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调查轴承故障,找出线索,找出根本原因

调查轴承故障,找出线索,找出根本原因

舍弗勒表示,85%的轴承故障是可以预防的。学习如何发现线索,从源头上消除问题,最大限度地提高轴承寿命。

滚动轴承是大多数机器和车辆的核心。当轴承转动时
机器或车辆停止。然而,轴承往往是“受害者”,而不是根本原因。
因此,重要的是调查和执行轴承故障分析,以找到故障的根本原因,并防止故障再次发生。

不过,为了进行适当的调查,你必须知道要寻找什么线索。

这一调查开始于轴承表面和滚道的简单检查。在运行过程中,随着时间的推移,轴承外观将发生变化。这些变化称为模式,可以提供关于轴承整个生命周期内运行条件的大量信息

了解如何通过追踪表面模式来解决轴承故障的根本原因。»

裂缝+剥落

小裂缝和随后的微剥落往往是材料疲劳.材料疲劳可发生在表面或次表面。

图片由Schaeffler提供

Subsurface-initiated疲劳是由滚道表面下的循环应力引起的,最终导致材料的衰变。裂纹在表面下开始蔓延,当它们到达表面时,就会发生剥落。

表面疲劳,另一方面,润滑条件不足造成的结果。当发生污染、不正确的粘度或金属与金属之间的接触时,表面凸点(峰)会相互剪切,并在表面产生剪切应力。最初,可能会有一个闪亮的表面,因为表面粗糙度降低了,但随着过程的继续,表面变得暗淡和破碎越来越多。

表面异常暗淡或有光泽

虽然磨损是不可避免的,但有两种情况可能会导致早期发生可预防的磨损:磨粒磨损和粘着磨损。

磨料磨损是由于润滑剂中的磨料污染颗粒。磨料颗粒磨损滚道和滚动元件的表面,通常导致表面暗淡。然而,如果研磨颗粒非常细且坚硬,如水泥粉尘,可能会产生抛光效果,并出现镜面。

粘着磨损通常发生在轻负荷、润滑条件差和速度差异的接触面上。例如,滚动元件从卸载区进入加载区。在粘合剂磨损的早期阶段,表面是有光泽的,但很快就会变成一个暗沉的表面,(或多或少)有涂抹的材料。

红/棕色污渍或棕色/黑色蚀刻

滚动元件中的红色/棕色污渍或棕色/黑色蚀刻更可能是腐蚀的结果。轴承内的腐蚀有两种常见原因-暴露于潮湿或微动。

水分腐蚀在水、腐蚀性液体或水分存在的情况下发生,并可能导致深层生锈和早期轴承故障。与其他损伤过程相反,腐蚀可以快速发生并深入到材料中。在静止时经常发生腐蚀,在滚动元件距离处露出红色/棕色污渍。

图片由Schaeffler提供

接触腐蚀通常发生在两个负载表面之间,如轴承外径和外壳和/或轴承孔和轴之间。轴承不会因为微动而失效,但这是一个可观察到的问题,表明接头不足,轴弯曲和/或接触面缺陷。可见棕色/黑色蚀刻痕迹,可能导致材料生长和高应力,可能导致过早的表面下疲劳和环开裂。

图片由Schaeffler提供

跑道上的洼地

滚道凹陷是各种原因的产物——主要是由冲击或振动引起的真或假卤水,或由静态或冲击负载引起的过载。

真正的布氏硬度试验,或者滚道上的凹痕,都是由于静电过载或严重冲击而形成的。严重的布氏痕会增加轴承振动(噪声)并导致过早疲劳失效。

图片由Schaeffler提供

虚假的布氏硬度试验腐蚀和磨损的结合,在滚道上形成椭圆的磨损痕迹,通常被一圈棕色所包围。这表明外部振动过大。

过载可通过滚动元件距离处的凹陷来识别。通常,错误的安装程序是问题的根源,即将安装力施加在错误的环上,从而在滚动元件上产生冲击载荷。

陨石坑+笛子

图片由Schaeffler提供

陨石坑和凹槽,加上颜色的变化,是电流损伤的迹象。

造成的损害过高的电压当电流通过轴承时发生。结果,材料的接触面被加热到从回火到熔化的温度,这导致变色区域的出现,大小不同,材料已经回火,重新硬化或熔化。弹坑(大约从0.1毫米到0.5毫米不等)在材料熔化的地方形成。

造成的损害目前的泄漏通过轴承的杂散电流的结果,通常是由频率变化引起的。

图片由Schaeffler提供

主要的视觉损害是变色和凹槽,也被描述为搓板图案。这些凹槽在球轴承中具有接触椭圆的形状,在滚子轴承中具有接触线。由于电流通过的面积较大,因此电流强度较小,损伤温度低于过电压损伤。因此,主要的视觉损害是一种回火效果,即钢材的软化。然而,用高倍放大的方法观察损伤,可以发现也有陨石坑存在。

变色

如果滚道或滚动元件显示颜色变化,通常是蓝色,则轴承可能由于润滑剂不足或各种其他原因而过热。

过热会导致金色或蓝色环、球、笼变色。超过400°F的温度可以退火环和球材料。由此造成的硬度损失降低了承载能力,导致早期失效。在极端情况下,球和环会变形。常见的罪魁祸首是沉重的电热负荷,不充分的热路径,润滑剂或冷却不足或负荷和速度过高。

异常磨损路径

一个不正常的球磨损路径可能表明不对中。最大允许的偏差在不同的应用程序中变化很大,例如,随着速度的增加而减小。

在非旋转环的滚道上可以通过a检测到不对中滚珠磨损路径即不平行于滚道边缘.其他症状包括剥落、异常温升或笼型球袋严重磨损。常见的不对中原因有:轴弯曲,轴或壳体肩部有毛刺或污垢,轴螺纹与轴座不方,锁紧螺母的面与螺纹轴不方。

凹痕+变形

凹痕和变形的特征是凹痕位置滚道几何结构的损坏,通常与润滑破坏有关。

碎片压痕来自已进入轴承并由滚动元件滚入滚道的外来颗粒(污染物)的结果。凹痕的大小和形状取决于粒子的性质。

图片由Schaeffler提供

骨折

当超过材料的极限抗拉强度时,就会发生断裂。当轴承中发现断裂时,有各种各样的解释要考虑。

例如,由于受力而导致的断裂,可能是由于粗暴处理或错误处理轴承造成的。对环的任何冲击都可能导致细裂纹的形成,从而导致环在运行过程中脱落。总是要小心处理轴承,因为即使是最小的凹痕也会使它无法使用。迫使骨折也可能是由于锥形阀座或套筒上的驱动过多,增加了环的拉应力,并在操作过程中产生裂缝或断裂。

疲劳断裂,另一方面,当使用紧密配合时,可能会发生,导致高箍应力。开始的裂缝会扩展,最终破坏整个环或笼。

最后,热断裂当两个表面严重碰撞时就会发生。产生的摩擦热引起裂缝,裂缝通常与滑动方向成直角。

85%的轴承故障是可以预防的-根据舍弗勒

舍弗勒表示,约85%的轴承故障是可以预防的。为了解开故障之谜,需要进行深入调查,并从解码留在轴承表面的物理证据开始。这将最终揭示轴承作为受害者的作用,以及发现导致故障的更大的“罪魁祸首”。通过采取适当的措施,可以从源头上消除问题,并最大限度地减少轴承故障。

IBT很荣幸能与舍弗勒集团是全球领先的汽车和工业供应商,代表着最高的品质、卓越的技术和独特的创新能力。在各个方面,舍弗勒力求持续改进,通过实施措施确保缺陷预防和风险最小化,以实现“零缺陷”的目标。了解更多关于舍弗勒的信息。

你的轴承需要进一步调查吗?我们是来帮忙的

工业维修技术部使用最先进的诊断设备来分析机器动态和性能,识别导致旋转设备振动和过度磨损的错位和不平衡问题。

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