实际使用中滚动轴承发生疲劳失效的原因

实际使用中滚动轴承发生疲劳失效的原因

郭海龙

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，黑龙江 哈尔滨 150066

摘要：滚动轴承属于常用件和易损件，它的精度直接影响轴的旋转精度，应做好滚动轴承的安装、维修、保养、润滑工作，以促进生产、提高效益。

关键词：滚动轴承；精度；安装

1 滚动轴承的安装

1.1柱孔轴承的安装

用压力机压入的方法。小型轴承广泛使用压力机压入的方法。将垫块垫入圈内，用压力机静静地压至内圈而紧密地接触到轴挡肩为止。将外圈垫上垫块安装内圈，是造成滚道上压痕、压伤的原因，要绝对禁止。操作时，最好事先在配合面上涂油，万不得已用榔头敲打安装的场合，要在内圈上垫上垫块作业，这种做法屡屡成为轴承操作的原因，所以，只限于用过盈量小的情况，不能用于过盈量大或大中型轴承。

1.2 .热装的方法。大型轴承压入时需要很大的压力，因此，在油中将轴承加热，使之膨胀，然后装到轴上，使用这种方法，可以避免给轴承增加不当的力，在短时间内完成作业。轴承的加热温度以轴承尺寸、所需的过盈量为参考。热装作业有关注意事项如下：不将轴承加热超过120℃；为使轴承不直接接触油槽底部，最好考虑将轴承放在金属网台上，或将轴承吊起来；将轴承加热到较所需温度高20℃～30℃，避免操作中内圈变冷，难以安装；安装后，轴承冷却下来，宽度方向也收缩，所以要用轴螺母或其他适宜的方法使之紧固，以防内圈与轴承挡肩之间产生缝隙。

1.2.1 锥孔轴承安装锥孔轴承是直接将内圈固定于锥形轴或用紧定套、拆卸套筒安装到圆柱轴上，大型调心轴承多用油压安装。

1.2.2 运转检查轴承安装结束后，为了检查安装是否正确，要进行运转检查，小型机械可以用旋转确认是否旋转顺利。检查项目有因异物、伤疤、压痕而造成的运转不畅；因安装不良、安装座加工不良而产生的旋转扭矩不均、由游隙过小；安装误差密封摩擦而引起的扭矩大等等。

2 滚动轴承常见的故障及排除

2.1 轴承温度过高在机构运转时，安装轴承的部位允许有一定的温度，当用手抚摸机构外壳时，应以不感觉烫手为正常，反之则表明轴承温度过高。温度过高的原因有：润滑油质量不符合要求或变质，润滑油粘度过高；机构装配过紧（间隙不足）；轴承装配过紧；轴承座圈在轴上或壳内转动；负荷过大；轴承保持架或滚动体碎裂等。

2.2 轴承噪音滚动轴承在工作中允许有轻微运转声响，如果响声过大或有不正常的噪音或撞击声，则表明轴承有故障。滚动轴承产生噪音的原因比较复杂，其一是轴承内、外圈配合表面表面磨损。这种磨损，破坏了轴承与壳体、轴承与轴的配合关系，导致轴线偏离了正确的位置，在轴高速运动时产生异常声响。

2.3 滚动轴承的损伤滚动轴承拆卸检查时，可根据轴承的损伤情况判断轴承的故障损坏原因。2.3.1 滚到表面金属剥落。轴承滚动体和内、外圈滚道面上受周期性动脉载荷的作用，从而产生周期变化的接触应力。当应力循环次数达到一定的数值后，在滚动体内、外圈滚道面上就产生疲劳剥落，如果轴承的负荷过大，会使这种疲劳加剧。

2.3.2轴承烧伤。烧伤的轴承其滚道、滚动体上有回火色。烧伤的原因有：润滑不良；过大载荷（预压过大）；转速过大；游隙过小；水、异物的侵入轴、轴承箱的精度不良，轴的挠度大。解决烧伤的措施有：正确选型；研究配合，轴承间隙和预压；改善密封装置；改善安装方法。

2.3.3 塑性变形。轴承的滚道与滚子接触面上出现不均匀的凹坑，说明轴承产生塑性变形。其原因是轴承在很大的静载荷或冲击载荷作用下，工作表面的局部应力超过材料的屈服极限，这种情况一般发生在低速旋转的轴承上。

2.3.4 轴承座圈裂纹。轴承座圈产生裂纹的原因可能是轴承配合过紧，轴承外国或内圈松动，轴承的包容件变形，安装轴承的表面加工不良等。

2.3.5 保持架碎裂。原因是润滑不足，滚动体破碎，座圈歪斜等。

2.3.6 保持架的金属粘在滚动体上。可能的原因是滚动体被卡在保持架内或润滑不足。

2.3.7 座圈滚道严重磨损。可能是座圈内落入异物，润滑油不足或润滑油牌号不合适。

3 滚动轴承的保养

为了尽可能长时间的以良好状态维持轴承本来的性能，须保养、检修，防事故于未然，确保轴承运转的可靠性。保养最好有相应机械运转条件的作业标准，定期进行。内容包括监视运转状态、补充或更换润滑剂、定期拆卸的检查。作为运转中的检修事项，有轴承的旋转音、振动、温度、润滑剂的状态等。

3.1 轴承的清洗

清洗的方法是：用防锈油封存的轴承，可用汽油或煤油清洗。用厚油和防锈油脂如工业凡士林防止轴承生锈，可先用10号机油或变压器油加热溶解清洗（油温不得超过100℃），把轴承浸入油。待防锈油脂溶化取出冷却后，再用汽油或煤油清洗。用气相剂、防锈水和其他水溶性防锈材料防锈的轴承，可用皂类及其他清洗剂，诸如664、平平加、6503、6501等清洗剂。用汽油或煤油清洗时，应一手捏住轴承内圈，另外一手慢慢转动外圈，直至轴承的滚动体、滚道、保持架上的油污完全洗掉之后，在清洗干净外圈的表面。清洗时还应注意，开始时宜慢慢转动，往复摇晃，不得过分用力旋转，否则，轴承的滚道和滚动体宜被附着的污物损伤。轴承清洗数量较大时，为了节省汽油、煤油和保证质量，可分粗、细清洗两步进行。

3.2 轴承的检修判断

为了判断拆卸下来的轴承是否可以使用，要在轴承清洗干净后检查。检查滚道面、滚动面、配合面的状态、保持架的磨损情况、轴承游隙的增加及有关尺寸精度下降的损伤、异常、非分离型小型轴承，则用一只手将内圈支持水平，旋转外圈确认是否流畅。

3.3 轴承的润滑

润滑对于轴承具有重要的意义，轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起到散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用。轴承常用的润滑方式有油润滑及脂润滑两类。由于润滑脂是一种粘稠的凝胶状材料，故润滑膜强度高，能承受较大的荷载，不易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长的一段时间。对于不便经常添加润滑剂的地方，或不允许润滑油流失而致污染产品的工业机械来说，这种润滑方式非常好。在高速高温的条件下，脂润滑不能满足要求时可采用油润滑。润滑油的主要特性是粘度，转速越高，应选用粘度越低的润滑油；载荷越大，应选用粘度越高的润滑油。根据工作温度及DN值，可选出润滑油应具有的粘度值，然后根据粘度从润滑油产品目录中选出相应的润滑油牌号，油润滑时，常用的润滑方法有油浴润滑、滴油润滑、飞溅润滑几种。

结语：由于滚动轴承在工作中呈现出效率高、润滑方便、摩擦阻力小以及具有良好的互换性等优点，而被广泛的应用于机械设备的零部件当中，并且在机械工作中滚动轴承起着非常重要的作用。

参考文献：

[1]轴承问题的根源在哪里[J].李玉琢.变频器世界.2013.