軸承失效分析.ppt

1、1,TWB,軸承失效原因分析（上）,2,內(nèi)容介紹,什么是軸承失效 失效分析的意義 軸承失效的主要形式 軸承運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常的判別方法 軸承的噪聲與振動(dòng) 軸承故障和損壞原因及對(duì)策 滾動(dòng)軸承在使用中的故障與排除,3,一、什么是軸承的失效 滾動(dòng)軸承在使用過(guò)程中由于本身質(zhì)量和外部條件的原因，其承載能力，旋轉(zhuǎn)精度和減磨性能等會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)軸承的性能指標(biāo)低于使用要求而不能正常工作時(shí)，就稱(chēng)為軸承損壞和失效，,TWB,4,二、失效分析的意義 失效分析可以找出機(jī)械故障部位、失效原因和機(jī)理，從而提供產(chǎn)品改進(jìn)方向和防止問(wèn)題發(fā)生的意見(jiàn)，它為設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)者、使用者找出故障原因和預(yù)防措施。是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，是一門(mén)跨學(xué)

2、科的綜合性技術(shù)。失效分析結(jié)果需反饋到設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中去，這樣是為了保證產(chǎn)品可靠性和提高產(chǎn)品質(zhì)量的一種重要手段。,ISO9002,TWB,5,三、軸承失效的主要形式,TWB,1.疲勞損壞(正常損壞) 2.存儲(chǔ)、運(yùn)輸損壞 3.安裝不當(dāng) 4.潤(rùn)滑失效 5.雜質(zhì)、摩擦、腐蝕損壞,ISO9002,下面將詳細(xì)介紹其產(chǎn)生的原因,6,TWB,1.疲勞損壞(正常損壞),在交變接觸應(yīng)力下,鋼材內(nèi)的雜質(zhì)先發(fā)生破裂，形成微小裂縫。裂縫不斷擴(kuò)展，導(dǎo)致金屬剝落。在滾道和滾動(dòng)體表面形成麻點(diǎn)。,ISO9002,7,演示疲勞剝落的原理,8,A.從周期性滾子擠壓滾道的形式,9,B. 原始夾雜物碎片,10,C. 碎片延升到表面,11,

3、D. 碎片擴(kuò)散,12,E. 波浪般的痕跡,13,F. 逐步蔓延,14,G. 典型的放射蔓延,15,疲勞剝落,TWB,ISO9002,疲勞剝落是軸承正常失效的形式。本圖所示是典型失效的內(nèi)圈，粗糙的表面與潤(rùn)滑失效有明顯的差別。另外，可見(jiàn)受力情況也很好，兩條滾道上的剝落區(qū)一樣長(zhǎng)。,16,疲勞剝落,典型的外圈疲勞剝落,TWB,ISO9002,17,TWB,2。存儲(chǔ)不當(dāng)產(chǎn)生銹蝕,A. 防銹油失效 B. 存放環(huán)境潮濕 C. 包裝破損,ISO9002,18,銹蝕軸承外圈,存儲(chǔ)不當(dāng),TWB,ISO9002,軸承因受到濕氣、酸、堿、鹽類(lèi)等物質(zhì)的腐蝕而生銹,19,滾道與滾子接觸區(qū)域的銹蝕特別明顯。,存儲(chǔ)不當(dāng),TW

4、B,ISO9002,20,存儲(chǔ)不當(dāng),內(nèi)外圈滾道、滾子在潮濕空氣中存儲(chǔ)產(chǎn)生有深度的銹斑。,TWB,ISO9002,21,運(yùn) 輸 損 傷,運(yùn)輸中的振動(dòng)引起的磨損。,TWB,ISO9002,22,TWB,3.安裝不當(dāng)造成損壞,錯(cuò)誤的安裝方法 B. 軸承與軸或孔的配合錯(cuò)誤,ISO9002,23,正確的軸承安裝可以防止60%的軸承提前失效。 正確選用合適的潤(rùn)滑脂可以防止36% 的軸承提前失效。 軸承和潤(rùn)滑脂受到污染侵入和其它占14%。,TWB,ISO9002,24,野蠻安裝，使兩個(gè)擋邊被打破， 滾子有傷痕。,安 裝 不當(dāng),TWB,ISO9002,25,敲擊使內(nèi)圈端面破裂。同時(shí)使外圈滾道和滾子受損,安 裝

5、 不當(dāng),TWB,ISO9002,26,軸承內(nèi)外圈斷裂 由于安裝時(shí)，軸上夾雜有灰塵或毛刺會(huì)使內(nèi)圈壁面應(yīng)力增大，當(dāng)軸承受到很大的沖擊交變載荷時(shí)，局部過(guò)載現(xiàn)象出現(xiàn)而斷裂 。 軸承座內(nèi)表面有部分凸面，當(dāng)軸承受到很大的突發(fā)沖擊載荷時(shí)，凸面處受力，使外圈斷裂。,TWB,27,配合不當(dāng),軸與內(nèi)圈配合不當(dāng) 錐套的錐度不當(dāng),TWB,ISO9002,28,內(nèi)圈與軸的配合過(guò)松， 套圈端面與軸肩的“爬行”，產(chǎn)生熱裂紋。,配合不當(dāng),TWB,ISO9002,29,TWB,4。潤(rùn)滑失效與雜質(zhì)損壞,由于潤(rùn)滑的不良和雜質(zhì)進(jìn)入軸承而造成的損壞,ISO9002,30,滑潤(rùn)失效,潤(rùn)滑不當(dāng)，產(chǎn)生很深的溝槽。,TWB,ISO9002,3

6、1,潤(rùn)滑失效,TWB,ISO9002,圖示是一套軸承的內(nèi)圈和滾子，滾道產(chǎn)生很深溝槽，滾子嚴(yán)重磨損，產(chǎn)生瓶頸的形狀，在這種失效形式中，滾道和滾子一般有暗黑色污點(diǎn)，與正常失效相比 ，這種剝落模式有精細(xì)的花紋。,32,潤(rùn)滑失效,滾子兩端剝落，中部還是完好的。,TWB,ISO9002,33,潤(rùn)滑失效,小部分剝落區(qū)域，象剝了皮的蘋(píng)果,TWB,ISO9002,34,潤(rùn) 滑 失 效,保持架對(duì)潤(rùn)滑很敏感，磨損很快,TWB,ISO9002,35,潤(rùn)滑失效,擋邊端面和滾子端面摩擦痕跡明顯,TWB,ISO9002,36,雜質(zhì)磨損,因污染物而磨損,TWB,ISO9002,37,雜質(zhì)磨損,內(nèi)圈擋邊和滾子端面磨損明顯,T

7、WB,ISO9002,38,外圈剖面圖形成了很深的滾子輪廓。,雜質(zhì)磨損,TWB,外圈滾道面,ISO9002,39,雜質(zhì)磨損,滾子端面磨損,TWB,ISO9002,40,磨擦腐蝕 內(nèi)圈與軸配合過(guò)盈量不足，會(huì)發(fā)生“爬行”現(xiàn)象，導(dǎo)致磨擦腐蝕，產(chǎn)生氧化物，作為一種磨料，加速軸和內(nèi)孔的磨損，產(chǎn)生的熱量引起表面裂縫，導(dǎo)致軸承內(nèi)圈斷裂失效。 另一種是酸或堿類(lèi)物質(zhì)直接對(duì)軸承鋼材進(jìn)行腐蝕（軸承表面生長(zhǎng)出腐蝕后的細(xì)毛）。,41,避免摩擦腐蝕的方法：,A.排除振動(dòng)源。 B.施加一輕推力載荷以鎖緊軸承。 C.周期性地運(yùn)轉(zhuǎn)靜止設(shè)備，使其所有表面保持潤(rùn)滑。 D.只要軸承工作良好，可減小其內(nèi)部游隙。 E.降低潤(rùn)滑劑粘度，使

8、潤(rùn)滑劑濕潤(rùn)，更好地將接觸表面分開(kāi)。 F.另外，也可采用慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)主軸來(lái)防止軸承振動(dòng)損傷及發(fā)生摩擦腐蝕。,42,軸承常見(jiàn)的失效形式有： 疲勞剝落 存儲(chǔ)、運(yùn)輸損壞 安裝不當(dāng) 潤(rùn)滑失效 雜質(zhì)與腐蝕磨損等,非正常失效,正常失效,43,四、軸承運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常的判別方法,一般是三部曲 傾聽(tīng):耳聽(tīng)機(jī)械設(shè)備在旋轉(zhuǎn)時(shí)是否發(fā)出異常響聲，（轟隆隆和尖叫聲）是不正常的聲音，輕快而無(wú)節(jié)奏為正常。 觸摸:運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)用手感覺(jué)機(jī)械的振動(dòng)和升溫。 觀察:查看環(huán)境、機(jī)械的聯(lián)接、安裝是否牢固、潤(rùn)滑是否良好、有無(wú)泄露現(xiàn)象。,44,五、軸承的噪聲與振動(dòng),噪音指軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)中發(fā)出很不正常的音響，它以強(qiáng)度分貝值為測(cè)量單位。 振動(dòng)指軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)中自身固

9、有的顫動(dòng)，用振動(dòng)加速度級(jí)來(lái)衡量。,45,1）軸承構(gòu)成噪音的幾種來(lái)源分析,滾道聲：滾動(dòng)體在滾道上滾動(dòng)時(shí)一種滑溜的輕聲，是軸承的基本聲。但聲音大小與滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)有關(guān)，球軸承小，滾子軸承大；輕系列軸承小，重系列軸承大；球多比球少的聲音小；精密軸承比普通級(jí)軸承聲音小。 保持架聲：滾動(dòng)體與保持架有間隙的摩擦聲（高頻的連續(xù)音響）。 傷痕聲：工作表面?zhèn)墼谵D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)碰擊聲。 塵埃聲：各種污物、塵?；烊霛L動(dòng)表面產(chǎn)生摩擦聲（低頻的不規(guī)則的音響）。,46,2）噪音與振動(dòng)的關(guān)系,兩者密切相關(guān)，伴隨軸承轉(zhuǎn)動(dòng)共同發(fā)生，但又有區(qū)別，噪聲和振動(dòng)不一定同步。,47,六、軸承故障和損壞的原因及對(duì)策,48,六、軸承故障和損壞的原因及

10、對(duì)策,49,軸承一旦發(fā)生損壞等意外情況時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)其機(jī)器，設(shè)備停轉(zhuǎn)，功能受到損傷等各種異?，F(xiàn)象。因此需要在短期內(nèi)查出產(chǎn)生的原因，并采取相應(yīng)措施。當(dāng)然，滾動(dòng)軸承損壞的情況比一般機(jī)械零件的損壞要復(fù)雜得多。例如：選型不合適、支承設(shè)計(jì)不合理、安裝不當(dāng)、潤(rùn)滑不良、密封不好等外部因素都是會(huì)引起的。,50,七、滾動(dòng)軸承在使用中的故障與排除,1）軸承過(guò)熱 2）軸承變色 3）軸承異響及噪聲 4）軸承振動(dòng) 5）軸承在軸上松動(dòng) 6）軸承旋轉(zhuǎn)困難 7）滾動(dòng)體嚴(yán)重磨損 8）滾道疤痕及凹坑和排除 9）軸承套圈裂紋,10）滾動(dòng)體被壓碎 11）滾道刮痕 12）軸承銹蝕 13）保持架損壞 14）軸承金屬剝落 15）軸承安裝后轉(zhuǎn)

11、不動(dòng) 16）軸承損壞類(lèi)型分析 17）軸承故障的原因 18）軸承使用壽命最大值,51,1）軸承過(guò)熱,軸承過(guò)熱是指在一般情況下，軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不應(yīng)有燙手的感覺(jué)，如發(fā)現(xiàn)軸承使用溫度接近100，則說(shuō)明軸承過(guò)熱，應(yīng)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并對(duì)軸承及有關(guān)部分進(jìn)行全面檢查。,52,軸承過(guò)熱主要是由于其轉(zhuǎn)速、載荷、潤(rùn)滑劑及工作環(huán)境，與軸承的性能不相適應(yīng)所造成的，總括有以下19種原因。,53,1、潤(rùn)滑油脂有錯(cuò)或潤(rùn)滑油類(lèi)型不對(duì)，不符合滾動(dòng)軸承產(chǎn)品樣本說(shuō)明書(shū)的要求。,2、軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑脂不足，或者是軸承采用油潤(rùn)滑時(shí)，油位太低，密封漏油。 3、軸承箱內(nèi)的潤(rùn)滑脂填充太滿或所加潤(rùn)滑油的油位太高，致使軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)引起潤(rùn)滑油過(guò)分?jǐn)噭?dòng)，使工

12、作溫度升高，溢油。 4、滾動(dòng)軸承內(nèi)部的游隙過(guò)小，在裝配時(shí)因內(nèi)圈膨脹，游隙減小，導(dǎo)致發(fā)熱。應(yīng)更換軸承，選用內(nèi)部游隙稍松的軸承。,54,5、軸承箱孔圓度不好，孔的尺寸小，或軸承箱翹曲變形?？赏ㄟ^(guò)檢驗(yàn)，確定問(wèn)題，進(jìn)行排除。屬軸承箱孔不圓、尺寸小，用刮研軸承箱孔解決；屬軸承箱翹曲變形，可于軸臺(tái)基底座加整體墊片解決。,6、滾動(dòng)軸承的組合密封、皮革密封不潤(rùn)澤，干枯，或彈力過(guò)大。應(yīng)更換具有較小彈力的密封，并保持密封潤(rùn)澤 。,7、滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)密封與靜止零件或松動(dòng)零件如襯套、墊圈等，發(fā)生摩擦。應(yīng)檢查旋轉(zhuǎn)密封的回轉(zhuǎn)游隙，過(guò)大時(shí)應(yīng)進(jìn)行調(diào)整 ，以消除摩擦。,55,8、回油孔堵塞，引起密封漏油。應(yīng)清洗回油孔，將廢油抽

13、出，重新加潤(rùn)滑油至合適油位。 9、一根軸上裝有兩套“支承”軸承，軸承工作時(shí)，軸受熱過(guò)于膨脹?？尚断缕渲幸惠S承箱的外罩，并加墊片使軸承外圈得到合適的間隙，使軸承能軸向自由移動(dòng)來(lái)解決。 10、軸承的緊定套上得過(guò)緊。可先放松鎖緊螺母和緊定套組裝件，使軸承能自由運(yùn)轉(zhuǎn)，再予以充分上緊，將軸承緊固于軸上。 11、軸承箱孔徑大，軸承承受載荷不均。應(yīng)更換孔徑合適的軸承箱，并對(duì)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)部分重新進(jìn)行平衡。,56,12、軸肩部分與軸承密封發(fā)生摩擦。應(yīng)對(duì)軸肩修整加工使之合格，安裝后應(yīng)使軸肩與軸承密封圈相脫離。 13、油位表不準(zhǔn)確，導(dǎo)致軸承內(nèi)無(wú)潤(rùn)滑劑。應(yīng)清洗通氣孔使油位表通氣，確保油位表正確反映軸承的潤(rùn)滑油量。 14、

14、裝有兩套或多套的兩根或多根聯(lián)接軸的直線度調(diào)整（或角度調(diào)整）不準(zhǔn)確。不成直線?？赏ㄟ^(guò)軸臺(tái)加墊予以調(diào)整，使兩軸或多軸連成一條直線。特別是在一根軸上裝有三套或多套軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須保證軸成一條直線，不得彎曲。,57,15、固定的油位杯安裝位置不正確，過(guò)高、過(guò)低，或油位杯逆軸承轉(zhuǎn)向安裝，使油流過(guò)大，導(dǎo)致油位上升太高。應(yīng)調(diào)整油位杯安裝位置，將油位杯順著軸的軸的轉(zhuǎn)向安裝，總之，應(yīng)在軸承最低的鋼球或滾子中心以下的位置。 16、軸承支架與滾動(dòng)軸承發(fā)生摩擦?？尚断骆i緊墊圈，調(diào)直軸承支架或更新墊圈。 17、軸套在軸上有拉毛和壓痕現(xiàn)象。應(yīng)清除拉毛、壓痕。當(dāng)清除拉毛、壓痕，軸與軸承配合松動(dòng)時(shí)，可對(duì)軸先進(jìn)行涂鍍或噴涂金屬，然后按要求尺寸配磨安裝。,58,18、軸套直徑尺寸不符要求，引起軸承內(nèi)圈受熱膨脹，使軸承內(nèi)部游隙減小。應(yīng)對(duì)軸套進(jìn)行研磨，使軸與軸承內(nèi)圈之間得到恰當(dāng)?shù)呐浜稀?19、軸承箱孔材料軟、硬度低，導(dǎo)致軸承工作時(shí)，因受載荷而將箱孔內(nèi)的軟金屬材料部分?jǐn)D出，從而使箱孔變大，引起軸承外圈在軸承箱孔中旋轉(zhuǎn)發(fā)熱?？赏ㄟ^(guò)磨大軸承箱孔，鑲嵌一個(gè)外徑和軸承箱孔徑箱匹配的鋼套來(lái)解決。,