
失效機(jī)理
機(jī)械損壞:軋機(jī)軸承零件具有良好的加工精度和表面粗糙度,安裝時(shí)的不良操作,滾動(dòng)接觸面出現(xiàn)擦傷劃痕時(shí),表面應(yīng)力狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變,從而會(huì)影響軸承壽命,特別當(dāng)這些劃痕和壓痕產(chǎn)生在滾動(dòng)表面時(shí)更為有害,當(dāng)劃痕和擦傷破壞產(chǎn)生的金屬顆粒發(fā)生移動(dòng)并嵌入滾道時(shí)對(duì)軸承會(huì)再次產(chǎn)生影響。
滾動(dòng)體過(guò)載時(shí)產(chǎn)生的永久壓痕稱之為布氏壓痕,這種壓痕會(huì)導(dǎo)致軸承失效,例如;軸承跌落或安裝不合適等。軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)出的不正常噪音都是出現(xiàn)布氏壓痕的初始信號(hào)。
當(dāng)軸承承受震動(dòng)而滾動(dòng)體不旋轉(zhuǎn)時(shí),滾道也會(huì)出現(xiàn)損傷,這種損傷稱之為偽布氏壓痕,它主要發(fā)生在軸承安裝前后。運(yùn)輸過(guò)程中受震動(dòng)和長(zhǎng)時(shí)間閑置設(shè)備上的軸承中可以觀察到偽布氏壓痕損傷。
軸承滾道在磨加工過(guò)程中,由于機(jī)床震動(dòng)、磨削砂輪修整不鋒利、工件與砂輪線速比配置的不合理而產(chǎn)生的滾道表面微震動(dòng)以及粗糙的波峰波谷處理不當(dāng),都是出現(xiàn)早期失效根源,這種現(xiàn)象在成品軸承檢測(cè)時(shí)就會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。
磨損損壞
磨損通常引起軋機(jī)軸承零件逐漸損壞,并最終導(dǎo)致軸承零件尺寸精度喪失以及其他相關(guān)的問(wèn)題,磨損引起失效并非意味著只是更換軸承。因?yàn)橛蜗逗团浜习l(fā)生變化,磨損引起的其他狀態(tài)可能變成主要失效機(jī)理,磨損可能產(chǎn)生引起裂紋的應(yīng)力集中源。
適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑條件下,軸承配對(duì)件表面微凸體可能發(fā)生塑性變形并有冷壓而變平坦,在這種狀態(tài)下,軸承可以達(dá)到預(yù)期的使用壽命。但是,當(dāng)潤(rùn)滑條件惡化時(shí),使軸承內(nèi)部滾動(dòng)表面形成金屬與金屬接觸從而導(dǎo)致磨擦力增大,造成軸承內(nèi)部局部變形和磨擦焊接,在這種交變作用力下可以將局部磨擦焊點(diǎn)從機(jī)體上撕裂而增大塑性變形,這樣就會(huì)形成表面點(diǎn)蝕,而另一個(gè)零件表面會(huì)有轉(zhuǎn)移材料。這種狀態(tài)是否惡化取決于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),輕微粘著損傷稱之為擦傷,嚴(yán)重的粘著則稱之為咬合。
軸承零件接觸表面之間夾雜堅(jiān)硬顆粒且相對(duì)接觸表面移動(dòng)時(shí),將引起磨粒磨損,鋒利的磨??梢援a(chǎn)生明顯犁溝,這也是早期失效根源。這種磨粒主要來(lái)自軸承內(nèi)部或來(lái)自機(jī)器系統(tǒng)內(nèi)部,如:潤(rùn)滑的純潔度、軸承安裝時(shí)的潔凈度、軸承出廠前清洗的清潔度。
裂紋破壞
軸承零件的裂紋是由過(guò)載或循環(huán)載荷應(yīng)力造成的,冶煉工藝和加工工藝也能引起制造裂紋,除了由夾雜物和氧化物造成的裂紋外,由冶煉和加工工藝造成的裂紋,不可能進(jìn)入后續(xù)的加工工序中。
軸承后續(xù)加工過(guò)程產(chǎn)生的裂紋通常與熱處理和磨削工藝有關(guān),如果某一制造過(guò)程中存在裂紋流入下工序,在后續(xù)加工中會(huì)促使裂紋迅速擴(kuò)展。但有一個(gè)例外,終磨階段產(chǎn)生的裂紋如果沒(méi)檢查出來(lái),就會(huì)帶到運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備上。排除上述情況,通常所遇到的裂紋問(wèn)題大都與按裝和運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程有關(guān),是由安裝劃痕、擦傷及循環(huán)載荷造成的。零件的殘余應(yīng)力安裝引起的靜應(yīng)力及外加載荷造成的應(yīng)力相互影響使得應(yīng)力狀態(tài),由于裂紋的擴(kuò)展方向垂直于作用應(yīng)力方向,因此,由于裂紋的擴(kuò)展方向可以獲得一定信息。
在軋機(jī)軸承下機(jī)維護(hù)時(shí),可以根據(jù)這些裂紋破壞信息來(lái)查找軸承的早期失效根源,從而使軋機(jī)軸承獲得更長(zhǎng)壽命。
軋機(jī)軸承的失效原因很多,不是解決或說(shuō)明一個(gè)或兩個(gè)原因就可以提高軋機(jī)軸承使用壽命,如果要提高軋機(jī)軸承的壽命,應(yīng)該綜合每一個(gè)因素環(huán)節(jié),必須從選材、加工工藝制造、運(yùn)輸過(guò)程、裝機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等等環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制。
軋機(jī)軸承的失效原因很多,歡迎廣大讀者提出不同觀點(diǎn),技術(shù)的提高在于廣泛交流,相互切磋,共同進(jìn)步。