表面线状机械性损伤。l有关该主题的详细内容l支持信息和示例l该主题与听众的联系12/4/202213划伤划伤l形貌特征形貌特征呈线状、光亮、无方向性,有手感呈线状、光亮、无方向性,有手感l产生原因产生原因粗鲁作业,润滑剂含杂质,密封不良。粗鲁作业,润滑剂含杂质,密封不良。12/4/202214
10、点蚀点蚀金属表面呈分散或群集状的细小金属表面呈分散或群集状的细小坑点。坑点。l有关该主题的详细内容l支持信息和示例l该主题与听众的联系12/4/202215点蚀点蚀l 形形貌貌特特征征产产生生于于滚滚动动接接触触面面上上,呈呈黑黑色色针针孔状凹坑,有一定深度,个别存在或密集分布。孔状凹坑,有一定深度,个别存在或密集分布。l产生原因产生原因 润滑不良时,在滚动接触应力的润滑不良时,在滚动接触应力的循环作用下,金属亚表层夹杂物或炭化物形成应循环作用下,金属亚表层夹杂物或炭化物形成应力集中,进而产生微观裂纹,并逐渐发展成凹坑力集中,进而产生微观裂纹,并逐渐发展成凹坑状的微小剥离。润滑剂含杂质,密封不
11、良状的微小剥离。润滑剂含杂质,密封不良.12/4/202216磨耗磨耗零件在摩擦作用下零件在摩擦作用下,金属表面金属表面材料被去除的现象。材料被去除的现象。l12/4/202217磨耗磨耗l形形貌貌特特征征产产生生于于滚滚动动接接触触面面上上或或引引导导面面上上,呈呈磨磨合合状状的的浅浅沟沟槽槽,表表面面光光亮亮。随随着着滚滚动动接接触触表表面的磨耗发展,轴承游隙增大。面的磨耗发展,轴承游隙增大。l产生原因产生原因细微颗粒物进入轴承或润滑不良,细微颗粒物进入轴承或润滑不良,在滑动摩擦的作用下,零件接触处金属表面材料在滑动摩擦的作用下,零件接触处金属表面材料被磨掉。被磨掉。12/4/202218
12、电蚀电蚀电流通过轴承时,击穿油膜,电流通过轴承时,击穿油膜,产生高温,使金属表面局部熔融形成不产生高温,使金属表面局部熔融形成不规则凹坑或沟蚀。规则凹坑或沟蚀。12/4/202219电蚀电蚀l形形貌貌特特征征电电蚀蚀凹凹坑坑呈呈斑斑点点状状,有有金金属属熔熔融融现现象象,深深处处蓝蓝黑黑色色,呈呈火火山山喷喷口口状状;轴轴承承运运行行中中形形成的电蚀沟蚀呈洗衣板状。成的电蚀沟蚀呈洗衣板状。l产生原因产生原因电流通过轴承(电击伤)。电流通过轴承(电击伤)。12/4/202220 滚动体卡伤滚动体卡伤轴承运行过程中,滚轴承运行过程中,滚动体在异物或其他零件的作用下自转或动体在异物或其他零件的作用下
13、自转或公转受阻时,产生的磨损、裂损。公转受阻时,产生的磨损、裂损。12/4/202221滚动体卡伤滚动体卡伤l形形态态特特征征滚滚动动体体的的工工作作表表面面与与其其他他零零件件干干涉涉所出现的磨损痕迹所出现的磨损痕迹l产产生生原原因因游游隙隙过过大大或或有有异异物物进进入入轴轴承承使使滚滚动动体运转卡阻。体运转卡阻。12/4/202222裂损裂损材料破坏性损伤。材料破坏性损伤。12/4/202223裂损裂损l形貌特征形貌特征裂损按损伤程度分为裂纹和缺损。裂损按损伤程度分为裂纹和缺损。l 裂裂纹纹呈呈线线状状,无无方方向向性性,有有一一定定长长度度和和深深度。度。l 缺损缺损零件有局部掉块。零
14、件有局部掉块。l产产生生原原因因由由其其他他损损伤伤诱诱发发,如如:轴轴承承承承受受非非正正常常冲冲击击力力,材材料料缺缺陷陷或或材材料料疲疲劳劳,零零件件局局部部温温升等。升等。12/4/202224腐蚀和锈蚀腐蚀和锈蚀金属表面与周围环境介金属表面与周围环境介质发生化学反应产生的表面损伤现象。质发生化学反应产生的表面损伤现象。12/4/202225腐蚀和锈蚀腐蚀和锈蚀l形貌特征形貌特征腐蚀按不同程度分为色斑、蚀刻和蚀坑。腐蚀按不同程度分为色斑、蚀刻和蚀坑。l 色色斑斑呈呈点点状状或或条条状状,颜颜色色呈呈浅浅灰灰色色或或红红褐褐色色,无无深度。深度。l 蚀蚀刻刻呈呈点点状状、条条状状或或片片
15、状状,颜颜色色呈呈灰灰黑黑色色,稍稍有有手感。手感。l 蚀蚀坑坑呈呈点点状状、条条状状或或片片状状,颜颜色色呈呈红红褐褐色色或或黑黑色色,手感明显。手感明显。l产生原因产生原因密封不良,造成轴承中进入潮湿的空气或密封不良,造成轴承中进入潮湿的空气或水、酸、碱类物质。水、酸、碱类物质。12/4/202226热变色热变色由于温升造成金属表面产生由于温升造成金属表面产生氧化的现象。氧化的现象。12/4/202227热变色热变色l形形态态特特征征零零件件受受热热部部位位呈呈现现淡淡黄黄色色、黄黄色色、橙色、棕红色、紫兰色、蓝黑色。橙色、棕红色、紫兰色、蓝黑色。l产产生生原原因因润润滑滑不不良良、润润滑
16、滑剂剂老老化化,安安装装配配合合不当,游隙小。不当,游隙小。12/4/202228烧附烧附金属表面的热熔性材料粘着现金属表面的热熔性材料粘着现象。象。12/4/202229烧附烧附l形形貌貌特特征征在在零零件件相相互互接接触触的的表表面面上上,金金属属表表面粘附有被迁移的熔融性材料。面粘附有被迁移的熔融性材料。l产产生生原原因因预预紧紧力力过过大大、轴轴承承游游隙隙过过小小,润润滑滑不不良良,轴轴承承高高速速运运转转产产生生温温升升,使使滚滚动动体体受受热热膨膨胀后接触表面摩擦产生的急剧温升形成。胀后接触表面摩擦产生的急剧温升形成。12/4/202230磕碰伤磕碰伤轴承零件之间或与其他硬物轴承
17、零件之间或与其他硬物之间相互碰撞产生的零件表面机械性损之间相互碰撞产生的零件表面机械性损伤。伤。12/4/202231磕碰伤磕碰伤l 形形貌貌特特征征呈呈半半圆圆形形或或针针叶叶形形等等形形状状规规则则的的凹凹陷陷,边边缘缘突突起起,手手感感明明显显。一一般般在在严严重重的的磕磕碰碰伤附近及其尖角处有微裂纹。伤附近及其尖角处有微裂纹。l产生原因产生原因粗鲁作业使轴承外表面受到按一定粗鲁作业使轴承外表面受到按一定角度施加的强力冲撞、敲击产生的凹陷痕迹。角度施加的强力冲撞、敲击产生的凹陷痕迹。12/4/202232 压痕压痕在强大挤压力作用下,金属在强大挤压力作用下,金属表面产生的塑性凹陷。表面产
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- 轴承 失效 分析
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