交叉滾子軸承失效形式

時(shí)間：2022-05-21 07:13:59 來(lái)源：洛陽(yáng)東軸軸承有限公司

　　交叉滾子軸承可以用在各種機(jī)械加工、精密工作臺(tái)、醫(yī)療機(jī)器等地方，還可以用在工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)上。這些應(yīng)用的地方都需要交叉滾子軸承有著高質(zhì)量和高的可靠性，一旦軸承發(fā)生失效，給機(jī)械設(shè)備帶來(lái)的影響是非常大的。因此我們也要學(xué)會(huì)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(shí)的找出解決辦法。
　　

　　一、交叉滾子軸承失效形式

　　1、滑動(dòng)磨損失效

　　
　　滑動(dòng)磨損失效不只是交叉滾子軸承，也是是各類(lèi)軸承表面非常常見(jiàn)的失效形式之一，軸承零件之間相對(duì)滑動(dòng)摩擦導(dǎo)致其表面金屬不斷損失稱(chēng)為滑動(dòng)摩損。持續(xù)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(zhuǎn)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(lái)堅(jiān)硬粒子或硬質(zhì)異物或金屬表面的磨屑且接觸表面相對(duì)移動(dòng)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(rùn)滑條件嚴(yán)重惡化時(shí)，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(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)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(diǎn)從基體上撕裂而增大塑性變形。
　　

　　2、過(guò)載失效

　　
　　交叉滾子軸承過(guò)載失效主要原因是缺陷與過(guò)載兩大因素。當(dāng)外加載荷超過(guò)材料強(qiáng)度極限而造成零件斷裂稱(chēng)為過(guò)載斷裂。過(guò)載原因主要是主機(jī)突發(fā)故障或安裝不當(dāng)。軸承零件的微裂紋、縮孔、氣泡、大塊外來(lái)雜物、過(guò)熱組織及局部燒傷等缺陷在沖擊過(guò)載或劇烈振動(dòng)時(shí)也會(huì)在缺陷處引起斷裂，稱(chēng)為缺陷斷裂。應(yīng)當(dāng)指出，軸承在制造過(guò)程中，對(duì)原材料的入廠復(fù)驗(yàn)、鍛造和熱處理質(zhì)量控制、加工過(guò)程控制中可通過(guò)儀器正確分析上述缺陷是否存在。但一般來(lái)說(shuō)，通常出現(xiàn)的軸承斷裂失效大多數(shù)為過(guò)載失效。
　　

　　3、接觸疲勞失效

　　
　　接觸疲勞失效常見(jiàn)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(yīng)力的作用而產(chǎn)生的材料疲勞失效。剝落發(fā)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(yīng)力處產(chǎn)生，然后擴(kuò)展到表面形成不同的剝落形狀，如點(diǎn)狀為點(diǎn)蝕或麻點(diǎn)剝落，剝落成小片狀的稱(chēng)淺層剝落。由于剝落面的逐漸擴(kuò)大，會(huì)慢慢向深層擴(kuò)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(dòng)軸承在工作中，由于外在或內(nèi)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(chēng)為游隙變化失效。外界因素如過(guò)盈量過(guò)大，安裝不到位，溫升引起的膨脹量、瞬時(shí)過(guò)載等；內(nèi)在因素如殘余奧氏體和殘余應(yīng)力處于不穩(wěn)定狀態(tài)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(shí)際運(yùn)行當(dāng)中不可避免的接觸到水、水汽以及腐蝕性介質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)引起軸承的生銹和腐蝕。另外交叉滾子軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中還會(huì)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(huì)造成套圈、滾動(dòng)體表面的坑狀銹、梨皮狀銹及滾動(dòng)體間隔相同的坑狀銹、全面生銹及腐蝕，繼而引起滾動(dòng)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(huì)在次表面形成微觀裂紋或晶格的錯(cuò)位，而軸承表面則看不到裂紋或者微小剝落，在振動(dòng)信號(hào)的低頻段不會(huì)形成比較明顯的沖擊信號(hào)，用傳統(tǒng)的加速度傳感器不能拾取到故障信號(hào)，但是次表面的微觀裂紋或者晶格的錯(cuò)位會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)或者應(yīng)力波信號(hào)。因此，在這個(gè)階段軸承的故障特征主要體現(xiàn)在超聲頻率段，可以通過(guò)聲發(fā)射傳感器或者基于共振的加速度傳感器進(jìn)行拾取，其主要表現(xiàn)為測(cè)得的信號(hào)峰值或者能量值變大。
　　

　　2、失效發(fā)展期

　　
　　交叉滾子軸承在失效發(fā)展期階段的微觀劣化開(kāi)始由次表面向表面擴(kuò)展，并在軸承的接觸表面產(chǎn)生裂紋或微小剝落等損傷點(diǎn)。當(dāng)軸承元件表面與這些損傷點(diǎn)接觸時(shí)，就會(huì)形成一定頻率的沖擊脈沖，短時(shí)的沖擊信號(hào)在頻域上是一個(gè)寬頻信號(hào)，所以這個(gè)沖擊信號(hào)必然會(huì)激起軸承零部件的高頻固有頻率發(fā)生共振，從而使得其振動(dòng)加強(qiáng)，通過(guò)加速度傳感器便能將這部分信號(hào)拾取到，再利用包絡(luò)解調(diào)技術(shù)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(gè)階段，軸承的故障特征頻率暫時(shí)被淹沒(méi)在低頻段較高的噪音當(dāng)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(fā)展期

　　
　　隨著交叉滾子軸承損傷的加速發(fā)展，損傷點(diǎn)對(duì)軸承接觸面的沖擊越來(lái)越強(qiáng)烈，在共振頻率段解調(diào)出來(lái)的軸承故障特征頻率的倍頻越來(lái)越多，而且其周期性沖擊的能量大小已經(jīng)足以直接通過(guò)振動(dòng)信號(hào)的功率譜觀察出來(lái)，這個(gè)時(shí)候可以直接在振動(dòng)信號(hào)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(lái)越多的趨勢(shì)。
　　

　　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(jīng)快達(dá)到壽命的終點(diǎn)，損傷點(diǎn)可以通過(guò)肉眼觀察到，軸承運(yùn)動(dòng)的噪音變得特別大，溫度急速的升高。此時(shí)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(diǎn)交替的進(jìn)入載荷區(qū)的話，還能在故障特征頻率旁邊看到明顯的調(diào)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(huì)形成凸出的“茅草堆”，另外高頻振動(dòng)的能量在這時(shí)還可能不升反降，如果發(fā)現(xiàn)高頻的監(jiān)測(cè)量開(kāi)始下降，不是表面軸承狀態(tài)變好，而是說(shuō)明軸承已經(jīng)快到壽命的終點(diǎn)。
　　
　　以上就是對(duì)交叉滾子軸承失效形式及階段的介紹，總的來(lái)說(shuō)，失效形式有五種，即即滑動(dòng)磨損失效，過(guò)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(fā)展期，快速發(fā)展期以及末期，在每個(gè)失效階段交叉滾子軸承都呈現(xiàn)出不一樣的狀態(tài)，因此也可以根據(jù)軸承的狀態(tài)來(lái)判斷失效階段。如果大家需要高精密且高質(zhì)量的交叉滾子軸承，歡迎聯(lián)系我們?cè)斣?xún)~