軸承的失效分析課件

滾動(dòng)軸承的失效分析

報(bào)告人4/6/20231概述滾動(dòng)軸承是重要的機(jī)械基礎(chǔ)件之一，軸承的運(yùn)行狀況直接影響主機(jī)運(yùn)行質(zhì)量?，F(xiàn)在使用者對(duì)軸承的質(zhì)量、精度、使用壽命等要求越來(lái)越高，對(duì)軸承的選型、安裝、使用及維護(hù)和保養(yǎng)也越來(lái)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(dòng)軸承的失效原因比較復(fù)雜，涉及到多方面的專業(yè)知識(shí)，需要對(duì)軸承的結(jié)構(gòu)特性、加工方法、各個(gè)零件的加工工藝及設(shè)備有一定的了解?，F(xiàn)在所涉及的只是常見失效形式，根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)特性，結(jié)合軸承的使用工況，通過對(duì)軸承的安裝、配合及調(diào)整的分析，對(duì)運(yùn)行速度、溫升，受力分析，包括對(duì)軸承使用過程中維護(hù)、保養(yǎng)的分析等，歸納總結(jié)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(zhuǎn)方式。（內(nèi)、外圈旋轉(zhuǎn)，變向）軸承的密封情況。（采用的密封方式）可能產(chǎn)生的的振動(dòng)源周圍的的灰塵和溫度可能通過軸承的電流可能產(chǎn)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(jìn)入軸承）潤(rùn)滑劑流失的情況。（檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)）軸承損壞的過程。（首次出現(xiàn)異常的時(shí)間和現(xiàn)象，如噪音、溫升、振動(dòng)）4/6/20236軸承失效分析步驟（四）三.拆卸中的觀察潤(rùn)滑情況。（對(duì)潤(rùn)滑劑取樣觀察、化驗(yàn)是否潔凈有無(wú)其他雜物）軸承軸向緊固零件的松緊程度。（對(duì)角接觸軸承、圓錐滾子軸承和內(nèi)徑帶錐度的軸承要特別重要，因?yàn)橹苯佑绊戄S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(duì)中狀況）4/6/20237軸承失效分析步驟（六）五.提出失效分析報(bào)告標(biāo)題—所分析的項(xiàng)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(jié)論—軸承失效的原因建議—軸承使用方面及軸承設(shè)計(jì)和制造方面的改進(jìn)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(dǎo)致的因素。如：發(fā)熱

1.潤(rùn)滑不良2.游隙小3.轉(zhuǎn)速過高4.干涉5.配合不當(dāng)6.不對(duì)中必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，對(duì)設(shè)備及軸承進(jìn)行觀察，然后作出判斷。4/6/202310擦傷—金屬表面因滑動(dòng)摩擦而產(chǎn)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(dòng)而產(chǎn)生的表面線狀機(jī)械性損傷。有關(guān)該主題的詳細(xì)內(nèi)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(wú)方向性，有手感產(chǎn)生原因—粗魯作業(yè)，潤(rùn)滑劑含雜質(zhì)，密封不良。4/6/202314點(diǎn)蝕—金屬表面呈分散或群集狀的細(xì)小坑點(diǎn)。有關(guān)該主題的詳細(xì)內(nèi)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(chǎn)生于滾動(dòng)接觸面上或引導(dǎo)面上，呈磨合狀的淺溝槽，表面光亮。隨著滾動(dòng)接觸表面的磨耗發(fā)展，軸承游隙增大。產(chǎn)生原因——細(xì)微顆粒物進(jìn)入軸承或潤(rùn)滑不良，在滑動(dòng)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(shí)，擊穿油膜，產(chǎn)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(dòng)體卡傷——軸承運(yùn)行過程中，滾動(dòng)體在異物或其他零件的作用下自轉(zhuǎn)或公轉(zhuǎn)受阻時(shí)，產(chǎn)生的磨損、裂損。

4/6/202321滾動(dòng)體卡傷形態(tài)特征——滾動(dòng)體的工作表面與其他零件干涉所出現(xiàn)的磨損痕跡產(chǎn)生原因——游隙過大或有異物進(jìn)入軸承使?jié)L動(dòng)體運(yùn)轉(zhuǎn)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(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)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(diǎn)狀或條狀，顏色呈淺灰色或紅褐色，無(wú)深度。

蝕刻——呈點(diǎn)狀、條狀或片狀，顏色呈灰黑色，稍有手感。

蝕坑——呈點(diǎn)狀、條狀或片狀，顏色呈紅褐色或黑色，手感明顯。產(chǎn)生原因——密封不良，造成軸承中進(jìn)入潮濕的空氣或水、酸、堿類物質(zhì)。

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(chǎn)生原因——預(yù)緊力過大、軸承游隙過小，潤(rùn)滑不良，軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生溫升，使?jié)L動(dòng)體受熱膨脹后接觸表面摩擦產(chǎn)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(chǎn)生的零件表面機(jī)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(yán)重的磕碰傷附近及其尖角處有微裂紋。產(chǎn)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(qiáng)力沖撞、敲擊產(chǎn)生的凹陷痕跡。

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壓痕——在強(qiáng)大擠壓力作用下，金屬表面產(chǎn)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(chǎn)生原因——在過載沖擊力或過載壓力的作用下，滾道面受滾動(dòng)體擠壓而產(chǎn)生的凹陷痕跡。軸承受到振動(dòng)、顛簸，滾動(dòng)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(shí)產(chǎn)生的機(jī)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(yán)重時(shí)有金屬表面材料位移或表面附著物。產(chǎn)生原因——軸承安裝或退卸時(shí)，裝配倒角過渡不圓滑，過盈量大；可分離套圈在軸承合套時(shí)偏斜，滾道與滾子摩擦產(chǎn)生的機(jī)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(chǎn)生于滾動(dòng)面的極薄的起皮或脫落顆粒，強(qiáng)光下有光澤，手搓時(shí)有手感；輾皮后的零件表面失去原有光澤。產(chǎn)生原因——裝配不當(dāng)或潤(rùn)滑不良時(shí)，在滾動(dòng)接觸應(yīng)力和滑動(dòng)摩擦的作用下，滾動(dòng)面產(chǎn)生的極淺的疲勞剝落。4/6/202338剝離——金屬表面在高接觸應(yīng)力的循環(huán)作用下產(chǎn)生的片狀剝落現(xiàn)象。

4/6/202339剝離

形貌特征——在滾動(dòng)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(chǎn)生原因——裝配不當(dāng)或潤(rùn)滑不良時(shí)，在過載應(yīng)力的作用下產(chǎn)生的嚴(yán)重剝落。4/6/202340偏載——軸承的內(nèi)、外圈錯(cuò)位，只有一列滾動(dòng)體受力或滾道的一側(cè)受力。4/6/202341偏載形貌特征——在滾動(dòng)面偏一側(cè)有剝落現(xiàn)象。向心球軸承剝落部位不在溝底而偏一側(cè)。雙列軸承只有一列滾道剝落。產(chǎn)生原因——裝配不當(dāng)或軸向力過大時(shí)造成。4/6/202342發(fā)熱（一）原因：1．

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

潤(rùn)滑不良潤(rùn)滑劑加入的過多或過少?；蚣尤氲臐?rùn)滑劑錯(cuò)誤。

4/6/202343發(fā)熱（二）3．軸承對(duì)中不良由于兩軸線不對(duì)中，造成軸承非正常運(yùn)轉(zhuǎn)。4．軸承負(fù)荷過大軸承承受的負(fù)荷超出極限負(fù)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(chǎn)生摩擦4/6/202344發(fā)熱（三）6．安裝軸承在安裝時(shí)不到位或安裝傾斜，使軸承非正常運(yùn)轉(zhuǎn)。7．承受非正常負(fù)荷向心軸承承受過大的軸向力，使軸承非正常運(yùn)轉(zhuǎn)。8．密封失效有異物進(jìn)入軸承，軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受卡阻。

4/6/202345剝落（一）現(xiàn)象：滾動(dòng)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(fù)荷過大。軸承在工作中承受的負(fù)荷超過極限負(fù)荷。2.安裝不當(dāng)。軸承在安裝時(shí)不到位或安裝傾斜，使軸承非正常運(yùn)轉(zhuǎn)。4/6/202346剝落（二）3.軸或軸承箱的精度達(dá)不到要求。軸或軸承箱的精度達(dá)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(dòng)體運(yùn)轉(zhuǎn)卡阻，不能實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)。5．異物進(jìn)入有異物進(jìn)入軸承，軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)（球軸承的滾動(dòng)體不在溝底，球面滾軸承一列滾動(dòng)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(fù)荷過大。軸承在工作中承受的負(fù)荷超過極限負(fù)荷。2.安裝不當(dāng)。軸承在安裝時(shí)不到位時(shí)敲擊力過大。4/6/202349裂紋（二）3.軸的精度達(dá)不到要求。軸的尺寸過大，與軸承內(nèi)徑過盈量超差造成。4．軸承在工作中受到較大的沖擊負(fù)荷。軸的精度達(dá)不到要求，尺寸超差與軸承內(nèi)徑的過盈過大造成。5。材料裂紋材質(zhì)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(shí)出現(xiàn)的淬火裂紋。7．磨削裂紋軸承零件在機(jī)加工時(shí)由于增大磨削量而產(chǎn)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(dòng)或斷裂。原因：1．力矩負(fù)荷過大。軸承在工作中承受的負(fù)荷過大2．高速旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速變動(dòng)頻繁。軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速過高，頻繁變換旋轉(zhuǎn)速度。4/6/202352保持架破損（二）3.潤(rùn)滑不良。軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因潤(rùn)滑不良，造成滾動(dòng)體與保持架產(chǎn)生干涉。4．卡入異物。異物進(jìn)入軸承造成滾動(dòng)體與保持架產(chǎn)生干涉。5。振動(dòng)大軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中振動(dòng)大，滾動(dòng)體與保持架發(fā)生碰撞，造成鉚釘松動(dòng)或斷裂。4/6/202353保持架破損（三）6．安裝不當(dāng)軸承在安裝時(shí)位置傾斜，滾動(dòng)體不在正常的軌跡上運(yùn)行。7．異常溫升軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于高溫而使保持架（樹脂）產(chǎn)生變形。8．外力在安裝軸承時(shí)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(rùn)滑不良潤(rùn)滑劑的類型、填充量、填充方法不正確。2．異物進(jìn)入有異物進(jìn)入軸承，軸承零件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受干涉造成。

4/6/202355擦傷

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

滾動(dòng)體滑動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)潤(rùn)滑脂加入過多或預(yù)緊力不夠，造成滾動(dòng)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(dòng)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(shí)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(rùn)滑劑的質(zhì)量不好，混有異物。2．潤(rùn)滑不良。3.滾動(dòng)體運(yùn)行軌跡異常。4/6/202358電蝕

現(xiàn)象：滾動(dòng)面有噴火口狀凹坑，進(jìn)一發(fā)展為波板狀原因：有電流通過軸承內(nèi)部，擊穿油膜造成滾動(dòng)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(shí)的磕碰傷。原因：1．固體異物進(jìn)入2．剝離物進(jìn)入3．安裝不當(dāng)造成的撞擊4.軸承的內(nèi)圈與外組件、軸承的外圈與內(nèi)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(fù)荷過大4/6/202361異

響(一）現(xiàn)象：軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(nèi)徑與軸過盈過大，內(nèi)圈膨脹后使游隙減小。軸承座的內(nèi)徑尺寸超差，軸承外圈收縮后使游隙減小。對(duì)于高轉(zhuǎn)速的工況（>2/3），應(yīng)選用大游隙的軸承。4/6/202362異

響(二）2．潤(rùn)滑不良潤(rùn)滑劑加入的過多或過少?；蚣尤氲臐?rùn)滑劑錯(cuò)誤。3．軸承對(duì)中不良由于兩軸線不對(duì)中，造成軸承非正常運(yùn)轉(zhuǎn)。4．軸承與相鄰的其他零