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軸承失效分析 【案例分析】

軸承的失效分析

概述

滾動(dòng)軸承是機(jī)械裝備中至關(guān)重要的運(yùn)行關(guān)節(jié),軸承的運(yùn)行狀態(tài)直接影響到設(shè)備的工作性能——價(jià)值創(chuàng)造能力。隨著工業(yè)時(shí)代的變遷,不僅對軸承的固有功能和性能提出了更高的要求,對其全壽命周期特性在用戶產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中各節(jié)點(diǎn)的保障能力要求更是如饑似渴。另一方面,通過對運(yùn)行過程中出現(xiàn)性能偏差的軸承進(jìn)行檢測分析,可以正確地確定軸承損傷的模式和機(jī)理分析,結(jié)合實(shí)際應(yīng)用找出導(dǎo)致軸承失效的根本原因——形成損傷的物理或化學(xué)行為,并以此制定有效的解決方案,降低財(cái)產(chǎn)損傷。

失效分析的目的

1、確定失效分析的對象,判斷失效件的失效模式,找出引發(fā)失效的原因,提出改進(jìn)或預(yù)防措施,防止同類失效事件再次發(fā)生,保障裝備的使用安全。
2、以提高產(chǎn)品質(zhì)量為目的,找出造成產(chǎn)品失效的原因及影響因素,提出改進(jìn)措施,以防止同類失效的重復(fù)出現(xiàn)。
3、司法仲裁。

失效分析策劃

關(guān)于失效分析的照片要求

1、圖片質(zhì)量是影響技術(shù)報(bào)告的質(zhì)量要素之一

2、所有照片都應(yīng)經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?/p>

3、照片的目的是清楚表達(dá)你想說的內(nèi)容

4、要關(guān)注失效模式,裂紋源的產(chǎn)生原因。

5、要關(guān)注失效環(huán)境條件、力學(xué)條件,往往比化學(xué)成分、熱處理組織更為重要


失效分析檢查基本流程


失效模式


SO15243-2017

GB/T24611-2009



常見失效的可視特征之間最可能的相互關(guān)系及其產(chǎn)生的可能原因


接觸軌跡

就實(shí)際的失效分析而言,對接觸軌跡,尤其是對給定使用條件下滾道上的旋轉(zhuǎn)軌跡進(jìn)行分析是非常重要的,它清晰地揭示了載荷類型、工作游隙以及可能出現(xiàn)的偏斜。


典型旋轉(zhuǎn)軌跡

內(nèi)圈:旋轉(zhuǎn)軌跡寬度一致,位于滾道中部并延伸至整個(gè)圓周。

外圈:旋轉(zhuǎn)軌跡位于滾道中部,在載荷部位最寬,末端逐漸變細(xì)。具有常規(guī)配合和常規(guī)徑向游隙時(shí),旋轉(zhuǎn)軌跡小于滾道圓周的二分之一。


內(nèi)圈:旋轉(zhuǎn)軌跡位于滾道中部,在載荷部位最寬,末端逐漸變細(xì)。具有常規(guī)配合和常規(guī)徑向游隙時(shí),旋轉(zhuǎn)軌跡小于滾道圓周的二分之一。

外圈:旋轉(zhuǎn)軌跡寬度一致,位于滾道中部并延伸至整個(gè)圓周。


內(nèi)圈:旋轉(zhuǎn)軌跡寬度一致,位于滾道中部并延伸至整個(gè)圓周。

外圈:旋轉(zhuǎn)軌跡位于滾道中部,可能延伸至整個(gè)圓周,旋轉(zhuǎn)軌跡在徑向承載部位最寬。


內(nèi)圈:旋轉(zhuǎn)軌跡寬度一致,延伸至滾道的整個(gè)圓周并位于軸向不同位置

外圈:旋轉(zhuǎn)軌跡軸向不同位置,可能延伸至整個(gè)圓周,旋轉(zhuǎn)軌跡在徑向承載部位最寬。



失效案例——軸向力+外圈與軸不同心

       軸承在使用中噪音異常



疲勞——次表面起源型

滾動(dòng)接觸點(diǎn)次表面應(yīng)力分布


疲勞——表面起源型

在出現(xiàn)蝕損斑后如未及時(shí)發(fā)現(xiàn),它會(huì)沿循環(huán)方向呈V型擴(kuò)展,越來越大,導(dǎo)致軸承失效


疲勞損壞-外來顆粒污染


滾動(dòng)接觸面-磨損痕跡

深溝球軸承內(nèi)徑的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡傾斜(偏移)



圓錐滾子軸承滾動(dòng)接觸面疲勞磨損

疲勞損壞

對中不良引起疲勞裂痕:

軸承運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡偏移

滾道邊緣受載區(qū)產(chǎn)生疲勞

補(bǔ)救措施:調(diào)整軸承的安裝位置,避免靜態(tài)過載和沖擊載荷。對中不良引起疲勞裂痕

軸承運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡偏移

滾道邊緣受載區(qū)產(chǎn)生疲勞

補(bǔ)救措施:調(diào)整軸承的安裝位置,避免靜態(tài)過載和沖擊載荷。



經(jīng)典疲勞引起裂痕:

癥狀:

軸承材料出現(xiàn)麻點(diǎn)或脫落,我們通常叫蝕損斑。

原因:潤滑不良(貧油),或受污物的作用而產(chǎn)生的。

由于滾珠的幾何變形和彈性變形,在劇烈變化的荷載下潤滑油膜破裂,造成金屬與金屬的摩擦(球與滾道),引起接觸表面由于粘連作用而發(fā)生破裂,也就是蝕損斑。


雜物引起的剝落:

內(nèi)部雜質(zhì)引起的剝落:


典型的軸向擴(kuò)展


顆粒造成的凹痕:

局部過載

顆粒的過度滾動(dòng) = 凹痕

由低碳鋼/硬化鋼/硬質(zhì)礦物顆粒造成


劃痕

潤滑不當(dāng)引起的擦傷

特征:— 滾子或滾道沿軸向出現(xiàn)磨痕

原因:— 沒有形成承載油膜


          — 潤滑劑污染

補(bǔ)救措施:

— 采用高粘度且含有EP添加劑的潤滑劑

— 縮短潤滑劑的更換周期

— 對潤滑劑進(jìn)行過濾

— 改善密封


劃痕:

左圖:正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下圓錐滾子軸承的擋邊運(yùn)轉(zhuǎn)痕跡

中間:由于外界顆粒的侵入導(dǎo)致?lián)踹叜a(chǎn)生劃痕

右圖:圓錐滾子軸承滾子端面的劃痕


保持架損壞:

現(xiàn)象:保持架邊緣出現(xiàn)磨損

原因:

— 潤滑劑中含有硬質(zhì)顆粒

— 貧油或潤滑劑選擇錯(cuò)誤

補(bǔ)救措施:

— 確保裝配環(huán)境清潔

— 過濾潤滑劑

— 確保足夠潤滑


失效案例—污染物進(jìn)入

醫(yī)用活塞泵電機(jī)用軸承,測試后出現(xiàn)卡滯


                  用于石膏切割機(jī)上的軸承在使用中出現(xiàn)卡死現(xiàn)象


軸承噪音


潤滑不當(dāng)引起的表面初始疲勞


潤滑不當(dāng)造成的磨損過程


外部顆粒引起疲勞損壞

外部顆粒引起疲勞損壞異物會(huì)造成研磨損傷、擦傷、槽痕、圓周線痕或碎屑污染等影響

補(bǔ)救措施:— 徹底清理軸承及其配合件,可能的話可進(jìn)行涂層處理。— 改善密封結(jié)構(gòu),防止雜質(zhì)再次進(jìn)入軸承— 操作前沖洗油路,過濾潤滑油


擦傷

滾道表面出現(xiàn)與滾子節(jié)距相同的擦傷痕跡,滾子或滾道變粗糟,表面材料的卷起。在對中不良的情況下,異物粘附在滾子上導(dǎo)致冷擦傷。


滾子與滾道的擦傷(粘著磨損)


打滑輕微粘著磨損

打滑:在沒有施加負(fù)荷的情況下滾子與滾道

的滑動(dòng)磨損產(chǎn)生劃痕

現(xiàn)象:

— 滾道表面發(fā)生蠕變

— 滾子表面產(chǎn)生麻點(diǎn)

原因:

— 在貧油和低承載區(qū)內(nèi),滾動(dòng)體在滾道上打滑并在進(jìn)入承載區(qū)時(shí)加速

— 急劇變速

措施:

—提高預(yù)緊力或減小軸承游隙

— 使用較低承載能力的軸承

— 保證足夠大的載荷 (試運(yùn)轉(zhuǎn))

— 改善潤滑劑



涂抹(粘著磨損)

涂抹:當(dāng)滾子的端面與擋邊接觸時(shí),在擋邊或滾子的端面上產(chǎn)生的咬粘現(xiàn)象

主要原因:

重載和/或高速下潤滑不充分


腐蝕損壞

侵蝕性物質(zhì)引起的腐蝕

軸承外圈內(nèi)側(cè)出現(xiàn)“孔穴” 腐蝕


滾道表面出現(xiàn)黑色的蝕痕


外圈的滾道出現(xiàn)黑色腐蝕  

水滲入潤滑脂


潮濕引起的腐蝕



失效案例——銹蝕

電梯軸承異響嚴(yán)重


微動(dòng)腐蝕

現(xiàn)象:

軸承表面發(fā)亮或變成黑紅色

原因:

不合適的配合(配合過盈量太小或表面太粗糙)以及載荷和振動(dòng)


電蝕

電流過大



電流泄露


偽布氏壓痕


安裝過程中的過載

深溝球軸承承受巨大軸向力時(shí)擠壓球?qū)е聣汉?/p>


失效原因:

軸承軸向過載,超過了最大允許的應(yīng)力


注意:

過載會(huì)導(dǎo)致軸承強(qiáng)烈破碎


壓痕和沖擊


安裝中出現(xiàn)的損壞(敲擊過載)


失效案例——軸向沖擊


軸承小擋邊斷裂


失效案例—磕碰傷+增碳


軸承裝配時(shí)發(fā)生斷裂


粗暴的敲打造成的裂痕



疲勞造成的裂痕


受熱造成的裂痕


溫度色變

一般軸承可在溫度達(dá)120° C 的條件下使用

 過高的溫度可導(dǎo)致硬度下降

 大約降低2-4點(diǎn)洛氏硬度,可減少壽命 50%


損壞的密封唇


機(jī)械接觸痕跡


斷口觀察


交叉劃痕


裂紋分析

(1)確定主裂紋的方法

①T型法。兩條裂紋呈T型,橫貫裂紋A為主裂紋,B裂紋為二次裂紋。因?yàn)锳裂紋最先形成,阻止了B裂紋向前擴(kuò)展。


 ②分叉法。多條裂紋呈分叉或分支,分叉或分支的方向即為裂紋擴(kuò)展方向,匯合裂紋A為主裂紋,分叉或分支裂紋(B、C、D)為二次裂紋。

③變形法:裂紋在張開并變形過程中,變形量大的部位為主裂紋,其它部位為二次裂紋(適用于延性斷裂)。

④氧化顏色法:裂紋在環(huán)境介質(zhì)作用下的時(shí)間越長,氧化和腐蝕越嚴(yán)重。因此,氧化和腐蝕顏色較深的部位,是主斷裂部位(內(nèi)部起源裂紋不適用本法)。

⑤疲勞裂紋長度法:當(dāng)出現(xiàn)多條疲勞裂紋時(shí),打開裂紋進(jìn)行測量,疲勞裂紋長、疲勞弧線或條帶間距小者,為主裂紋。


end


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2021年7月6日 7:03 锁之神匙 [河北省武邑县网友]

帝森克虏伯和你们有合作吗,他们的采购说让我们问你们定购精密钢管16*5.

2021年7月6日 6:46 [黑龙江省集贤县网友]

请问怎么问你们定购钢管?

2021年7月6日 6:32 [湖北省随县网友]

SAE 1010 你们可以做的吧?具体报价 发我邮箱 1385126984@vip.163.com

2021年7月6日 6:10 简慕 [安徽省天长市网友]

请问你们美标管做吗?

2021年7月6日 5:28 [山东省阳信县网友]

你们常州做钢管就是专业,比聊城的那些骗子专业多了。

2021年7月6日 4:31 漂浮

想问您一下,德国钢号 ST37是什么钢管的钢号?你们可以做吗?

2021年7月6日 3:59 [辽宁省盘锦市网友]

SAE5120 你们可不可以做?加我QQ 8496732146 详细的聊一下。

2021年7月6日 3:42 心不痛 [内蒙古自治区霍林郭勒市网友]

专业的厂家!已经付费加入了知识星球。

2021年7月6日 3:18 未开始的戏 [湖南省江华瑶族自治县网友]

DIN1629 这个标准的钢管你们可不可以做?如果可以 加我QQ46846456 谢谢。

2021年7月6日 1:16 说谎话猫

品质保证,质量第一。

2021年7月6日 1:03

请问你们汽车配件都做什么规格的?

2021年7月6日 1:01 [广西壮族自治区昭平县网友]

你们钢管的钢管厂那么多,像您这个厂这么专业的还真不多。

2021年7月5日 23:35 草花铃铛 [云南省牟定县网友]

ST44 你们可以做吗?加我QQ784568646 详聊。

2021年7月5日 23:28 [陕西省户县网友]

你们公司是不是叫 常州仁成钢管厂?

2021年7月5日 22:44 自我证明 [河南省市辖区网友]

请问你们德标管做吗?

2021年7月5日 20:42 [江苏省响水县网友]

你好,我是上汽的,你们和管子可以进我们的供应商,请打我的电话:021-898954165 姓 葛。

2021年7月5日 19:51 [甘肃省市辖区网友]

别的不多说,真的很专业。

2021年7月5日 18:10 执子念 [山东省牟平区网友]

请问你们精密管都有哪些规格?

2021年7月5日 16:48 莫别离 [云南省泸西县网友]

EN10305-4 E235 14*1 可以生产吗?

2021年7月5日 15:58 [吉林省双辽市网友]

专业,专业,专业!重要的事情说3遍!已经付费加入了知识星球。

2021年7月5日 15:23 [四川省仁和区网友]

请问,你们减震器钢管做吗?什么价格?

2021年7月5日 14:52 [山东省蒙阴县网友]

请问 你们的钢管出口吗?

2021年7月5日 13:07 似念似恋 [四川省高坪区网友]

一直关注你们常州精密钢管博客,天天来逛的,看看有没有什么干货。

2021年7月5日 12:45 两颗心 [黑龙江省呼兰区网友]

你们的微信公众号是不是steeltuber?

2021年7月5日 12:01 追梦魂 [陕西省市辖区网友]

你们的钢管怎么卖

2021年7月5日 11:54 魂绝 [云南省临沧市网友]

请问,你的管件都做哪些规格?

2021年7月5日 10:32 悸动 [江西省峡江县网友]

你们厂在哪里?专的的吗!已经付费加入了知识星球。

2021年7月5日 10:14 [河北省迁西县网友]

请问,你们今天12*1的钢管什么价格?

2021年7月5日 9:00 [浙江省平湖市网友]

A106 可以生产不?已经付费加入了知识星球。

2021年7月5日 8:51 梦中你给的温柔 [湖北省江岸区网友]

请问你们的钢管一搬交货期要多少天?

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