交叉滾子軸承失效形式

時間：2022-05-21 07:13:59 來源：洛陽東軸軸承有限公司

　　交叉滾子軸承可以用在各種機械加工、精密工作臺、醫療機器等地方，還可以用在工業機器人的關節上。這些應用的地方都需要交叉滾子軸承有著高質量和高的可靠性，一旦軸承發生失效，給機械設備帶來的影響是非常大的。因此我們也要學會判斷及了解交叉滾子軸承失效形式及階段，有助于我們及時的找出解決辦法。
　　

　　一、交叉滾子軸承失效形式

　　1、滑動磨損失效

　　
　　滑動磨損失效不只是交叉滾子軸承，也是是各類軸承表面非常常見的失效形式之一，軸承零件之間相對滑動摩擦導致其表面金屬不斷損失稱為滑動摩損。持續的磨損將使零件尺寸和形狀變化，軸承配合間隙增大，工作表面形貌變壞，從而喪失旋轉精度，使交叉滾子軸承不能正常工作。
　　
　　磨粒磨損是指軸承工作表面之間擠入外來堅硬粒子或硬質異物或金屬表面的磨屑且接觸表面相對移動而引起的磨損，常在軸承工作表面造成犁溝狀的擦傷；粘著磨損是指由于摩擦表面的顯微凸起或異物使摩擦面受力不均，在潤滑條件嚴重惡化時，因局部摩擦生熱，易造成摩擦面局部變形和摩擦顯微焊合現象。嚴重時表面金屬可能局部熔化，接觸面上作用力將局部摩擦焊接點從基體上撕裂而增大塑性變形。
　　

　　2、過載失效

　　
　　交叉滾子軸承過載失效主要原因是缺陷與過載兩大因素。當外加載荷超過材料強度極限而造成零件斷裂稱為過載斷裂。過載原因主要是主機突發故障或安裝不當。軸承零件的微裂紋、縮孔、氣泡、大塊外來雜物、過熱組織及局部燒傷等缺陷在沖擊過載或劇烈振動時也會在缺陷處引起斷裂，稱為缺陷斷裂。應當指出，軸承在制造過程中，對原材料的入廠復驗、鍛造和熱處理質量控制、加工過程控制中可通過儀器正確分析上述缺陷是否存在。但一般來說，通常出現的軸承斷裂失效大多數為過載失效。
　　

　　3、接觸疲勞失效

　　
　　接觸疲勞失效常見的形式是接觸疲勞剝落。指交叉滾子軸承工作表面受到交變應力的作用而產生的材料疲勞失效。剝落發生在軸承工作表面，往往伴隨著疲勞裂紋，首先從接觸表面以下交變切應力處產生，然后擴展到表面形成不同的剝落形狀，如點狀為點蝕或麻點剝落，剝落成小片狀的稱淺層剝落。由于剝落面的逐漸擴大，會慢慢向深層擴展，形成深層剝落。深層剝落是接觸疲勞失效的疲勞源。
　　

　　4、游隙變化失效

　　
　　滾動軸承在工作中，由于外在或內在因素的影響，使得原有配合間隙改變，精度降低，乃至造成“咬死"，稱為游隙變化失效。外界因素如過盈量過大，安裝不到位，溫升引起的膨脹量、瞬時過載等；內在因素如殘余奧氏體和殘余應力處于不穩定狀態等，均是造成游隙變化失效的主要原因。
　　

　　5、腐蝕失效

　　有些交叉滾子軸承在實際運行當中不可避免的接觸到水、水汽以及腐蝕性介質，這些物質會引起軸承的生銹和腐蝕。另外交叉滾子軸承在運轉過程中還會受到微電流和靜電的作用，造成軸承的電流腐蝕。交叉滾子軸承的生銹和腐蝕會造成套圈、滾動體表面的坑狀銹、梨皮狀銹及滾動體間隔相同的坑狀銹、全面生銹及腐蝕，繼而引起滾動軸承的失效。
　　

　　二、交叉滾子軸承失效階段

　　1、失效初期

　　
　　交叉滾子軸承在失效初期會在次表面形成微觀裂紋或晶格的錯位，而軸承表面則看不到裂紋或者微小剝落，在振動信號的低頻段不會形成比較明顯的沖擊信號，用傳統的加速度傳感器不能拾取到故障信號，但是次表面的微觀裂紋或者晶格的錯位會產生聲發射信號或者應力波信號。因此，在這個階段軸承的故障特征主要體現在超聲頻率段，可以通過聲發射傳感器或者基于共振的加速度傳感器進行拾取，其主要表現為測得的信號峰值或者能量值變大。
　　

　　2、失效發展期

　　
　　交叉滾子軸承在失效發展期階段的微觀劣化開始由次表面向表面擴展，并在軸承的接觸表面產生裂紋或微小剝落等損傷點。當軸承元件表面與這些損傷點接觸時，就會形成一定頻率的沖擊脈沖，短時的沖擊信號在頻域上是一個寬頻信號，所以這個沖擊信號必然會激起軸承零部件的高頻固有頻率發生共振，從而使得其振動加強，通過加速度傳感器便能將這部分信號拾取到，再利用包絡解調技術能觀察到軸承的故障特征頻率，到了末期還能觀察到故障特征頻率的倍頻。在這個階段，軸承的故障特征頻率暫時被淹沒在低頻段較高的噪音當中，因此在故障特征頻率段觀察不到很清晰的故障特征頻率。
　　

　　3、失效快速發展期

　　
　　隨著交叉滾子軸承損傷的加速發展，損傷點對軸承接觸面的沖擊越來越強烈，在共振頻率段解調出來的軸承故障特征頻率的倍頻越來越多，而且其周期性沖擊的能量大小已經足以直接通過振動信號的功率譜觀察出來，這個時候可以直接在振動信號的功率譜上清晰的看到軸承的故障特征頻率，并且其倍頻有越來越多的趨勢。
　　

　　4、失效末期

　　
　　交叉滾子軸承如果到了失效末期階段，也證明軸承已經快達到壽命的終點，損傷點可以通過肉眼觀察到，軸承運動的噪音變得特別大，溫度急速的升高。此時直接功率譜上不僅可以清晰的看到軸承的故障特征頻率及其倍頻，如果損傷點交替的進入載荷區的話，還能在故障特征頻率旁邊看到明顯的調制邊頻。在此階段末期，頻譜上譜線變得不是很清晰，在功率譜上會形成凸出的“茅草堆”，另外高頻振動的能量在這時還可能不升反降，如果發現高頻的監測量開始下降，不是表面軸承狀態變好，而是說明軸承已經快到壽命的終點。
　　
　　以上就是對交叉滾子軸承失效形式及階段的介紹，總的來說，失效形式有五種，即即滑動磨損失效，過載失效，接觸疲勞失效，游隙變化失效和腐蝕失效。軸承失效的階段分為初期，發展期，快速發展期以及末期，在每個失效階段交叉滾子軸承都呈現出不一樣的狀態，因此也可以根據軸承的狀態來判斷失效階段。如果大家需要高精密且高質量的交叉滾子軸承，歡迎聯系我們詳詢~

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