《轴承失效分析》PPT课件.ppt
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1、TWB轴轴承承失失效效原原因因分分析析(上上)1内容介绍内容介绍一一一一.什么是轴承失效什么是轴承失效什么是轴承失效什么是轴承失效二二二二.失效分析的意义失效分析的意义失效分析的意义失效分析的意义三三三三.轴承失效的主要形式轴承失效的主要形式轴承失效的主要形式轴承失效的主要形式四四四四.轴承运转是否正常的判别方法轴承运转是否正常的判别方法轴承运转是否正常的判别方法轴承运转是否正常的判别方法五五五五.轴承的噪声与振动轴承的噪声与振动轴承的噪声与振动轴承的噪声与振动六六六六.轴承故障和损坏原因及对策轴承故障和损坏原因及对策轴承故障和损坏原因及对策轴承故障和损坏原因及对策七七七七.滚动轴承在使用中的
2、故障与排除滚动轴承在使用中的故障与排除滚动轴承在使用中的故障与排除滚动轴承在使用中的故障与排除2一、什么是轴承的失效一、什么是轴承的失效 滚动轴承在使用过程中由于本身质滚动轴承在使用过程中由于本身质量和外部条件的原因,其承载能力,旋量和外部条件的原因,其承载能力,旋转精度和减磨性能等会发生变化,当轴转精度和减磨性能等会发生变化,当轴承的性能指标低于使用要求而不能正常承的性能指标低于使用要求而不能正常工作时,就称为轴承损坏和失效,工作时,就称为轴承损坏和失效,TWB3 二、失效分析的意义二、失效分析的意义 失效分析可以找出机械故障部位、失效原失效分析可以找出机械故障部位、失效原因和机理,从而提供
3、产品改进方向和防止问因和机理,从而提供产品改进方向和防止问题发生的意见,它为设计者、生产者、使用题发生的意见,它为设计者、生产者、使用者找出故障原因和预防措施。是提高产品质者找出故障原因和预防措施。是提高产品质量的重要手段,是一门跨学科的综合性技术。量的重要手段,是一门跨学科的综合性技术。失效分析结果需反馈到设计和生产中去,这失效分析结果需反馈到设计和生产中去,这样是为了保证产品可靠性和提高产品质量的样是为了保证产品可靠性和提高产品质量的一种重要手段。一种重要手段。ISO9002TWB4三、轴承失效的主要形式三、轴承失效的主要形式TWB1.疲劳损坏疲劳损坏(正常损坏正常损坏)2.存储、运输损坏
4、存储、运输损坏3.安装不当安装不当4.润滑失效润滑失效5.杂质、摩擦、腐蚀损坏杂质、摩擦、腐蚀损坏 ISO9002下面将详细介绍其产生的原因下面将详细介绍其产生的原因5TWB1.疲劳损坏疲劳损坏(正常损坏正常损坏)在交变接触应力下在交变接触应力下,钢材内钢材内的杂质先发生破裂,形成微小的杂质先发生破裂,形成微小裂缝。裂缝不断扩展,导致金裂缝。裂缝不断扩展,导致金属剥落。在滚道和滚动体表面属剥落。在滚道和滚动体表面形成麻点。形成麻点。ISO90026 演演演演示示示示疲疲疲疲劳劳劳劳剥剥剥剥落落落落的的的的原原原原理理理理7A.A.从周期性滚子挤压滚道的形式从周期性滚子挤压滚道的形式从周期性滚子
5、挤压滚道的形式从周期性滚子挤压滚道的形式8B.B.原始夹杂物碎片原始夹杂物碎片原始夹杂物碎片原始夹杂物碎片9C.C.碎片延升到表面碎片延升到表面碎片延升到表面碎片延升到表面10D.D.碎片扩散碎片扩散碎片扩散碎片扩散11E.E.波浪般的痕迹波浪般的痕迹波浪般的痕迹波浪般的痕迹12F.F.逐步蔓延逐步蔓延逐步蔓延逐步蔓延13G.G.典型的放射蔓延典型的放射蔓延典型的放射蔓延典型的放射蔓延14疲疲劳劳剥剥落落TWB ISO9002疲疲劳劳剥剥落落是是轴轴承承正正常常失失效效的的形形式式。本本图图所所示示是是典典型型失失效效的的内内圈圈,粗粗糙糙的的表表面面与与润润滑滑失失效效有有明明显显的的差差别
6、别。另另外外,可可见见受受力力情情况况也也很好,两条滚道上的剥落区一样长。很好,两条滚道上的剥落区一样长。15疲劳剥落疲劳剥落典型的外圈疲劳剥落典型的外圈疲劳剥落TWB ISO900216TWB2。存储不当产生锈蚀。存储不当产生锈蚀A.防锈油失效防锈油失效B.存放环境潮湿存放环境潮湿C.包装破损包装破损 ISO900217锈蚀轴承外圈锈蚀轴承外圈锈蚀轴承外圈锈蚀轴承外圈存储不当存储不当TWB ISO9002 轴承因受到湿轴承因受到湿轴承因受到湿轴承因受到湿气、酸、碱、盐气、酸、碱、盐气、酸、碱、盐气、酸、碱、盐类等物质的腐蚀类等物质的腐蚀类等物质的腐蚀类等物质的腐蚀而生锈而生锈而生锈而生锈18
7、滚滚滚滚道道道道与与与与滚滚滚滚子子子子接接接接触触触触区区区区域域域域的的的的锈锈锈锈蚀特别明显。蚀特别明显。蚀特别明显。蚀特别明显。存储不当存储不当TWB ISO900219存储不当存储不当 内外圈滚道、内外圈滚道、内外圈滚道、内外圈滚道、滚子滚子滚子滚子在潮湿空气在潮湿空气在潮湿空气在潮湿空气中存储产生中存储产生中存储产生中存储产生有深有深有深有深度度度度的锈斑。的锈斑。的锈斑。的锈斑。TWB ISO900220运运输输损损伤伤运输中的运输中的运输中的运输中的振动振动振动振动引起的磨损。引起的磨损。引起的磨损。引起的磨损。TWB ISO900221TWB3.安装不当造成损坏安装不当造成损
8、坏A.错误的安装方法错误的安装方法错误的安装方法错误的安装方法B.B.轴承与轴或孔的配合错误轴承与轴或孔的配合错误轴承与轴或孔的配合错误轴承与轴或孔的配合错误 ISO900222正确的轴承安装可以防止正确的轴承安装可以防止60%的轴承提的轴承提前失效。前失效。正确选用合适的润滑脂可以防止正确选用合适的润滑脂可以防止3636%的轴承提前失效。的轴承提前失效。轴承和润滑脂受到污染侵入和其它占轴承和润滑脂受到污染侵入和其它占1414%。TWBISO900223野蛮安装,使两野蛮安装,使两个挡边被打破,个挡边被打破,滚滚子有伤痕。子有伤痕。安安装装不当不当TWB ISO900224敲击使内圈端面破敲击
9、使内圈端面破裂。同时裂。同时使外圈滚道使外圈滚道和滚子受损和滚子受损安安装装不当不当TWB ISO900225 轴承内外圈断裂轴承内外圈断裂 由于安装时,由于安装时,轴上夹杂有灰轴上夹杂有灰尘或毛刺会使内圈壁面应力尘或毛刺会使内圈壁面应力增大,增大,当轴承受到很大的冲当轴承受到很大的冲击交变载荷时,击交变载荷时,局部过载现局部过载现象出现而断裂象出现而断裂。轴承座内表面有部分凸面,轴承座内表面有部分凸面,当轴承受到很大的突发冲击当轴承受到很大的突发冲击载荷时,凸面处受力,使外载荷时,凸面处受力,使外圈断裂。圈断裂。TWB26配合不当配合不当轴与内圈配合轴与内圈配合轴与内圈配合轴与内圈配合不当不
10、当不当不当锥套的锥度不锥套的锥度不锥套的锥度不锥套的锥度不当当当当TWB ISO900227内圈与轴的配合内圈与轴的配合内圈与轴的配合内圈与轴的配合过松,过松,过松,过松,套圈端面套圈端面套圈端面套圈端面与轴肩的与轴肩的与轴肩的与轴肩的“爬行爬行爬行爬行”,产生热裂纹,产生热裂纹,产生热裂纹,产生热裂纹。配合不当配合不当TWB ISO900228TWB4。润滑失效与杂质损坏润滑失效与杂质损坏由于润滑的不良和杂质进由于润滑的不良和杂质进入轴承而造成的损坏入轴承而造成的损坏 ISO900229滑润失效滑润失效润润滑滑不不当当,产产生很深的沟槽。生很深的沟槽。TWB ISO900230润润滑滑失失效
11、效TWB ISO9002图图示示是是一一套套轴轴承承的的内内圈圈和和滚滚子子,滚滚道道产产生生很很深深沟沟槽槽,滚滚子子严严重重磨磨损损,产产生生瓶瓶颈颈的的形形状状,在在这这种种失失效效形形式式中中,滚滚道道和和滚滚子子一一般般有有暗暗黑黑色色污污点点,与正常失效相比与正常失效相比,这种剥落模式有精细的花纹。,这种剥落模式有精细的花纹。31润润滑滑失失效效滚子两端剥落,中部还是完好的滚子两端剥落,中部还是完好的。TWB ISO900232润润滑滑失失效效小部分剥落区域,象剥了皮的苹果小部分剥落区域,象剥了皮的苹果TWB ISO900233润润滑滑失失效效保持架对润滑很敏感,磨损很快保持架对润
12、滑很敏感,磨损很快TWB ISO900234润润滑滑失失效效挡边端面和滚子端面摩擦痕迹明挡边端面和滚子端面摩擦痕迹明显显TWB ISO900235杂质磨损杂质磨损因污染物而磨损因污染物而磨损TWB ISO900236杂质磨损杂质磨损内圈挡边和滚内圈挡边和滚子端面磨损明子端面磨损明显显TWB ISO900237外圈剖面图形成了很深的滚子轮廓外圈剖面图形成了很深的滚子轮廓。杂质磨损杂质磨损TWB外圈滚道面 ISO900238杂质磨损杂质磨损滚子端面磨损滚子端面磨损TWB ISO900239磨擦腐蚀磨擦腐蚀内内圈圈与与轴轴配配合合过过盈盈量量不不足足,会会发发生生“爬爬行行”现现象象,导导致致磨磨擦
13、擦腐腐蚀蚀,产产生生氧氧化化物物,作作为为一一种种磨磨料料,加加速速轴轴和和内内孔孔的的磨磨损损,产产生生的的热热量量引引起起表表面面裂裂缝缝,导导致致轴承内圈断裂失效。轴承内圈断裂失效。另另一一种种是是酸酸或或碱碱类类物物质质直直接接对对轴轴承承钢钢材材进进行行腐腐蚀蚀(轴轴承承表表面面生生长长出出腐腐蚀蚀后的细毛)。后的细毛)。40避免摩擦腐蚀的方法:避免摩擦腐蚀的方法:A.A.排除振动源。排除振动源。排除振动源。排除振动源。B.B.施加一轻推力载荷以锁紧轴承。施加一轻推力载荷以锁紧轴承。施加一轻推力载荷以锁紧轴承。施加一轻推力载荷以锁紧轴承。C.C.周期性地运转静止设备,使其所有表面保持
14、润滑。周期性地运转静止设备,使其所有表面保持润滑。周期性地运转静止设备,使其所有表面保持润滑。周期性地运转静止设备,使其所有表面保持润滑。D.D.只要轴承工作良好,可减小其内部游隙。只要轴承工作良好,可减小其内部游隙。只要轴承工作良好,可减小其内部游隙。只要轴承工作良好,可减小其内部游隙。E.E.降低润滑剂粘度,使润滑剂湿润,更好地将接触表面分开。降低润滑剂粘度,使润滑剂湿润,更好地将接触表面分开。降低润滑剂粘度,使润滑剂湿润,更好地将接触表面分开。降低润滑剂粘度,使润滑剂湿润,更好地将接触表面分开。F.F.另外,也可采用慢慢转动主轴来防止轴承振动损伤及发生另外,也可采用慢慢转动主轴来防止轴承
15、振动损伤及发生另外,也可采用慢慢转动主轴来防止轴承振动损伤及发生另外,也可采用慢慢转动主轴来防止轴承振动损伤及发生摩擦腐蚀。摩擦腐蚀。摩擦腐蚀。摩擦腐蚀。41轴承常见的失效形式有:轴承常见的失效形式有:1.疲劳剥落疲劳剥落2.存储、运输损坏存储、运输损坏3.安装不当安装不当4.润滑失效润滑失效5.杂质与腐蚀磨损等杂质与腐蚀磨损等非正常失效非正常失效非正常失效非正常失效正常失效正常失效正常失效正常失效42四、轴承运转是否正常的判别方法四、轴承运转是否正常的判别方法一般是三部曲一般是三部曲一般是三部曲一般是三部曲倾听倾听倾听倾听:耳听机械设备在旋转时是否发出异常响声,耳听机械设备在旋转时是否发出异
16、常响声,耳听机械设备在旋转时是否发出异常响声,耳听机械设备在旋转时是否发出异常响声,(轰隆隆和尖叫声)是不正常的声音,轻快而无节(轰隆隆和尖叫声)是不正常的声音,轻快而无节(轰隆隆和尖叫声)是不正常的声音,轻快而无节(轰隆隆和尖叫声)是不正常的声音,轻快而无节奏为正常。奏为正常。奏为正常。奏为正常。触摸触摸触摸触摸:运转时用手感觉机械的振动和升温。运转时用手感觉机械的振动和升温。运转时用手感觉机械的振动和升温。运转时用手感觉机械的振动和升温。观察观察观察观察:查看环境、机械的联接、安装是否牢固、润滑查看环境、机械的联接、安装是否牢固、润滑查看环境、机械的联接、安装是否牢固、润滑查看环境、机械的
17、联接、安装是否牢固、润滑是否良好、有无泄露现象。是否良好、有无泄露现象。是否良好、有无泄露现象。是否良好、有无泄露现象。43 五、轴承的噪声与振动五、轴承的噪声与振动噪音噪音噪音噪音指轴承在转动中发出很不正常的指轴承在转动中发出很不正常的指轴承在转动中发出很不正常的指轴承在转动中发出很不正常的音响,它以强度分贝值为测量单位。音响,它以强度分贝值为测量单位。音响,它以强度分贝值为测量单位。音响,它以强度分贝值为测量单位。振动振动振动振动指轴承在转动中自身固有的颤动,指轴承在转动中自身固有的颤动,指轴承在转动中自身固有的颤动,指轴承在转动中自身固有的颤动,用振动加速度级来衡量。用振动加速度级来衡量
18、。用振动加速度级来衡量。用振动加速度级来衡量。441)轴承构成噪音的几种来源分析)轴承构成噪音的几种来源分析滚道声:滚动体在滚道上滚动时一种滑溜的轻声,是滚道声:滚动体在滚道上滚动时一种滑溜的轻声,是滚道声:滚动体在滚道上滚动时一种滑溜的轻声,是滚道声:滚动体在滚道上滚动时一种滑溜的轻声,是轴承的基本声。但声音大小与滚动轴承结构有关,球轴轴承的基本声。但声音大小与滚动轴承结构有关,球轴轴承的基本声。但声音大小与滚动轴承结构有关,球轴轴承的基本声。但声音大小与滚动轴承结构有关,球轴承小,滚子轴承大;轻系列轴承小,重系列轴承大;球承小,滚子轴承大;轻系列轴承小,重系列轴承大;球承小,滚子轴承大;轻
19、系列轴承小,重系列轴承大;球承小,滚子轴承大;轻系列轴承小,重系列轴承大;球多比球少的声音小;精密轴承比普通级轴承声音小。多比球少的声音小;精密轴承比普通级轴承声音小。多比球少的声音小;精密轴承比普通级轴承声音小。多比球少的声音小;精密轴承比普通级轴承声音小。保持架声:滚动体与保持架有间隙的摩擦声(高频的保持架声:滚动体与保持架有间隙的摩擦声(高频的保持架声:滚动体与保持架有间隙的摩擦声(高频的保持架声:滚动体与保持架有间隙的摩擦声(高频的连续音响)。连续音响)。连续音响)。连续音响)。伤痕声:工作表面伤痕在转动时碰击声。伤痕声:工作表面伤痕在转动时碰击声。伤痕声:工作表面伤痕在转动时碰击声。
20、伤痕声:工作表面伤痕在转动时碰击声。尘埃声:各种污物、尘埃混入滚动表面产生摩擦声尘埃声:各种污物、尘埃混入滚动表面产生摩擦声尘埃声:各种污物、尘埃混入滚动表面产生摩擦声尘埃声:各种污物、尘埃混入滚动表面产生摩擦声(低频的不规则的音响)。(低频的不规则的音响)。(低频的不规则的音响)。(低频的不规则的音响)。45 2 2)噪音与振动的关系)噪音与振动的关系v 两者密切相关,伴随轴承转动共两者密切相关,伴随轴承转动共同发生,但又有区别,噪声和振动不同发生,但又有区别,噪声和振动不一定同步。一定同步。46六、轴承故障和损坏的原因及对策六、轴承故障和损坏的原因及对策发生故障的现象发生故障的现象原原因因
21、对对策策音音响响高频的连续音响轴承内部游隙太小,内载荷过大对轴承的内部游隙、预紧载荷及过盈量进行修整,对自由侧轴承的移动量进行调整,防止额外轴向载荷的产生。润滑不良一般情况下应增大润滑剂的粘度和润滑剂的用量安装误差检验轴和轴承座壳的形位误差及安装精度,并采用正确的安装方法回转件的相互的接触和摩擦检验轴承本身或端盖密封件的接触情况,必要时可更换密封件低频的连续音响轴承滚道工作表面已出现伤痕、缺陷或润滑剂不清洁清洁轴承,使用清洁的润滑剂,检验轴承的工作表面,必要时应更换轴承。低频的不规则的音响游隙过大调整轴承游隙,修整配合等级,加大预紧载荷异物进入清洗轴承、检验密封装置是否失效,原设计是否合理,必
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