滾動軸承的損傷與預防
滾動軸承的損傷與預防
- 2025/12/6 10:53:09
滾動軸承在使用過程中會發生各種損傷。為了延長它的使用壽命，必須在清楚它的損傷形式及原因的基礎上，采取相應的預防措施。
一、損傷分類
1、疲勞剝落
疲勞剝落是軸承工作表面因滾動疲勞引起鱗片狀的剝落。
滾動軸承工作時，滾動體與內圈（或外圈）所受的負荷都不是恒定的，而是隨著軸承的運轉周而復始地變化著。這種負荷為交變負荷；又由于滾動體與內圈（或外圈）的接觸面積很小，使得接觸應力很大，在較高的轉速下，在巨大的交變接觸應力多次反復作用下，金屬便會發生疲勞。開始，在應力集中的部位產生可見微小裂紋，由于潤滑油的作用和金屬的腐蝕，使裂紋逐漸擴大，當擴大到一定程度時，表層金屬便會產生剝落，形成小印坑，類似麻點，我們在拆檢軸承時，會經常發現內或外圈及滾動體表面有麻點和一塊塊金屬剝落，這就是金屬疲勞剝落的現象。
滾動軸承的疲勞剝落如果在軸承長時間運轉后發生，應視為自然損壞，如果在軸承的使用中期或前期發生，應視為非自然剝落，這時，應查明剝落的原因。
2、非自然剝落
非自然剝落是由人為因素引起的發生在軸承使用中期或早期的剝落。
產生非自然剝落的主要原因為由于軸承類型選擇不當或由于安裝不當等所造成的。
（1）由于軸承類型選擇不當引起的剝落在有較大軸向負荷的情況下選用深溝球軸承，就可能發生早期剝落。剝落主要發生在滾道，它使滾動體的滾動軌跡向裝球口方向移動，甚至滾過裝球口，最后使滾道發生嚴重的剝落損傷。預防這種損傷的措施是按軸承的工作條件合理地選擇軸承。
（2）由于安裝不當引起的剝落
1）安裝時，軸和外殼的擋肩對配合表面不垂直，或者由于軸彎曲，使內外圈相互歪斜，都會造成滾動表面接觸應力過大，導致剝落。
2）外圈安裝在橢圓形或錐形座孔中。當滾動體通過不規則的滾道時，會增加接觸應力，導致滾道和滾動體早期剝落。
3）圓柱滾子軸承在安裝時，由于安裝歪斜以及敲擊時用力過大使內或外圈滾遭受傷。
4）當深溝球軸承在軸上過盈安裝時，如果所加壓力是經外圈和鋼球傳遞的，就不可避免地在滾道接觸鋼球的地方造成凹坑。這些凹坑就是剝落之源，發展迅猛，很快就會使軸承報廢。因此，在以過盈安裝內或外圈時，只能對被安裝的內或外圈端面施力。
5）此外，軸承安裝過緊、過松或調整不當，也會造成軸承的早期剝落。
3、磨損
滾動軸承工作時，滾動體與滾道之間主要運動是滾動，很少滑動。因此，在正常情況下，軸承零件的磨損并不嚴重。但當雜質侵入或潤滑不良時，磨損就會急劇加速。
（1）雜質侵入
混雜在潤滑油中的雜質微粒（砂子、臟物等）侵入軸承，就會在滾道和滾動體上發生磨料磨損。在這種情況下，看不到金屬的剝落，只是在工作表面上看到不均勻的劃傷。由于磨料磨損，內或外圈與滾動體之間的游隙顯著增大，滾道失去光澤，并出現不均勻的劃痕。
（2）潤滑油不足或變質
在潤滑油不足或潤滑油變質時，軸承潤滑得不到保證，在這種情況下，會導致嚴重的后果。由于軸承工作中產生的熱量不能通過潤滑油帶走，軸承就會因過熱而喪失原來的機械性能，硬度大大降低，因此磨耗極為迅速，破壞了軸承的正常工作。
（3）使用不當
應該指出，軸承的劇烈磨損主要是由于使用不當造成的。因此，在軸承使用中應保證軸承密封裝置安裝的可靠性，對軸承工作狀況及潤滑狀況進行系統監測，保證軸承在良好的潤滑狀態下工作。
4、破裂
滾動軸承破裂有兩種情況，一種是疲勞引起的破裂，另一種是安裝不當引起的破裂。
（1）疲勞所致
滾動軸承零件承受極大的交變載荷。由于軸承的材料缺陷或其他原因，致使軸承某個部位發生應力集中，當應力大于強度極限時，該處就會發生微小裂紋。交變載荷的持續作用和潤滑油的油楔作用，致使裂紋不斷擴大，當裂紋擴大到一定程度時就會發生破裂。
（2）人為造成
造成軸承破裂的更常見的原因是人為的原因。如拆裝時硬性敲擊以及硬質微粒雜質侵人軸承內部等，都可能引起內外圈及保持架等破裂。圓錐滾子軸承間隙調整過緊，通常在圓錐滾柱的大端發生破裂；間隙調整得過大，通常在圓錐滾柱的小端發生破裂。
5、腐蝕
在軸承零件表面形成暗黑色的斑點和潰爛便是腐蝕的現象。腐蝕的主要原因是：
（1）濕氣或水分浸入軸承內部。
（2）使用性質不佳的潤滑劑也能引起腐蝕。
（3）還有一種腐蝕叫接觸腐蝕，它主要發生在不旋轉的內外圈和滾動體的接觸表面上。
6、其他損傷
除上述各種損傷外，還有其他損傷。
（1）火花熔融
如電流通過軸承，在滾道和滾動體的接觸點上，電流通過很薄的油膜而引起火花，造成局部表面熔融，使滾道上出現坑疤。這些小坑由于磨損逐漸擴大，直至把整個軸承破壞。
（2）滑動、氧化、研磨
當軸承不旋轉受到附近沖床、空壓機等振動或運輸中防護措施不好，在滾動體與內或外圈之問產生相對反復微小的滑動，使一些小顆粒從表面脫落。這些小顆粒一經氧化就能成為研磨劑，加速接觸面的磨損。使軸承噪聲增大，影響設備正常工作。
（3）設計不合理
在設計結構上的不合理造成軸承損壞；如在軸承座上用定位螺釘緊固外圈或在軸承上磨槽引起局部應力集中，使滾道斷裂。
（4）保持架損壞
保持架由于磨損、破碎及折斷等使得軸承不能使用。
（5）殘磁吸附
由于殘磁造成金屬碎屑的吸附，而使軸承受損傷等。
二、預防
根據滾動軸承損傷產生的原因，認真分析，才能很好地加以預防。
1、滾動軸承應妥善保管，軸承切勿雨淋及潮濕，以免銹蝕，嚴禁磕碰傷等。
2、應根據負荷的大小、方向及性質等合理選擇軸承類型、配置及精度。
3、根據軸承在機器設備上的使用情況，合理地選用軸承與軸承座、軸承與軸的配合性質及公差等級。
4、避免電流通過軸承，以防產生電蝕。
5、對于重要的精密軸承在使用中應該有較好的環境，防止附近沖床等的強烈振動對軸承的振蝕。
6、對有殘磁的軸承應進行退磁，防止金屬碎屑的吸附。
7、避免軸承內外圈與其他接觸部件的相對滑動引起摩擦造成的發熱。
8、做好裝配前的準備工作。
（1）根據軸承類型、結構、尺寸和配合性質，選擇適當的裝配方法和工具。
（2）檢查軸承組合件裝配表面的加工質量，包括尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等。如有銹蝕、表面碰傷等缺陷要認真去除。
（3）不允許把軸承當量規去測量軸頸或軸承座孔的精度。更不得在軸承上倒角、磨槽等，這樣不僅容易使軸承變形，而且切屑也容易進入軸承中使軸承損壞。
（4）新軸承在裝配前必須仔細清洗，清洗后的軸承不能直接放在平臺上，要用潔凈的布墊在軸承下面，也不能裸手去拿，以防手汗使軸承生銹。
9、嚴格按照軸承裝配規則進行裝配
（1）裝配過程中，要使軸與軸承孔的中心線重合。如若傾斜，不僅安裝困難，而且會造成壓痕，軸頸彎曲，甚至會使軸承內圈斷裂。
（2）不允許用手錘直接敲打軸承外圈、內圈。
（3）加熱裝配大過盈量的大中型軸承時，應避免軸承直接與比油溫高得多的箱底接觸，以免軸承局部過熱而使滾動體和內外圈滾道退火而失去應有的硬度。
三、更換原則
在機修中確定滾動軸承是否需要更換，要根據具體情況作具體分析區別對待。
1、對于精密機床主軸部件上的滾動軸承，主要從軸承精度角度多加考慮，看軸承是否能滿足主軸部件旋轉精度的要求，如果軸承經修復仍達不到使用要求則需更換，對用過一段時間的軸承還要考慮它的壽命能否滿足一個大修周期的使用要求；還要認真整體鑒定軸承有無損傷。
2、其他部位所用的滾動軸承確定是否更換，則要進行整體鑒定。如不能達到正常的技術狀態，則需考慮更換。
（1）深溝球軸承的鑒定。深溝球軸承正常的技術狀態應該是：內外圈滾道沒有剝落和嚴重磨痕，且呈一條光亮的圓弧溝槽，所有鋼球都是正球形，表面沒有斑點、裂紋和剝落，保持架完好，軸承轉動靈活，感覺不出有間隙、無噪聲等，上述不管哪一項有問題，都不宜使用。
（2）圓錐滾子軸承的鑒定。圓錐滾子軸承外圈是可以分離的，圓錐滾子軸承的滾子應落在外圈的中間滾道上，滾子的長度中心應與外圈寬度的中心重合。磨損后兩中心移動不應相差太多；內外圈滾道表面沒有明顯的剝落、裂紋；保持架能將滾子牢固地收攏在內圈上，且無破裂；軸承能靈活轉動等，檢查中如發現一項不合格，軸承不宜繼續使用。
（3）圓柱滾子軸承的鑒定。圓柱滾子軸承內外圈滾道和滾子應沒有破碎、麻點和較深的磨損痕跡，保持架應不變形、不破碎、并能將滾子收攏在內圈上，否則，軸承不宜使用。
（4）止推球軸承的鑒定。可用的止推球軸承，兩個滾道墊圈應沒有剝落和嚴重的磨損，鋼球應沒有麻點和裂紋，保持架應不變形而且不與兩個滾道墊圈相碰，保持架應將鋼球牢固地收攏在一起，否則，不宜再使用。