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輪轂軸承常見失效模式

首頁 > 新聞中心 > 技術資料    發布時間:2019/10/20 21:27:10 點擊量:

 疲勞失效

  疲勞是滾動軸承最常見的一種失效形式,常表現為內外滾道或者滾動體表面有裂紋或材質剝落。早期疲勞表現為一系列不連續、不規則的凹坑,隨著疲勞程度的加深,凹坑逐漸連成片,造成大面積的剝落。滾動軸承高速旋轉過程中,滾動體與內外滾道接觸面積小而接觸應力大,在長期交變應力的作用下,接觸面會產生裂紋,然后逐漸產生凹坑,直到材質的剝落。造成剝落的主要原因是潤滑不良或者強迫安裝。
  磨損失效
  磨損則是另外一種失效形式,是軸承內圈與軸頸、外圈、滾動體、保持架由于機械原因或者潤滑雜質造成的一種表面磨損。在惡劣的工作環境下,顆粒物混在潤滑油當中進入到軸承的工作面,從而就會在滾動體和滾道之間產生磨料磨損,導致滾動體和滾道上存在大小、深度不均的劃痕。磨料的存在是磨損失效存在的根本原因。
  塑性變形
  塑性變形是軸承轉速很低或間歇擺動時,在很大的靜載荷或沖擊載荷作用下,會使軸承滾道和滾動體接觸處的局部應力超過材料的屈服極限,產生塑性變形(滾道表面形成變形凹坑),而使軸承在運轉中產生劇烈振動和噪聲,若變形量超過一定范圍,將導致軸承不能夠正常工作。這種情況一般發生在低速運轉的軸承上。
  膠合
  膠合發生在滾動接觸的兩個表面間,為一個表面上的金屬粘附到另一個表面的現象。當滾子在保持架內卡住,由于潤滑不良、速度過高和慣性力的影響,保持架的材料粘附到滾子端面上形成螺旋型污斑狀的膠合。
  斷裂
  軸承零件的破斷與裂紋主要是由于磨削或熱處理引起的,也有的是由于運行時載荷過大、轉速過高、潤滑不良或裝配不良,使軸承某個部位發生應力集中,產生裂紋,最后導致軸承元件斷裂。
軸承振動機理
  軸承結構引起的振動
  滾動軸承在工作過程中,各元件上所受的載荷及產生的應力是實時變化的。當滾珠進入承載區后,所受載荷即由零逐漸增加到最大值然后再逐漸降低到零。就滾動體而言,他的載荷以及應力是周期性的不穩定的變化。在不同的位置承載的滾珠數目不同,這樣就會導致承載剛度發生變化從而引起軸心的起伏波動。
  軸承制造裝配原因引起的振動
  在軸承的制造過程中,機床與工具系統產生振動從而導致加工面產生波紋度。當軸承運轉時,滾動體便在內外圈之間滾動。軸承的滾動表面雖加工得非常平滑,但從微觀來看,仍高低不平,特別是材料表面產生疲勞斑剝時,高低不平的情況更為嚴重。滾動體在這些凹凸面上轉動,則產生交變的激振力。
  在軸承制造過程中,滾動體大小不一從而導致軸心擺動以及支承剛度的改變。產生了周期性的激變力,導致軸承振動。
  故障缺陷引起的振動
  滾動軸承在實際運轉過程中,由于發生破碎、斷裂、剝落等故障或者有異物進入而產生振動,它反映了軸承的損傷情況,振動信息包含了滾動軸承的運行狀態信息。這類振動所產生的振動信號可以用于對故障的監測分析。
  滾動軸承在運轉過程中,由于軸的旋轉,滾動體便在內、外圈之間滾動。當滾動表面發生損傷時,滾動體在這些表面轉動時,便會產生一種交變的激振力。由于滾動表面的損傷形狀是無規則的,所以激勵力產生的振動,是由多種頻率成分組成的隨機振動。從轉承滾動表面狀況產生振動的機理可以看出,軸承滾動表面損傷的形態和軸的旋轉速度,決定了激振力的頻譜;軸承和外殼,決定了振動系統的傳遞特性。最終的振動頻譜由上述二者共同決定。即軸承異常所引起的振動頻率是由軸的旋轉速度、損傷部分的形態及軸承與外殼振動系統的傳遞特性所共同決定的。
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