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轴承失效形式:疲劳剥落和磨损及失效的预测及预防

作者:天津金百联机电              发表时间:2011-07-11

(1)轴承的正常疲劳失效 轴承在其运转总小时数或总转数超过轴承计算寿命后,所发生的疲劳剥落为正常疲劳失效。产生正常失效的原因是滚动表面的金属由于运转时的应力循环数超过材料的疲劳极限,从次表层开始萌生疲劳裂纹,并向表面层开裂而落下金属碎片一一剥落。正常疲劳失效所表现的特征:疲劳裂纹的萌生在次表层,故看不见,用普通仪器也无法侦听到。剥落的屑片表面粗糙而不规则,原滚动表面留下疤痕状小坑,称为点蚀。点蚀一旦出现,即迅速扩展,短时间内即引起全面疲劳剥落,宜及早更换轴承,否则将引起轴承的事故性报废,可能对安装部位甚至对整机带来严重的后果。 超过计算寿命的疲劳剥落,实际上是不可避免的最终必然发生的现象,这时材料的潜力已被充分利用。如用户在工作寿命方面的要求仍不满足,可在轴承的润滑剂中加添合适的极压添加剂,改用性能更高或尺寸更大的轴承,或选用真空冶炼,多次真空重炼等钢材所制轴承。 (2)轴承的正常磨损失效 轴承在其运转总小时数或总转数超过轴承的计算寿命,或超过磨损寿命后的过度磨损,为正常磨损失效。产生原因是:滚动轴承的运动都伴有微小滑动,所受负荷也总有一定波动,因而润滑可延缓磨损但实际不能避免两界面的固体接触,即不能完全避免磨损。它所表现出的特征是:滚动表面沿运动方向发生较光滑的磨损条纹,新条纹有较显著的金属光泽。滚动轴承的正常磨损也有二个阶段,即短期的“跑合”磨损,很长时间的平缓磨损,以及短期的剧烈磨损,最终使轴承的精度丧失,或引起振动和噪声而不能继续使用。 超过额定寿命或磨损寿命的磨损失效,在现有技术水平条件下实际上也是不可避免的。如用户在工作寿命方面的要求仍不满足,可改进轴承的润滑方式,选用更有效的润滑剂,或按具体情况加添合适的油性添加剂或抗磨添加剂,提高轴承及其润滑剂的清洁程度,改进密封等。1.预测、预防轴承早期失效的途径 在重要的机械设备中轴承的使用寿命是一项重要指标,了解并掌握轴承的工作状态,预测、预防轴承早期失效十分必要。通常有以下主要途径。 (1)采用先进技术,提高轴承的寿命和可靠性。包括结构优化设计、加工工艺的改革、材料的精选和精练、高效率高洁度的润滑、精细的装配和安装等等。 (2)加强轴承产品的质量检测和监督,确保轴承产品质量达到有关标准或设计要求。 (3)加强对轴承工作状态的监测和诊断,及早发现异常,采用预防措施以防止突发性事故可能造成的重大损失。2.故障诊断检测系统 现代轴承故障诊断技术,是与精密的测试系统和监测手段联系在一起的。目前实际应用中比较成熟的检测系统有以下几种。 (1)轴承脉冲侧振装置 轴承疲劳磨损(或疲劳剥落)后,产生振动,接收器将机械脉冲信号转换为电信号并放大。当脉冲数超出正常范围达到突变时,立即报警,轴承停止使用。 (2)轴承温度报警装置 轴承润滑不良、表面磨损或疲劳都会使表面发热,当发热到一定的极限温度时,既行报警,轴承停止运行。 (3)定期检测运行中轴承的当时状态,发现或监控已有缺陷极其发展趋势。 (4)铁谱诊断法 定时抽取工作轴承的润滑脂的样本,用铁谱仪检测其中的磨粒数量、尺寸及其形状特征,可发现出疲劳与磨损的程度,发现轴承失效的征兆。
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