軸承在(zài)設備中的(de)應用相當(dāng)廣泛，軸承(cheng)壽命極其(qí)關鍵。據統(tong)🏃‍♀️計，旋🐉轉機(jī)械的故障(zhàng)中軸承的(de)損壞故障(zhang)約占30%，而這(zhè)些根源很(hen)簡🏃‍♂️單，例如(rú)貨物列車(chē)脫軌事故(gù)，據調查發(fā)現軸箱中(zhōng)的一個軸(zhóu)承過熱(如(rú)圖1)，導緻車(chē)軸斷裂，造(zao)成車廂傾(qing)覆、交通中(zhōng)斷數小時(shí)，事故損失(shi)巨大。

圖1 軸(zhou)箱軸承

軸(zhou)承故障損(sun)傷根源分(fen)析：

軸承是(shi)大部分設(shè)備的核心(xīn)部件，一旦(dan)軸承失效(xiào)，設☀️備就🐪會(hui)停止，找到(dao)根源以避(bì)免事故再(zài)次發生就(jiù)顯得尤🔴為(wei)重要。實📞際(ji)上，軸承一(yī)旦受損，它(tā)就會逐漸(jian)惡化直到(dào)無法工❗作(zuo)，那時故障(zhang)發生的所(suo)有證據可(ke)能都被破(po)壞了。

如圖(tu)2 揭示了損(sǔn)傷從小到(dao)大的整個(gè)過程，外部(bu)顆粒(污染(ran)物)進入軸(zhóu)承，運動中(zhong)産生凹痕(hen)(污染物被(bèi)壓入滾道(dào))。凹痕邊緣(yuán)會升高，所(suo)♋以凹痕看(kàn)起來像個(ge)坑。滾道局(ju)部幾何形(xing)狀發生改(gǎi)變，使得這(zhè)個區域無(wú)法形成良(liáng)好油膜把(ba)接觸表面(mian)分離開來(lai)，結果造成(chéng)材料疲勞(lao)。最初是表(biǎo)面出現裂(lie)縫，最後是(shi)受損區域(yu)剝落🤩，随着(zhe)繼續運轉(zhuan)，剝落不斷(duan)加劇。到後(hou)來，受損區(qu)域變🙇🏻得如(ru)此之大，最(zui)初的受損(sǔn)點(即凹痕(hén))完全消失(shī)。此時對🚶受(shòu)損軸承進(jin)行檢查，已(yǐ)很難發現(xiàn)問題的根(gen)源:即可能(neng)由于密封(fēng)不好緻使(shi)污染㊙️物進(jìn)入軸承。

圖(tu)2 軸承損傷(shāng)的發展

每(mei)種故障都(dou)有其特有(you)的特性，通(tōng)過觀察損(sǔn)傷狀況有(yǒu)可能🌈确定(ding)故障根源(yuan)。下面相關(guān)軸承損傷(shang)類型和軸(zhou)承損傷的(de)根源

1、磨損(sǔn)

磨損是滾(gun)動軸承最(zui)常見的故(gu)障之一，通(tōng)常是由異(yi)物引起研(yán)磨🔅損傷、擦(ca)傷、槽痕、圓(yuán)周線痕或(huo)碎屑污染(rǎn)，分磨耗磨(mó)損和粘滞(zhì)🏃🏻磨損兩大(dà)類。

磨耗磨(mó)損是由于(yú)軸承内部(bu)有微小異(yi)物，它們可(ke)能是來自(zi)外部或内(nèi)部的污染(ran)顆粒，比如(rú)齒輪帶來(lai)的金屬微(wei)粒或碳🚶化(huà)物。這些顆(ke)粒将磨損(sun)或研磨滾(gun)道和滾動(dong)體，在圓錐(zhuī)滾子軸承(chéng)中，滾子端(duan)面和内圈(quān)擋👉邊的磨(mó)損程度遠(yuǎn)比滾道嚴(yán)重💯，這種磨(mó)損将造成(chéng)軸🧡向遊隙(xi)或内部間(jian)隙擴大，進(jin)而降低軸(zhóu)承壽命，導(dǎo)緻軸承偏(piān)心。此✌️外，磨(mo)損也會影(ying)響軸承所(suo)在機器✊的(de)其他零件(jiàn)。污染物能(neng)進入軸承(cheng)内部，通🏃常(chang)是密封圈(quan)嚴重磨損(sǔn)或失效(或(huò)沒有)。潤滑(huá)劑分析可(kě)能會發現(xiàn)污染物的(de)來源，從而(ér)有助于找(zhǎo)到解決問(wen)題的方法(fǎ)。

粘滞磨損(sun)主要發生(sheng)在輕負荷(he)、潤滑不良(liáng)、滾動體速(sù)度☔差較大(da)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻從而産生(shēng)滑動的接(jie)觸表面。例(li)如，滾動體(tǐ)🔞從無載區(qu)進入承載(zai)😍區的過程(cheng)，滾動體在(zai)無載區失(shī)速，當重新(xin)進入承載(zǎi)區⛱️時獲得(de)加速。這将(jiang)導緻潤滑(hua)膜撕破、滑(hua)動、發熱，導(dǎo)緻材料可(ke)能從滾動(dong)體轉移到(dao)滾道或從(cóng)滾道轉移(yi)到滾動體(ti)上。早期階(jiē)段，外觀是(shi)🌈發光表面(mian)，但很快它(ta)就變成無(wu)光表面，或(huo)多或🔴少帶(dai)有粘上的(de)材料。

2、疲勞(lao)

疲勞的表(biǎo)現形式是(shì)剝落，即軸(zhou)承材料出(chu)現麻點或(huò)💜脫落，剝落(luo)最初發生(sheng)在滾道或(huo)滾動體上(shàng)。

來自滾道(dao)表面下的(de)疲勞是材(cai)料惡化，是(shi)由滾道表(biao)面下方的(de)🌂交變應力(li)引起，最終(zhōng)導緻材料(liao)衰變。最初(chū)是出現裂(lie)縫，裂✨縫随(sui)軸承工作(zuò)慢慢發展(zhan)，當裂縫發(fā)展到表✨面(miàn)時，就發生(sheng)剝落。

來自(zi)表面的疲(pi)勞通常由(you)潤滑不足(zú)引起。潤滑(hua)劑的作用(yòng)是建立油(yóu)膜，把滾道(dao)與滾動體(tǐ)分隔開來(lai)。當潤🈲滑不(bú)良時，會發(fa)生金屬與(yǔ)金屬的接(jie)觸。表面凸(tu)凹不♻️平(突(tū)出部分)相(xiang)互剪切，導(dao)緻表面出(chu)現✨剪切應(ying)力。由于材(cái)料疲勞，出(chu)現小😍裂縫(féng)，然後✏️是微(wēi)剝落。最初(chū)由于🚩表面(mian)粗糙度降(jiang)低了，所以(yǐ)🙇🏻表面可能(néng)很🧑🏽‍🤝‍🧑🏻明亮光(guang)滑，但是如(ru)果持續發(fa)展下去，表(biǎo)面就會變(bian)得無光，表(biao)🆚面破碎會(hui)越來越多(duo)，出現麻點(dian)。

3、機械腐蝕(shi)

浸蝕通常(cháng)是由于軸(zhóu)承座内溫(wēn)度變化，内(nei)部空氣冷(lěng)凝🏃，水份不(bú)斷積聚而(ér)成。而濕氣(qi)或水時常(cháng)從破損或(huo)不适當的(de)密封圈進(jin)入軸承，由(yóu)于軸承滾(gun)道和滾動(dong)體表面精(jing)度極高，極(jí)易🏃🏻受到濕(shi)🥵氣與水的(de)腐蝕。相比(bi)❓其它損壞(huai)過程，發生(sheng)得較快，能(neng)發展到材(cai)料深處導(dǎo)緻軸承嚴(yan)重損傷。空(kong)氣濕度過(guo)高或用手(shǒu)指觸摸滾(gǔn)道，都能導(dǎo)緻這種類(lèi)型的腐蝕(shí)。因此做好(hǎo)防護非常(chang)重要。潮濕(shi)腐蝕通常(cháng)發生在靜(jìng)止狀态，處(chù)于深處的(de)🈲鏽會導緻(zhi)軸承早期(qi)損壞。

摩擦(cā)腐蝕的根(gēn)源是兩個(gè)承載面之(zhī)間的微移(yí)動。大多㊙️數(shù)🚶‍♀️情況下，這(zhè)種摩擦腐(fǔ)蝕發生在(zai)軸承外徑(jing)和軸承座(zuò)之間和軸(zhóu)承孔🐅和軸(zhou)之間，微移(yi)動主要由(yóu)滾動體經(jing)過時産生(sheng)的循環負(fù)荷引起。配(pèi)合不好、軸(zhóu)彎曲或接(jie)觸面有缺(que)陷，都⚽能導(dao)緻或💋加速(sù)摩擦🔞腐蝕(shi)的發🌈生。空(kong)氣能進入(rù)沒有保護(hù)的表面，加(jia)速腐蝕的(de)發展🍓。形成(cheng)的氧化鐵(tiě)，體積要比(bi)純鋼大得(dé)多，造成材(cai)料變大，應(yīng)力升高，甚(shen)至對軸承(cheng)滾道也是(shì)這樣，從而(er)導緻過早(zao)性的表面(miàn)下疲🛀🏻勞。摩(mó)擦腐蝕容(rong)易造成軸(zhóu)承圈開裂(liè)。

假硬化也(yě)是一種摩(mó)擦腐蝕，發(fā)生在滾動(dong)體和滾道(dao)間的接觸(chù)區♌域，是循(xún)環振動引(yin)起的塑性(xìng)接觸面微(wēi)移動和回(huí)⭐彈所緻。由(you)于它是發(fa)生在軸承(cheng)靜止和承(chéng)💋載時，所以(yi)損傷出現(xiàn)在滾動體(tǐ)節圓處。根(gēn)據振動的(de)🚶‍♀️強度、潤滑(hua)條件和負(fù)⚽荷，腐蝕和(hé)磨損可能(neng)同時發生(sheng)💯，在滾道上(shàng)形成淺凹(āo)陷。通常，振(zhèn)動會導緻(zhi)潤滑劑的(de)局部缺失(shi)、金屬與金(jīn)屬接觸和(he)磨耗磨損(sǔn)。凹陷處外(wai)觀通常變(bian)得無光，經(jīng)常褪色，有(you)時因為發(fā)生潮濕腐(fǔ)📧蝕而略帶(dài)紅色。偶爾(er)凹陷處呈(chéng)現光亮表(biao)面，可能主(zhu)🏃‍♂️要是因為(wéi)❄️仍有潤滑(hua)劑，還沒有(you)發生磨耗(hào)磨損。假硬(yìng)🏃🏻化損壞能(neng)導緻球軸(zhou)承的球面(miàn)出現空洞(dòng)，滾子軸承(chéng)出現線條(tiao)。

4、電腐蝕

當(dang)電流通過(guò)軸承時，将(jiāng)會通過滾(gǔn)動體在内(nei)、外圈間傳(chuan)導，可🛀能出(chu)現過高電(dian)壓造成的(de)損傷。接觸(chù)表面發生(sheng)的過程與(yu)電弧焊(小(xiao)接🐪觸面上(shang)的高密度(du)電流)類似(si)，材料被加(jia)熱到回火(huǒ)至融化等(děng)不同程度(du)。在材料被(bèi)回火、再🔴硬(yìng)化或融化(hua)的地方，外(wai)觀出現大(da)小不一🤩的(de)褪色區。在(zài)✌️材料融化(hua)的地方，形(xíng)成大約0.1mm 至(zhì) 0.5mm 的坑。

同樣(yang)，電流洩漏(lòu)也能造成(cheng)損傷，電流(liu)洩漏來自(zì)通過軸🏒承(chéng)的雜散電(dian)流，而雜散(san)電流通常(cháng)是由頻率(lü)變化引起(qi)的。主要的(de)可見💃損傷(shāng)是凹槽，形(xíng)似洗衣闆(pan)圖案。這些(xie)凹槽的形(xíng)狀，在球✂️軸(zhóu)承呈接觸(chù)橢💁圓，在滾(gun)子軸承呈(chéng)接觸線，滾(gun)動體通常(cháng)出現均勻(yun)的褪㊙️色。相(xiàng)比過👈高電(diàn)壓損傷，在(zai)電流洩漏(lou)中，電流通(tōng)過的區域(yu)更大，結果(guo)電流密度(dù)變小，損傷(shāng)溫度也較(jiào)低。因此主(zhu)要的💚可見(jian)損壞✍️是回(huí)火效應，即(ji)🌂軸承表面(mian)變軟。當用(yong)高倍放👌大(da)鏡觀察損(sǔn)傷部位，通(tōng)常也能看(kan)到坑。

5、塑性(xìng)變形

靜态(tài)負荷或沖(chòng)擊負荷可(ke)産生過載(zǎi)，從而導緻(zhì)塑性變形(xíng)❌，在⛱️滾道上(shang)形成凹痕(hén)。通常安裝(zhuāng)不當是産(chan)生此問題(ti)的根源，即(jí)在軸承圈(quān)☀️上用力不(bu)當，從而在(zai)滾動體上(shang)産生沖擊(ji)負荷。碎屑(xie)造成🔞的凹(āo)痕是因為(wei)外部📞顆粒(li)(污染物)進(jìn)入軸承，被(bèi)滾動體壓(yā)入滾道。凹(ao)痕的大小(xiao)和形狀取(qǔ)決于顆粒(lì)的性質。凹(ao)痕處滾道(dao)的幾🤟何形(xíng)狀被破壞(huài)，潤滑受到(dao)影響。表面(miàn)出現應力(lì)，疲勞導緻(zhì)表面過早(zǎo)剝♉落。

搬運(yùn)造成的凹(ao)陷是由于(yu)軸承表面(mian)被硬的尖(jiān)銳物體🌈碰(peng)壞。由于軸(zhóu)承表面精(jing)度極高，當(dang)局部過載(zai)，比如軸承(cheng)掉落地上(shang)，就可能會(hui)在表面磕(ke)出凹痕，從(cong)而讓㊙️軸承(cheng)無法工作(zuò)。

6、破裂和開(kai)裂

受壓破(po)裂是因為(wéi)局部過載(zǎi)或應力過(guò)高，造成應(ying)力💃🏻集中超(chao)過了材料(liào)的抗拉強(qiáng)度所緻。常(cháng)見是野蠻(mán)拆裝軸承(chéng) (沖擊)或圓(yuan)錐座或襯(chèn)套擰得太(tài)緊。當用榔(láng)頭和硬鑿(záo)直接敲打(dǎ)軸承圈，可(ke)能導緻形(xíng)成微小的(de)裂縫。當軸(zhóu)承🙇🏻投入使(shi)用時，軸承(chéng)圈可能有(you)小❤️片脫落(luo)。而安裝時(shi)圓錐座或(huò)襯套擰得(de)太緊，結果(guǒ)🐆軸承圈出(chu)現🔱抗拉應(ying)力(圓周應(ying)力)，當軸承(cheng)投入使用(yong)時産生裂(lie)縫。

疲勞破(po)裂開始于(yu)彎曲狀态(tài)下應力超(chao)過疲勞強(qiang)度時👅。最初(chū)出現一條(tiao)裂縫，然後(hòu)不斷增多(duō)，最後整個(ge)軸承圈⭐或(huò)保🔞持架開(kai)裂。當使用(yòng)緊配合時(shi)可能出現(xian)疲勞破裂(lie)，因為緊配(pei)合可☂️能産(chǎn)生很高的(de)⭕圓周應力(li)。然後交變(bian)應力和圓(yuán)周🔴應力共(gong)同作用，造(zao)成軸承圈(quān)的🔅過早疲(pí)勞，整個圈(quān)裂開。

熱開(kāi)裂産生于(yu)兩個表面(miàn)相互嚴重(zhòng)摩擦時，産(chǎn)生的摩擦(cā)🐇熱導緻🐆裂(lie)縫，通常與(yu)滑動方向(xiang)成直角。

很(hěn)多軸承故(gu)障都可以(yǐ)避免。深入(ru)的軸承損(sǔn)傷根源分(fen)析可以找(zhǎo)到問題根(gēn)源，通過采(cǎi)取适當的(de)措施，能提(tí)前避免故(gu)障✨再次發(fā)生，降低故(gù)障成本。