轴承常见失效形式
滚动轴承失效的四种形式
滚动轴承失效的四种形式
滚动轴承的失效主要有以下四种形式：
1、疲劳点蚀：滚动轴承在载荷作用下，滚动体与内、外滚道之间将产生接触应力。
轴承转动时，接触应力是循环变化的，当工作若干时间以后，滚动体或滚道的局部表层金属脱落，使轴承产生振动和噪声而失效。
2、塑性变形：当轴承的转速很低或间歇摆动时，轴承不会发生疲劳点蚀，此时轴承失效是因受过大的载荷（称为静载荷）或冲击载荷，使滚动体或内、外圈滚道上出现大的塑性变形，形成不均匀的凹坑，从而加大轴承的摩擦力矩，振动和噪声增加，运动精度降低。
3、磨料磨损：在轴承组合设计时，轴承处均设有密封装置。
但在多尘条件下的轴承，外界的尘土、杂质仍会侵入到轴承内，使滚动体与滚道表面产生磨粒磨损。
如果润滑不良，滚动轴承内有滑动的摩擦表面，还会产生粘着磨损，轴承转速越高，粘着磨损越严重。
经磨损后，轴承游隙加大，轴承游隙加大，运动精度降低，振动和噪声增加。
4、安装问题：安装不当也可能导致滚动轴承失效。
阐述滚动轴承主要失效形式。
阐述滚动轴承主要失效形式。
滚动轴承是一种常见的机械元件，被广泛应用于各种机械设备中。
然而，由于长时间的使用或其他原因，滚动轴承会出现各种失效现象。
本文将阐述滚动轴承的主要失效形式。
1. 疲劳失效：滚动轴承长时间运转会受到周期性的载荷，这会导致轴承材料的疲劳破坏。
疲劳失效是滚动轴承最常见的一种失效形式。
在高速旋转或载荷较大的情况下，疲劳失效会更加严重。
2. 磨损失效：滚动轴承在工作时，滚动体与滚道、保持架之间会产生相对滑动，引起摩擦和磨损。
长时间的磨损会导致滚道和滚珠的形状变化，甚至出现凹坑和裂纹，从而影响轴承的正常运转。
3. 腐蚀失效：在潮湿、腐蚀性介质环境下，滚动轴承容易受到腐蚀，导致金属表面产生氧化、锈蚀等现象。
腐蚀会降低轴承的表面质量和硬度，进而影响其承载能力和使用寿命。
4. 偏磨失效：轴承在使用过程中，如果安装不当或者受到外力影响，可能会导致轴承的滚动体和滚道之间产生不均匀的接触压力，从而引起偏磨。
偏磨会导致滚动体表面形成凹坑，加剧磨损和摩擦，最终导致轴承失效。
5. 堵塞失效：滚动轴承在工作过程中，如果进入过多的灰尘、杂质等异物，会导致滚动体和滚道之间的接触变得不平滑，从而增加磨损和摩擦。
严重的堵塞会使轴承卡死，无法正常运转。
6. 热损失效：滚动轴承在高速旋转或载荷较大的情况下，会产生大量热量。
如果无法及时散热，轴承温度会升高，导致润滑油失效，进而影响轴承的润滑和运转。
过高的温度还会引起轴承材料的热膨胀，导致轴承失效。
7. 错位失效：滚动轴承在受到外力或安装不当等原因影响时，可能会出现滚动体和滚道之间的错位现象。
错位会导致滚动体和滚道之间的接触不均匀，增加了磨损和摩擦，最终导致轴承失效。
滚动轴承的主要失效形式包括疲劳失效、磨损失效、腐蚀失效、偏磨失效、堵塞失效、热损失效和错位失效。
了解这些失效形式，可以帮助我们更好地维护和保养滚动轴承，延长其使用寿命，提高机械设备的可靠性和性能。
同时，在设计和选择滚动轴承时，也应考虑其抗疲劳、抗磨损、抗腐蚀等性能，以满足实际工作条件的要求。
轴承失效的九个阶段
轴承失效的九个阶段
轴承失效通常可以分为以下九个阶段：
1. 起始阶段：在此阶段，轴承可能会出现金属疲劳、表面裂纹、凹坑等初期损伤。
2. 弹性阶段：在此阶段，轴承可能会出现弹性变形，但通常不会对轴承的性能产生明显影响。
3. 塑性阶段：在此阶段，轴承可能会出现塑性变形，轴承内部的金属开始发生塑性变形，可能会导致轴承形状的改变。
4. 疲劳阶段：在此阶段，轴承可能会出现疲劳裂纹，由于长期的应力作用，轴承表面可能会出现微小裂纹，这可能会导致轴承的强度和耐久性下降。
5. 磨损阶段：在此阶段，轴承可能会出现磨损，由于长期摩擦和磨损，轴承表面可能会出现磨损、磨粒等现象。
6. 过热阶段：在此阶段，轴承可能会因为摩擦产生过多的热量，导致轴承温度过高，进而热膨胀、塑性变形。
7. 润滑不良阶段：在此阶段，轴承可能会因为润滑不良而出现干磨、润滑膜破裂等现象，进而导致轴承的运转不稳定。
8. 失效阶段：在此阶段，轴承已经无法正常工作，可能会发生严重
的磨损、断裂、脱层等故障，导致轴承失效。
9. 结束阶段：在此阶段，轴承已经完全失效，无法继续使用，需要进行更换和修复。
轴承主要失效形式
轴承的主要失效形式1、剥离损伤状态：轴承在承受旋转载荷时，内圈、外圈的滚道或滚动体面由于滚动疲劳而呈现鱼鳞状的剥离现象。
原因：载荷不当；安装不良（非直线性）；力矩载荷；异物进入、进水；润滑不良、润滑剂不合适；轴承游隙不适当；轴承箱精度不好、轴承箱的刚性不均、轴的挠度大；生锈、侵蚀点、擦伤和压痕（表面变形现象）。
措施：检查载荷的大小；改善安装方法、改善密封装置、停机时防锈；使用适当粘度的润滑剂、改善润滑方法；检查轴和轴承箱的精度；检查游隙。
2、剥离损伤状态：呈现出带有轻微磨损的暗面，暗面上由表及里有多条深至5~10μm，的微小裂缝，并在大范围内发生微小脱落（微小剥离）。
原因：润滑剂不合适；异物进入了润滑剂内；润滑剂不良造成表面粗糙；配对滚动零件的表面质量不好。
措施：选择润滑剂；改善密封装置；改善配对滚动零件的表面粗糙度。
3、卡伤损伤状态：卡伤是指由于在滑动面的微小烧伤汇总而产生的表面损伤，表面为滑道面、滚道面圆周方向的线状伤痕。
滚子断面的摆线状伤痕靠近滚子端面的轴环面的卡伤。
原因：过大载荷、过大预压；润滑不良；异物咬入；内圈外圈的倾斜、轴的挠度；轴、轴承箱的精度。
4、擦伤损伤状态：所谓擦伤，是在滚道面和滚动面上，由随着滚动的打滑和油膜热裂产生的微小烧伤汇总而成的表面损伤。
原因：高速轻载荷；急加减速；润滑剂不适当；水的进入。
措施：改善预压；改善轴承游隙；使用油膜性好的润滑剂；改善润滑防震；改善密封装置。
5、断裂损伤状态：由于对滚道的挡边或滚子角的局部施加冲击或过大载荷，而使其一小部分断裂。
原因：安装时受到了打击；载荷过大；跌落等；使用不良。
措施：改善安装方法（采用热装、使用适当的工具夹）；改善载荷条件；轴承安装到位，使挡边受支承。
6、裂纹、裂缝损伤状态：滚道轮或滚动体有事会产生裂纹损伤。
如果继续使用，裂纹将发展为裂缝。
原因：过大过盈量；过大载荷、冲击载荷；剥落有所发展；由于滚道轮或安装构件的接触而产生的发热和微震磨损；蠕变造成的发热；锥轴的锥角不良；轴的圆柱度不良；轴台阶的圆角半径比轴承倒角大而造成与轴承倒角的干扰。
滚动轴承的失效形式及寿命计算
轴承寿命曲线
滚动轴承的失效形式及寿命计算
1.３ 基本额定动载荷及寿命计算
大量试验表明：对于相同型号的轴承，在不同载荷F1， F2 ， F3 ，…作用下，若轴承的 寿命分别为L1 ， L2 ， L3 ，… （106转），则它们之间有如下的关系：
滚动轴承的失效形式及寿命计算
1.４ 当量动载荷的计算
滚动轴承的基本额定动载荷是在一定条件下确定的。对向心轴承是指承受纯径向载荷； 对推力轴承是指承受中心轴向载荷。如果作用在轴承上的实际载荷与上述条件不一样，必须 将实际载荷换算为与上述条件相同的载荷后，才能与基本额定动载荷进行比较。换算后的载 荷是一种假定的载荷，称为当量动载荷。径向和轴向载荷分别用Fr和Fa表示。
对于向心轴承，径向当量动载荷P与实际载荷Fr和Fa的关系式为
径向轴承只承受径向载荷时，其当量动载荷为
推力轴承只能承受轴向载荷，其当量动载荷为
滚动轴承的失效形式及寿命计算
1.１ 主要失效形式
１. 滚动体ห้องสมุดไป่ตู้力
滚动轴承在通过轴心线的轴向载荷（中心轴向载荷）犉犪作用下，可认为各滚动体所承 受的载荷是相等的。当轴承受纯径向载荷Fr作用时（见图），由于各接触点上存在弹性变形， 使内圈沿Fr方向下移一距离δ，上半圈滚动体不承受载荷，而下半圈各滚动体承受不同的载 荷。处于Fr作用线最下位置的滚动体受载最大Fmax ，而远离作用线的各滚动体，其受载就逐 渐减小。对于α＝0°的向心轴承可以导出
滚动轴承的失效形式及寿命计算
２. 滚动轴承的失效形式
（１）疲劳破坏 （２）塑性变形
径向载荷的分布
滚动轴承的失效形式及寿命计算
1.２ 轴承寿命
轴承的套圈或滚动体的材料首次出现疲劳点蚀前， 一个套圈相对于另一个套圈的转数，称为轴承的寿命。 寿命还可以用在恒定转速下的运转小时数来表示。
滚动轴承常见的失效形式与原因分析
滚动轴承常见的失效形式及原因分析+浪逐风尖2008-11-05 10:55滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。
一，疲劳剥落疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。
滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。
点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。
疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角．通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路．产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面．轴承疲劳失效的机理很复杂，也出现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。
这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。
目前对疲劳失效机理比较统一的观点有：1、次表面起源型次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动表面是以内部（次表面）为起源产生的疲劳剥落。
2、表面起源型表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。
3、工程模型工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。
疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。
具体因素如下：A、制造因素1、产品结构设计的影响产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的，这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。
在设计时，由于各种原因，会造成产品设计与使用的不适用或脱节，甚至偏离了目标值，这种情况很容易造成产品的早期失效。
滚动轴承常见的失效形式及原因分析
滚动轴承常见的失效形式及原因分析滚动轴承是一种用于支撑和减少摩擦的常用机械元件。
它们广泛应用于各种机械设备和领域，如汽车、风力发电、机械制造等。
然而，由于工作环境的恶劣条件或长期运行等原因，滚动轴承可能会出现各种故障和失效。
以下是滚动轴承常见的失效形式及其原因分析。
1.疲劳失效：疲劳失效是滚动轴承最常见的失效形式之一、它通常在长时间高速运转或载荷较大的情况下发生。
轴承在不断重复的载荷下产生微小的裂纹，最终导致轴承出现断裂。
这种失效通常与以下原因有关：-动载荷过大：轴承在长时间内承受过大的动载荷，超出了其额定负荷能力。
-轴承安装不当：安装不当会使轴向载荷分布不均匀，导致局部载荷过大。
-润滑不良：缺乏或过多的润滑剂都会导致轴承摩擦增加，使得轴承易于疲劳失效。
2.磨损失效：磨损是轴承常见的失效形式之一、它通常发生在轴承和周围部件之间的摩擦表面上。
常见的磨损形式包括：-磨粒磨损：当粉尘、金属碎屑等进入轴承内部时，会使滚动体、保持架等部件发生磨损。
-粘着磨损：当润滑不良时，摩擦表面出现直接接触，轴承可能会发生粘着磨损。
-磨料磨损：当轴承受污染物质时，如沙尘、水等，会导致轴承表面产生磨料磨损。
3.返现失效：轴承返现是指滚动体和滚道之间的剥离、严重滚道表面损伤或磨擦减小所引起的失效。
返现失效的原因主要有：-轴承清洗不当：清洗过程中使用的溶剂或清洁剂残留在轴承内部，导致润滑性能下降，滚动体容易返现。
-轴承热胀冷缩：当轴承受到温度变化时，轴承和轴承座之间的配合间隙有可能发生变化，导致轴承返现。
-润滑不良：缺乏或过多的润滑剂会导致轴承受到不均匀的载荷分布，容易引起轴承返现。
4.偏磨失效：偏磨是指轴承滚动体在滚道上发生偏磨，导致滚道表面形变或表面破坏。
-不均匀载荷：长期承受不均匀载荷会导致滚动体在滚道上的位置发生偏移，从而引起偏磨失效。
-润滑不良：过多或过少的润滑剂会导致轴承滚动体和滚道之间的摩擦增加，从而引起偏磨。
轴承的主要失效形式和处理方法
轴承的主要失效形式和处理方法滚动轴承在使用过程中由于本身质量和外部条件的原因，其承载能力，旋转精度和减摩能性能等会发生变化，当轴承的性能指标低于使用要求而不能正常工作时，就称为轴承损坏或失效，轴承一旦发生损坏等意外情况时，将会出现其机器、设备停转，功能受到损伤等各种异常现象。
轴承坏了，要先分析出坏的原因，然后再找到解决办法。
因此需要在短期内查处发生的原因，并采取相应措施。
一、轴承的损坏的原因轴承是损耗型的零件,只要一用就肯定会损，只是要积累到一定的程度才表现出来，也就是要到一定的量才坏。
当然，滚动轴承损坏的情况比一般机械零件的损坏要复杂得多，滚动轴承损坏的特点是表现形式多，原因复杂，轴承的损坏除了轴承设计和制造的内在因素外，大部分是由于使用不当，例如：选型不适合、支承设计不合理，安装不当，润滑不良，密封不好等外部因素引起的。
1、发生金属锈蚀。
如果缺少润滑的话,很容易被空气氧化,生锈。
防止轴承的锈蚀，不要用水泡。
轴承是精钢做的，但也怕水。
用手拿取轴承时，要充分洗去手上的汗液，并涂以优质矿物油后再进行操作，在雨季和夏季尤其要注意防锈。
轴承自然锈蚀磨损的具体原因主要有以下几种：①氧化磨损。
其摩擦外表上的微小峰谷互相挤压，使脆性表层逐渐脱落而磨损。
轴承相对运动外表上的微小峰谷与空气中的氧化合成而生成与基体金属接合不牢的脆性氧化物，该氧化物在摩擦中极易脱落，发生的磨损称为氧化磨损。
②摩擦生热磨损。
当轴承在高速重负荷和润滑不良的情况下工作时，外表峰谷处由于摩擦而产生高温、接触点硬度及耐磨性下降，甚至发生粘连、撕裂现象。
这种磨损称为摩擦生热磨损。
③硬粒磨损。
如果轴承作相对运动时。
轴承运动外表组织不匀，存在硬颗粒，或轴承的运动外表间落入沙粒、摩屑、切屑等杂质，轴承在相对运动中，硬粒或杂质会使轴承外表擦伤甚至形成沟槽，这种磨损称为硬粒磨损。
汽车轴承④点蚀磨损。
齿轮、轴承等滚动接触外表，相对过程中周期性地受到很大的接触压力，长时间作用，金属外表发生疲劳现象，使得轴承外表上发生微小裂纹和剥蚀，这种磨损称为点蚀磨损。
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Photo 1-3
Part : Inner ring of deep groove ball bearing Symptom : Flaking of raceway at ball pitch Cause : Dents due to shock load during mounting
Photo 1-5
单向轴向负荷
(g)
Inner ring rotation内圈旋转 Radial and axial loads 轴向及径向复合负荷
(h)
Inner ring rotation内圈旋转 Axial load and misalignment
轴向负荷及不对中
Click on a picture to enlarge it
Moment load; Entry of
smooth surface of the
foreign debris, water •
raceway or rolling
penetration; Poor
elements due to
lubrication, improper •
rolling fatigue, thereby
(a)
(b)
(c)
(d)
Inner ring rotation内圈旋转 Radial load径向负荷
Outer ring rotation外圈旋转 Rner ring or outer ring rotation内圈或外圈旋转 Axial load in one direction
Flaking 剥落
Photo 1-1
Part : Inner ring of an angular contact ball bearing Symptom : Flaking around half of the circumference of the raceway surface Cause : Poor lubrication due to entry of cutting coolant into bearing
Photo 1-9
Part : Inner ring of a spherical roller bearing Symptom : Flaking of only one row of raceway Cause : Poor lubrication
Photo 1-2
Part : Inner ring of an angular contact ball bearing Symptom : Flaking diagonally along raceway Cause : Poor alignment between shaft and housing during mounting
Bearing
Trouble Shooting
轴承故障检修
Load/Contact Patterns
负荷/接触痕迹
Typical Running Traces of Deep Groove Ball Bearings
深沟球轴承的典型运行痕迹
(a) shows the most common running trace generated when the inner ring rotates under a radial load only.
lubricant; Unsuitable
creating regions
bearing clearance;
having rough and
Improper precision for
coarse texture.
shaft or housing,
•
unevenness in
housing rigidity, large
Part : Outer ring of Photo 1-4 Symptom : Flaking of raceway surface at ball pitch Cause : Dents due to shock load while stationary
Photo 1-7
Part : Inner ring of a spherical roller bearing Symptom : Flaking of only one raceway over its entire circumference Cause : Excessive axial load
（e）所示为轴承内圈旋转仅受径向负荷时最常见的正常运行痕迹。
(e) through (h) show different running traces that result in a shortened life due to their adverse effect on bearings.
（e）－（h）所示的轴承运行痕迹是由于轴承遭受不良影响所致，这类情况往往会导致轴承实际使用寿命的降低。
Damage Types & Causes
轴承损伤类型及其原因
In general, if rolling bearings are used correctly, they will survive to their predicted fatigue life. Bearings, however, often fail prematurely due to avoidable mistakes. The causes of, this premature failure include improper mounting, mishandling, poor lubrication, entry of foreign matter or abnormal heat generation. For example, one cause of premature failure is rib Scoring which is due to insufficient lubrication, use of improper lubricant, faulty lubrication system, entry of foreign matter, bearing mounting error, excessive deflection of the shaft or some combination of these. If all conditions are known for the times both before and after the failure, including the application, the operating conditions, and environment, then a countermeasure can be determined by studying the nature of the failure and its probable causes. A successful countermeasure will reduce similar failures or prevent them from happening again. Examples of bearing damage and countermeasures are presented in the following sections. Please consult these sections when trying to determine the cause of bearing damage.
Inner ring rotation 内圈旋转 Moment load瞬间冲击负荷 (Misalignment)（不对中）
Inner ring rotation内圈旋转
Housing bore is oval 椭圆形轴承箱孔
Inner ring rotation内圈旋转 No radial internal clearance 无径向游隙（负运行游隙）
Flaking 剥落
Damage Condition
Possible Causes
Flaking occurs when
Excessive load; Poor
small pieces of
mounting
•
bearing material are
(misalignment);
split off from the
Radial load 径向负荷
Inner ring rotation 内圈旋转
Axial load 轴向负荷
Inner ring rotation 内圈旋转
Radial and moment loads径向及
冲击负荷 (Misalignment)不对中
Damage Types & Causes
轴承损伤类型及其原因
(Negative operating clearance)
Typical Running Traces of Roller Bearings
滚子轴承的典型运行痕迹
(i) shows the outer ring running trace when a radial load is properly applied to a cylindrical roller bearing which has a load on a rotating inner ring. (j) shows the running trace in the case of shaft bending or relative inclination between the inner and outer rings. This misalignment leads to the generation of slightly shaded (dull) bands in the width direction. Traces are diagonal at the beginning and end of the loading zone. For double-row tapered roller bearings where a single load is applied to the rotating inner ring, (k) shows the running trace on the outer ring under radial load while (I) shows the running trace on the outer ring under axial load. When misalignment exists between the inner and the outer rings, then the application of a radial load causes running traces to appear on the outer ring as shown in (m).