軸承在(zai)設備中(zhōng)的應用(yòng)相當廣(guang)泛，軸承(chéng)壽命極(jí)其關🌂鍵(jiàn)🐉。據統計(ji)，旋轉機(jī)械的故(gù)障中軸(zhou)承的損(sǔn)壞故障(zhàng)約占30%，而(ér)這些根(gēn)源很簡(jian)單，例如(ru)貨物列(lie)車脫軌(gui)事故，據(jù)調查發(fā)現軸箱(xiāng)中的一(yi)個軸承(chéng)過熱(如(ru)圖1)，導緻(zhì)車軸🏃🏻‍♂️斷(duàn)裂，造成(cheng)車廂傾(qing)覆、交通(tong)中斷數(shù)小時，事(shi)故損失(shi)巨大。

圖(tú)1 軸箱軸(zhóu)承

軸承(chéng)故障損(sun)傷根源(yuán)分析：

軸(zhóu)承是大(dà)部分設(she)備的核(he)心部件(jiàn)，一旦軸(zhóu)承失效(xiào)，設備就(jiu)會🔴停👨‍❤️‍👨止(zhi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，找到根(gēn)源以避(bì)免事故(gu)再次發(fa)生就顯(xiǎn)得尤✊為(wéi)重要。實(shí)際上，軸(zhou)承一旦(dan)受損，它(ta)就會逐(zhú)漸惡化(huà)直到無(wu)法工作(zuo)，那時🔴故(gu)障發生(sheng)的所㊙️有(you)證據可(ke)能都被(bèi)破壞了(le)。

如圖2 揭(jie)示了損(sǔn)傷從小(xiǎo)到大的(de)整個過(guò)程，外部(bu)顆粒🌂(污(wū)染物)進(jìn)入軸承(chéng)，運動中(zhong)産生凹(ao)痕(污染(rǎn)物被壓(ya)入滾道(dào))。凹痕邊(bian)緣會升(shēng)高，所以(yi)凹痕看(kàn)起來像(xiang)個坑。滾(gun)道局部(bu)幾何形(xing)狀發生(shēng)改變，使(shǐ)得這個(ge)區域無(wu)法形成(cheng)良好油(yóu)膜把接(jie)觸表面(mian)分離開(kai)來，結果(guǒ)造成材(cái)料疲勞(lao)。最初是(shì)💜表面出(chū)現裂縫(féng)，最後是(shì)受損區(qū)域剝落(luò)☀️，随着繼(ji)續運轉(zhuǎn)，剝落不(bu)斷加劇(ju)。到後來(lái)，受損區(qū)域變得(dé)如此之(zhi)大，最初(chu)的受損(sǔn)🥰點(即凹(ao)痕)完全(quán)消失。此(cǐ)時對受(shòu)損軸承(chéng)進行檢(jiǎn)查，已很(hen)難發現(xiàn)問題🐆的(de)根源:即(ji)可能由(yóu)于密封(fēng)不好緻(zhi)使污染(ran)物進入(rù)軸承。

圖(tu)2 軸承損(sun)傷的發(fa)展

每種(zhǒng)故障都(dōu)有其特(te)有的特(te)性，通過(guò)觀察損(sǔn)傷狀況(kuang)有可能(neng)确定故(gù)障根源(yuan)。下面相(xiàng)關軸承(cheng)損傷類(lei)型和軸(zhóu)承損傷(shang)的根源(yuan)

1、磨損

磨(mo)損是滾(gun)動軸承(chéng)最常見(jiàn)的故障(zhang)之一，通(tōng)常是由(yóu)異物引(yin)起✍️研💜磨(mo)損傷、擦(cā)傷、槽痕(hen)、圓周線(xiàn)痕或碎(sui)屑污染(rǎn)，分磨耗(hao)磨損和(he)粘滞磨(mó)損兩大(dà)類。

磨耗(hao)磨損是(shì)由于軸(zhou)承内部(bù)有微小(xiao)異物，它(ta)們可能(néng)是來自(zi)外部或(huo)内部的(de)污染顆(ke)粒，比如(rú)齒輪帶(dai)來的金(jin)屬🏃微粒(lì)或碳化(hua)物。這些(xie)顆粒将(jiang)磨損或(huò)研磨滾(gǔn)道和滾(gǔn)動體，在(zai)圓錐滾(gun)子軸承(cheng)中，滾子(zi)端面和(he)内圈擋(dǎng)邊的磨(mó)損程度(dù)遠比滾(gǔn)道嚴重(zhong)，這種磨(mó)損将造(zào)成軸向(xiàng)遊隙或(huò)内⭐部間(jiān)隙擴大(dà)，進而降(jiang)低軸承(cheng)壽命，導(dǎo)緻軸承(cheng)偏心。此(cǐ)♉外，磨損(sǔn)也會影(ying)響軸承(chéng)所在機(ji)器👨‍❤️‍👨的其(qi)他零件(jian)。污染物(wu)能進入(rù)軸承内(nèi)部，通常(chang)是密封(feng)圈嚴重(zhòng)磨損或(huo)失效(或(huò)沒有)。潤(run)滑劑分(fèn)析可能(néng)會發現(xian)污👄染物(wu)的來源(yuán)，從而有(yǒu)助于找(zhǎo)到🔞解決(jué)問題的(de)方法。

粘(zhan)滞磨損(sǔn)主要發(fa)生在輕(qing)負荷、潤(rùn)滑不良(liang)、滾動體(ti)速度差(cha)較大從(cóng)而産生(shēng)滑動的(de)接觸表(biao)面。例如(rú)，滾動體(tǐ)從無載(zǎi)區進入(rù)承載區(qū)的過程(chéng)，滾動體(tǐ)在無載(zǎi)區失速(sù)，當重新(xīn)進入承(cheng)載區時(shí)獲得加(jiā)速。這将(jiāng)導緻潤(run)滑膜撕(si)破、滑動(dong)、發熱，導(dao)緻材料(liao)可能從(cong)滾動體(ti)轉移到(dao)滾道或(huò)從滾道(dào)轉移到(dao)滾動體(tǐ)上。早期(qi)階段，外(wai)觀是發(fā)光表面(mian)，但很快(kuai)它就變(bian)成無光(guang)表面，或(huo)多或少(shao)帶有粘(zhan)上的🔞材(cái)料。

2、疲勞(lao)

疲勞的(de)表現形(xíng)式是剝(bāo)落，即軸(zhóu)承材料(liao)出現麻(ma)點或脫(tuo)落🎯，剝🔴落(luo)😄最初發(fā)生在滾(gun)道或滾(gǔn)動體上(shang)。

來自滾(gun)道表面(mian)下的疲(pi)勞是材(cái)料惡化(hua)，是由滾(gun)道表面(miàn)⭐下😍方的(de)交💋變應(ying)力引起(qi)，最終導(dao)緻材料(liào)衰變。最(zuì)初📐是出(chu)現裂縫(féng)，裂縫随(suí)軸承工(gōng)作慢慢(màn)發展，當(dang)裂縫發(fa)🔴展到表(biao)🏃面時，就(jiu)發生剝(bao)落。

來自(zì)表面的(de)疲勞通(tong)常由潤(run)滑不足(zu)引起。潤(run)滑劑的(de)作🧡用是(shì)建🧡立油(you)膜，把滾(gun)道與滾(gǔn)動體分(fèn)隔開來(lai)。當潤滑(hua)不良時(shi)，會發🔞生(sheng)金🈲屬與(yu)金屬的(de)接觸。表(biǎo)面凸凹(āo)不平(突(tū)出部分(fen))相㊙️互剪(jian)切，導緻(zhi)表🌈面出(chu)現剪切(qie)應力。由(yóu)于材料(liao)疲🔞勞，出(chū)現小裂(liè)縫，然後(hòu)是微剝(bāo)落👈。最初(chu)由于表(biao)面粗糙(cao)度降低(di)了，所以(yi)表面可(ke)能很明(ming)亮光滑(hua)，但🏃‍♀️是如(rú)果持續(xu)發展下(xia)去，表面(mian)就🔴會變(biàn)得無光(guāng)，表面破(pò)⁉️碎會越(yuè)來越多(duo)，出現麻(ma)點。

3、機械(xiè)腐蝕

浸(jin)蝕通常(chang)是由于(yu)軸承座(zuò)内溫度(dù)變化，内(nèi)部空氣(qi)冷凝，水(shui)份不斷(duàn)積聚而(ér)成。而濕(shī)氣或水(shui)時常從(cóng)破損或(huò)✏️不适🚶‍♀️當(dāng)的密封(feng)圈進入(ru)軸承，由(yóu)于軸承(chéng)滾道和(he)滾動體(tǐ)表面✔️精(jing)度極高(gāo)，極易受(shou)到濕🎯氣(qì)與水的(de)腐蝕。相(xiang)比其它(tā)損壞過(guò)程，發生(sheng)📱得較快(kuai)，能發展(zhǎn)到材料(liao)深處導(dao)❗緻軸承(chéng)嚴重損(sun)傷。空氣(qì)濕度過(guò)高或用(yòng)手指觸(chu)摸滾道(dao)，都能導(dao)緻這種(zhǒng)類型的(de)腐蝕。因(yin)此做好(hǎo)防護非(fei)常重要(yao)。潮濕腐(fǔ)蝕通常(cháng)發生在(zai)靜止狀(zhuang)态，處于(yú)深處的(de)鏽會導(dao)緻軸承(cheng)早期損(sun)壞。

摩擦(ca)腐蝕的(de)根源是(shi)兩個承(chéng)載面之(zhī)間的微(wei)移動。大(da)❄️多數情(qíng)況下🌂，這(zhe)種摩擦(ca)腐蝕發(fa)生在軸(zhou)承外徑(jìng)和軸承(cheng)座㊙️之間(jiān)和軸承(chéng)孔和軸(zhou)之間，微(wēi)移動主(zhǔ)要由滾(gun)動體經(jing)過時産(chǎn)生的循(xún)環負荷(he)引起。配(pèi)合不好(hǎo)、軸彎曲(qǔ)🔞或接觸(chu)面有缺(quē)陷，都能(néng)導緻或(huo)加速摩(mo)擦腐蝕(shí)的發生(sheng)。空氣能(neng)進入沒(mei)有保護(hù)的表面(mian)，加速❓腐(fǔ)蝕的發(fa)展。形成(cheng)的氧化(hua)鐵，體積(jī)要比純(chun)鋼大得(dé)多，造成(chéng)材料變(bian)大，應力(lì)升高，甚(shen)至對軸(zhóu)承滾道(dao)也是這(zhe)樣，從而(ér)導緻過(guo)早性的(de)表面下(xia)疲🛀勞。摩(mo)擦腐蝕(shí)容易造(zao)成軸承(cheng)圈🤟開裂(lie)。

假硬化(hua)也是一(yi)種摩擦(ca)腐蝕，發(fā)生在滾(gǔn)動體和(he)滾道⚽間(jian)的接⛹🏻‍♀️觸(chu)區域，是(shì)循環振(zhèn)動引起(qǐ)的塑性(xìng)接觸面(miàn)微移動(dong)和回💚彈(dàn)所緻。由(you)于它👄是(shi)發生在(zài)軸承靜(jing)止和承(chéng)載時，所(suǒ)以損傷(shāng)出現在(zài)🌈滾動體(tǐ)節圓處(chu)。根據振(zhèn)動的強(qiang)度、潤滑(hua)🤩條件和(he)負荷，腐(fǔ)蝕和磨(mo)損可能(neng)同時發(fa)生，在滾(gun)道上形(xíng)成淺凹(āo)陷。通常(cháng)，振動會(huì)導緻潤(run)滑劑的(de)💃🏻局部缺(quē)失、金屬(shu)與金屬(shu)接觸和(hé)磨耗磨(mó)損。凹陷(xian)處外觀(guan)通常變(biàn)得無光(guāng)，經常褪(tui)色，有時(shí)因為發(fa)生潮濕(shī)腐蝕而(ér)略帶紅(hong)色。偶爾(ěr)⭕凹陷處(chu)呈現光(guāng)亮表面(mian)，可能主(zhǔ)要是因(yin)為仍有(you)潤滑劑(ji)，還沒有(you)發生磨(mo)耗磨損(sun)。假硬化(hua)損壞能(neng)導緻球(qiú)✌️軸承的(de)😍球面出(chu)現空洞(dòng)，滾子軸(zhóu)承出現(xiàn)線條。

4、電(dian)腐蝕

當(dāng)電流通(tong)過軸承(chéng)時，将會(hui)通過滾(gǔn)動體在(zai)内、外圈(quan)間傳導(dǎo)，可能出(chū)現過高(gao)電壓造(zao)成的損(sun)傷。接觸(chu)表面發(fa)生的過(guo)程🏃與電(dian)弧焊(小(xiao)接觸面(mian)上的高(gao)密度電(diàn)流)類似(si)，材料被(bei)加熱到(dào)回火❗至(zhi)融化等(děng)不同程(chéng)度。在材(cái)料被回(hui)火、再硬(ying)化或融(rong)化的地(di)方，外觀(guan)出現大(da)小不一(yi)的褪色(sè)區。在材(cai)料融化(huà)的地方(fang)，形成大(da)約0.1mm 至 0.5mm 的(de)坑。

同樣(yang)，電流洩(xiè)漏也能(néng)造成損(sun)傷，電流(liu)洩漏來(lai)自通過(guò)👨‍❤️‍👨軸承的(de)雜散電(dian)流，而雜(za)散電流(liu)通常是(shi)由頻率(lǜ)變化引(yin)起的。主(zhǔ)要的可(ke)見損傷(shāng)是凹槽(cao)，形似洗(xǐ)衣闆圖(tu)案。這些(xie)凹槽的(de)形狀，在(zai)球軸承(chéng)呈接觸(chu)橢圓，在(zai)滾子軸(zhóu)㊙️承呈接(jie)觸線，滾(gǔn)動體😄通(tong)常出現(xiàn)均勻的(de)褪✍️色。相(xiang)比過高(gao)電壓損(sǔn)傷，在電(diàn)流洩漏(lòu)中，電流(liú)通過🐕的(de)區域更(gèng)大🌈，結果(guǒ)電流密(mì)度變小(xiao)，損傷溫(wēn)度也較(jiào)低。因此(cǐ)主🧑🏾‍🤝‍🧑🏼要的(de)可見損(sǔn)壞🌈是回(hui)火效應(ying)，即軸承(chéng)表面變(biàn)軟。當用(yong)高倍放(fang)㊙️大鏡觀(guan)察損傷(shang)部位，通(tōng)常也能(neng)看到坑(keng)。

5、塑性變(biàn)形

靜态(tai)負荷或(huo)沖擊負(fu)荷可産(chǎn)生過載(zai)，從而導(dǎo)緻塑性(xìng)變🔆形，在(zài)滾👌道上(shang)形成凹(ao)痕。通常(cháng)安裝不(bu)當是産(chan)生此問(wèn)題🔞的根(gen)源，即在(zài)軸承圈(quān)上用力(li)不當，從(cóng)而在滾(gun)動體上(shàng)産生沖(chong)擊✍️負荷(he)。碎屑造(zao)成的凹(ao)痕是因(yin)為外部(bù)🤩顆粒(污(wū)染物)進(jìn)入軸承(chéng)，被滾動(dong)體壓入(rù)滾道。凹(āo)痕的大(dà)小和形(xíng)狀取決(jue)于顆粒(li)的性質(zhi)。凹痕處(chù)滾道的(de)幾🔞何形(xíng)狀被破(po)壞，潤滑(hua)受到影(yǐng)響。表面(mian)出現應(yīng)力，疲勞(lao)導緻表(biǎo)面過早(zǎo)剝落。

搬(ban)運造成(cheng)的凹陷(xiàn)是由于(yu)軸承表(biao)面被硬(yìng)的尖銳(ruì)物🚶‍♀️體碰(pèng)壞。由于(yu)軸承表(biǎo)面精度(dù)極高，當(dāng)局部過(guò)載，比如(ru)軸承掉(diào)落地上(shàng)，就可能(neng)會在表(biǎo)面磕出(chū)凹痕，從(cóng)而讓軸(zhou)承無法(fa)工作。

6、破(po)裂和開(kai)裂

受壓(ya)破裂是(shi)因為局(ju)部過載(zǎi)或應力(lì)過高，造(zào)成應力(li)集中超(chao)過了材(cai)料的抗(kàng)拉強度(du)所緻。常(chang)見是野(ye)蠻拆💃🏻裝(zhuang)軸承 (沖(chong)擊)或🈲圓(yuan)錐座或(huò)襯套擰(nǐng)得太緊(jin)。當用榔(lang)頭和硬(yìng)鑿直接(jiē)敲打軸(zhou)承圈，可(ke)能導緻(zhì)形成微(wei)小的裂(liè)縫。當軸(zhou)承投入(ru)使用時(shi)，軸承圈(quan)可能有(you)小片脫(tuo)落。而安(ān)裝時圓(yuán)錐座或(huo)襯套擰(ning)得太緊(jǐn)，結果軸(zhóu)承圈出(chū)現抗拉(lā)應力(圓(yuan)周應力(li))，當軸承(cheng)投入使(shi)用時産(chǎn)生裂縫(féng)。

疲勞破(pò)裂開始(shi)于彎曲(qu)狀态下(xia)應力超(chao)過疲勞(láo)強度🌈時(shí)。最初出(chu)🔞現一條(tiáo)裂縫，然(ran)後不斷(duàn)增多，最(zui)後整個(ge)軸承圈(quan)📐或保持(chi)架開裂(liè)。當使用(yòng)緊配合(he)時可能(neng)出現疲(pi)勞破裂(liè)，因為緊(jǐn)配合可(ke)能産生(shēng)很高的(de)圓周應(yīng)力。然後(hòu)交變應(yīng)力和圓(yuan)周應力(li)共同作(zuo)用，造成(chéng)軸承圈(quān)的🛀過早(zǎo)疲勞，整(zheng)個圈裂(liè)開。

熱開(kāi)裂産生(sheng)于兩個(gè)表面相(xiàng)互嚴重(zhong)摩擦時(shí)，産生的(de)摩擦熱(re)導緻👌裂(liè)縫，通常(chang)與滑動(dòng)方向成(chéng)直角。

很(hen)多軸承(chéng)故障都(dōu)可以避(bi)免。深入(rù)的軸承(chéng)損傷根(gēn)源💛分析(xi)可📧以找(zhǎo)♻️到問題(tí)根源，通(tong)過采取(qǔ)适當的(de)措施，能(néng)提前避(bì)免♉故障(zhàng)再次發(fā)生，降低(dī)故障成(chéng)本。