常見的失效模式
疲勞失效
疲勞是滾動軸承Z常(cháng)見的一種失效(xiào)形式,常表現為內外(wài)滾道或者滾動體表麵有(yǒu)裂紋或材(cái)質剝落。早期疲(pí)勞表現為一係列不連續、不規(guī)則的凹坑,隨著疲勞程(chéng)度(dù)的加深,凹坑逐漸連成片,造(zào)成大(dà)麵積的(de)剝落。滾動軸承高速旋轉過程中,滾動體與內外滾道(dào)接觸麵積小而(ér)接觸應力大,在長期交變應力的作用下,接觸麵會(huì)產生裂紋,然後逐漸產生凹坑,直到材質的剝落。造成剝落的主(zhǔ)要原因是潤滑不良或者強迫安裝(zhuāng)。
磨損失效
磨損則是另外一(yī)種(zhǒng)失效形式,是軸承內圈(quān)與軸頸、外圈、滾動體、保持架由於機械原因或者潤滑雜(zá)質造成的一種表麵磨損。在惡劣的工作(zuò)環境下(xià),顆粒物混(hún)在潤滑油(yóu)當(dāng)中進入(rù)到軸承的工作麵,從(cóng)而就會在滾動體和滾(gǔn)道之間產生磨料磨損,導致滾動體和(hé)滾道上存在大小、深度不均的劃痕。磨料的存在是磨損失(shī)效存在的根本原(yuán)因。
塑性變形
塑性變形是軸承(chéng)轉速很低或間歇擺動時,在很大的靜載荷或衝擊載荷作用(yòng)下(xià),會使軸承滾道和滾動(dòng)體接觸處(chù)的局部應力超過材料的屈服極限,產生塑性變形(滾道表麵形成變形凹坑),而使軸承在運轉中(zhōng)產生劇(jù)烈振動和噪聲,若變形(xíng)量超過(guò)一定範(fàn)圍,將導(dǎo)致軸承不能(néng)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(gè)表麵間,為一個表麵上的金屬粘附到另一個表麵的現象。當滾(gǔn)子(zǐ)在保持架內(nèi)卡住,由於(yú)潤滑不(bú)良、速度過高和慣性力的影響,保持架的材料粘附到滾子端麵上形成螺旋型汙斑狀的膠合。
斷裂
軸承零件的破斷與裂紋主要是(shì)由於磨削或熱處理引起的,也有的是由於(yú)運行時載荷過大(dà)、轉速過(guò)高、潤滑不良或裝配不良,使軸承某個部位(wèi)發生應(yīng)力集中(zhōng),產生裂紋,Z後導致軸承(chéng)元件斷裂。
軸承(chéng)振動(dòng)機理
軸承結構引起的(de)振動
滾動軸承在工作過程中,各元(yuán)件上所受的載荷及產生的(de)應力是實時變(biàn)化的。當滾珠進入承(chéng)載區後,所受載荷即由零逐漸增加到Z大值然後再逐漸降低到零(líng)。就滾動(dòng)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(tóng)的位置承載的滾珠數目不同(tóng),這樣(yàng)就會導致承載剛度發生變化從而(ér)引起軸心的起伏波動。
軸承製造裝配原因引起的振(zhèn)動
在(zài)軸承的製造過(guò)程中,機床與工具係統產生振動從而導致加工麵產(chǎn)生波紋度。當軸承運轉時,滾動體便在內外圈之間滾動。軸承(chéng)的滾動表麵雖加工得非(fēi)常平滑,但從微觀來看,仍高低不平,特別是材(cái)料表麵產生疲勞斑剝時(shí),高低不平(píng)的情況更為(wéi)嚴重。滾動體在(zài)這些凹凸麵(miàn)上轉動,則產生交變的激振力。
在軸承製造過程中(zhōng),滾動體大小(xiǎo)不一從而導致軸心擺動以(yǐ)及支(zhī)承剛度的改變。產生了周(zhōu)期性的激變力,導致軸承振動。
故(gù)障(zhàng)缺陷引起(qǐ)的振動
滾動軸承在實際運轉過程中,由於(yú)發生破碎、斷裂、剝(bāo)落等故障或者有異物進入而產(chǎn)生振動,它反(fǎn)映了軸承的損傷情況(kuàng),振動信息包含(hán)了滾動軸承的運行狀態(tài)信息。這類振(zhèn)動所產(chǎn)生的振動信號可以用於對故障的監測分析。
滾動軸承在運轉過程中,由於軸的旋轉,滾動體便在內(nèi)、外圈之間滾動(dòng)。當滾動表(biǎo)麵發生損傷(shāng)時,滾動體在(zài)這些表麵轉動時,便(biàn)會產生一種交變的(de)激振力。由於(yú)滾動表麵的損傷(shāng)形狀是無規則的,所以激勵力(lì)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(dòng)表麵狀(zhuàng)況產生振動的(de)機理可(kě)以看出,軸承滾動表(biǎo)麵損傷(shāng)的形態和軸的旋轉速度,決定了激振力的頻譜(pǔ);軸承和外殼,決定了振(zhèn)動係統的傳遞特性。Z終的振動頻譜由上述二者共同決定。即軸承異(yì)常所引起的(de)振動頻率是由軸的旋轉速度、損傷部分的形態(tài)及軸承與外殼振動係統(tǒng)的傳遞特性所(suǒ)共(gòng)同決定的。