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滾動(dòng)軸承的質(zhì)量評(píng)價(jià)與失效分析

滾動(dòng)軸承的質(zhì)量評(píng)價(jià)與失效分析


成品軸承精度

(一)尺寸精度

內(nèi)徑

△ds:單一內(nèi)徑偏差

△dmp:單一平面平均內(nèi)徑偏差

Vdsp :單一平面內(nèi)徑變動(dòng)量

Vdmp :平均內(nèi)徑變動(dòng)量


外徑

△Ds :單一外徑偏差

△Dmp :單一平面平均外徑偏差

VDsp :單一平面外徑變動(dòng)量

VDmp :平均外徑變動(dòng)量


寬度:

△Bs :內(nèi)圈單一寬度偏差

△Cs :外圈單一寬度偏差

VBs :內(nèi)圈寬度變動(dòng)量   

VCs :外圈寬度變動(dòng)量

△Ts :(成套)軸承實(shí)際寬度偏差

 

2、旋轉(zhuǎn)精度

Kia :成套軸承內(nèi)圈徑向跳動(dòng)     

Kea :成套軸承外圈徑向跳動(dòng)

Sia :成套軸承內(nèi)圈軸向跳動(dòng)    

Sea :成套軸承外圈軸向跳動(dòng)

Sd:內(nèi)圈端面對(duì)內(nèi)孔的垂直度  

SD :外圈外表面對(duì)端面的垂直度

滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)精度指標(biāo)及含義


3、游隙

Gr:徑向游隙

Ga:軸向游隙


4、振動(dòng)

振動(dòng)加速度:Z    

振動(dòng)速度:V


5、殘磁


6、保持架竄動(dòng)量等



(二)零件精度


  • 圓度、波紋度

  • 輪廓、粗糙度

  • 滾動(dòng)體尺寸精度

  • 直線度、凸度

  • 角度

  • 倒角

  • 各種形位公差

(三)原材料質(zhì)量

  • 化學(xué)成分

  • 硬度

  • 低倍組織

  • 顯微組織、晶粒度

  • 非金屬夾雜物

  • 碳化物不均勻性

  • 脫碳層

  • 顯微孔隙

  • 其他

(四)熱處理質(zhì)量

  • 硬度

  • 顯微組織

  • 碳化物網(wǎng)狀

  • 脫碳層深度

  • 裂紋

  • 回火穩(wěn)定性

  • 殘余奧氏體晶粒度


(五)性能

  • 摩擦力矩

  • 剛度

  • 防塵性能

  • 密封性能

  • 漏脂性能

  • 溫升性能

  • 防水性能



(六)試驗(yàn)

  • 臺(tái)架壽命試驗(yàn):強(qiáng)化試驗(yàn)

  • 模擬試驗(yàn)

  • 高溫、低溫

  • 高速、低速、正反轉(zhuǎn)

  • 變載荷

  • 擺動(dòng)

  • 斷油

......


失效分析

失效模式類型

GB/T 24611——2020《滾動(dòng)軸承  損傷和失效  術(shù)語、特征及原因》將于2021年6月1日正式實(shí)施

疲勞失效過程

粒磨損是潤滑不充分或外界顆粒侵入的結(jié)果,表面變暗至一定程度,隨磨粒的粒度和性質(zhì)而異。由于旋轉(zhuǎn)表面和保持架上的材料被磨掉,這些磨粒數(shù)量逐漸增多,最終磨損進(jìn)入一個(gè)加速過程,從而導(dǎo)致軸承失效。

涂抹:由于滾動(dòng)體承載較輕并且在其反復(fù)進(jìn)入承載區(qū)時(shí),受到強(qiáng)烈的加速作用,因此,在滾動(dòng)體和滾道之間會(huì)發(fā)生涂抹(滑傷);當(dāng)載荷相對(duì)于轉(zhuǎn)速過小時(shí),滾動(dòng)體和滾道之間也會(huì)發(fā)生涂抹,這樣的涂抹也稱之為“輕載打滑”。打滑嚴(yán)重的情況下滾道表面會(huì)出現(xiàn)高溫變色痕跡。

由于潤滑不充分,擋邊引導(dǎo)面和滾子端面均會(huì)發(fā)生涂抹

   如果軸承內(nèi)部存在顆粒物,當(dāng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí),則容易在擋邊處形成“Λ”狀壓痕


銹蝕防銹油失效、潤滑劑失效、軸承進(jìn)水、包裝密封失效、人為失誤等導(dǎo)致產(chǎn)生銹蝕。

當(dāng)潤滑劑中的水分或劣化的潤滑劑與其相鄰的軸承零件表面發(fā)生反應(yīng)時(shí),可在滾動(dòng)體和軸承套圈之間的接觸區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種特定形式的銹蝕,在深度銹蝕階段,接觸區(qū)在對(duì)應(yīng)于球或滾子節(jié)距的位置將會(huì)變黑,最終產(chǎn)生腐蝕麻點(diǎn)。

偽壓痕(偽布氏壓痕)

對(duì)于靜止軸承,凹陷出現(xiàn)在滾動(dòng)體節(jié)距處,并常變成淡紅色或發(fā)亮。這樣的凹陷通常在承載區(qū)內(nèi)存在。

在旋轉(zhuǎn)過程中,由于發(fā)生振動(dòng)而造成的偽壓痕則表現(xiàn)為間距較小的波紋狀凹槽。旋轉(zhuǎn)過程中的旋轉(zhuǎn)件的壓痕基本都是360度方向都存在的。

電蝕

當(dāng)電流通過滾動(dòng)體和潤滑油膜從軸承的一個(gè)套圈傳遞到另一套圈時(shí),由于絕緣不適當(dāng)或絕緣不良,在接觸區(qū)內(nèi)會(huì)發(fā)生擊穿放電。在套圈和滾動(dòng)體之間的接觸區(qū),電流強(qiáng)度增大,造成在非常短的時(shí)間間隔內(nèi)局部受熱,使接觸區(qū)發(fā)生熔化并焊合在一起。

塑性變形

靜止軸承承受靜載荷或沖擊載荷過載時(shí),將導(dǎo)致滾動(dòng)體與滾道接觸處發(fā)生塑性變形,即在軸承滾道上、對(duì)應(yīng)于滾動(dòng)體節(jié)距的位置形成淺的凹陷或凹槽。

當(dāng)顆粒被滾輾時(shí),在滾道和滾動(dòng)體上將形成壓痕,壓痕形狀和尺寸取決于顆粒性質(zhì)。

 軟質(zhì)顆粒                 硬質(zhì)鋼顆粒                    硬質(zhì)砂礫

不同顆粒物造成的損傷

過載斷裂

由于應(yīng)力集中超過了材料的拉伸強(qiáng)度造成的,也可因局部應(yīng)力過大導(dǎo)致。

疲勞斷裂

在彎曲、拉伸、扭轉(zhuǎn)條件下,應(yīng)力不斷超過疲勞強(qiáng)度極限就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋,裂紋先在應(yīng)力較高處形成并逐步擴(kuò)展到零件截面的某一部分,最終造成過載斷裂。

熱裂是由滑動(dòng)產(chǎn)生的高摩擦熱造成的,裂紋通常出現(xiàn)在垂直于滑動(dòng)方向處。由于表面二次淬火以及高的殘余拉應(yīng)力形成這兩個(gè)因素的共同作用,因此,淬硬的鋼件對(duì)熱裂比較敏感。

潤滑不良是導(dǎo)致軸承失效的一個(gè)常見因素。潤滑不良通常是指軸承使用時(shí)的潤滑劑(潤滑油、潤滑脂)不能給軸承提供正常的潤滑,導(dǎo)致軸承使用時(shí)出現(xiàn)磨損加劇、高溫等異常情況。導(dǎo)致潤滑不良的因素也很多,比如:潤滑劑自身失效,外界異物、水等侵入潤滑劑等。

不對(duì)中或偏載。軸撓曲后,內(nèi)圈相對(duì)于外圈傾斜導(dǎo)致滾道邊緣承載,在滾道邊緣與油溝處形成剝落并向滾道中部擴(kuò)展。

正常狀態(tài)下,調(diào)心滾子軸承應(yīng)該是兩側(cè)承載一致,當(dāng)軸向載荷過大或者承載不在軸承中心位置時(shí),會(huì)導(dǎo)致一列軸承滾道承載異常,從而發(fā)生剝落。

保持架失效。保持架在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中起到引導(dǎo)滾動(dòng)體的作用。當(dāng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),潤滑不良或者頻繁加減速運(yùn)動(dòng)時(shí),滾動(dòng)體撞擊保持架,容易使得保持架表面出現(xiàn)裂紋 。

保持架兜孔的磨損甚至斷裂通常是因?yàn)樘兹χg相互傾斜,導(dǎo)致保持架區(qū)域應(yīng)力高所致。

(來源:軸承雜志社)



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