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失效轴承的运行轨迹分析
http://www.qdrjzc.com 2018-12-05 编辑:青岛瑞精机电设备有限公司
失效滚动轴承径向过预载时的轨迹现象:图33显示径向过预载时两个套圈上的周向轨迹,在极端状况下可以引起热损坏,见3.3.5章节。原因:– 轴/轴承座过盈量太大– 内外圈的温差太大– 轴承游隙太小• 有椭圆变形的轨迹现象:在静止套圈滚道的圆周上有几个分开的轨迹区域,见图34。原因:– 轴承座或轴为椭圆形,比如由于机加工时造成的周向变形或在靠近轴承配合面处攻螺纹孔– 轴承座在周向有不同的刚度,并且与外圈配合有较大过盈量– 薄壁轴承垂直存放23对拆下的轴承评估运转特性和损坏情况。
滚动接触模式33:径向过预载的深沟球轴承。整个圆周方向都有轨迹,甚至承受点载荷的套圈。34:深沟球轴承的椭圆变形。在椭圆变形的外圈(点载荷)轨道上有两个相对的径向载荷区形成。异常轨迹判断轨迹是否正常很大程度上取决于轴承应用。比如,当轴承主要承受径向载荷时有很正常的轨迹,然而当同样的轨迹出现在有轴向预载的轴承工况时是不正常的,它表明了不正确的轴承安装。因此,要了解轴承使用条件以便正确评估轨迹。当然,一些基本的失效现象通常能通过轨迹进行评估。• 润滑不充分时的轨迹现象:可视的轨迹和通过显微镜观察到的表面形貌,可能和润滑质量有关。在中等载荷且没有完全隔开的润滑油膜的状态下,能形成暗色的粗糙的轨迹。
润滑油膜越薄,对表面的影响就越大。对此,可以参考表面没有完全被隔开的例子,见图28。当接触区的载荷很高时,轨迹是光亮的、压力抛光的,与轨道非承载区形成明显的对比,见图29。原因:– 轴承中润滑剂量不足– 在此工作温度和速度情况下,润滑剂粘度不足(见《FAG滚动轴承》样本,修正的额定寿命计算)补救措施:– 改善润滑剂供应– 使润滑剂的粘度与工况相适应– 使用含有有效添加剂的润滑剂– 使用有表面涂层的轴承零件轴承或润滑剂中有污染时的轨迹我们必须先区分固体和液体污染物的差别。固体污染物造成的现象:外界微粒在滚道上循环运动时会造成凹坑。显微镜观察轨迹时通过凹坑的形式能区分软颗粒、淬硬钢颗粒和硬砂砾颗粒,见图30,31,32。特别大和硬的外界颗粒对轴承寿命有极大的影响。在疲劳失效的描述中能够找到有关这方面更具体的内容,请参阅3.3.2.1章节的“外界颗粒循环运动造成的疲劳”。大量小而硬的外界颗粒能导致接触面变粗糙,如图28,而且加速研磨磨损。
对拆下的轴承评估运转特性和损坏情况滚动接触模式30:软质颗粒所造成的凹坑31:淬硬钢颗粒所形成的凹坑32:硬质砂砾所形成的凹坑液体污染造成的现象:水是主要的液体污染物之一。润滑剂中会吸入少量的水。它会降低润滑效果,而且留下如图29所示的痕迹。当轴承中有大量湿气时会有暗淡的轨迹。疲劳破坏的压力抛光轨迹也是由腐蚀或过载造成的,请参阅3.3.2.1章节的“润滑不良造成的疲原因:– 密封不合适– 安装环境不清洁– 加工过程中的残留物,比如铸造型砂颗粒– 温度变化大(冷凝水)– 润滑油不清洁补救措施:– 改善密封– 安装环境要清洁,配合件要干净,如有必要涂层– 工作前(轴承第一次转动前)要清洗整套油路系统• 轴向过预载时的轨迹现象:只有固定-浮动轴承配置中的固定端轴承会有这样的轨迹,如图35b所示,这种轨迹是在轴向力作用下产生的(图26)。多数情况下,会发现浮动轴承也存在很小的轴向载荷(最好是没有)。原因:– 浮动端轴承的浮动功能受损(错误的配合、径向的热膨胀、倾覆、微动腐蚀)– 未预料到的大的轴向热膨胀补救措施:– 检查配合和配合件的形位公差– 改变安装和运行状况– 用带有内部轴向位移功能的轴承:圆柱滚子轴承N、NU、NJ24对拆下的轴承评估运转特性和损坏情况。
滚动接触模式35:两个深沟球轴承的固定-浮动配置。a: 在工作端的深沟球轴承作为定位轴承,在驱动端的深沟球轴承作为浮动轴承。b: 正常工作下的轴承轨迹。定位轴承的轨迹显示出的是承受联合载荷的轴承特点,浮动轴承的轨迹表明承受纯径向载荷或者主要承受径向载荷。c: 在轴向有害预载下的轴承轨迹(浮动轴承的外圈不能移动)。每个轴承的轨迹都显示出联合载荷的特点。两个轴承对称的轨迹表明存在有害的轴向预载。
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