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失效分析

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  对于明显未达到使用寿命要求且重复发生故障的轴承,一定是设备本身出现了其他不良特性。对失效轴承进行分析的目的在于,找出导致轴承失效的根本原因并制定有效的改进方案,从而避免轴承发生过早失效,延长设备的使用寿命。我司工程师运用运行轨迹、密封条件、振动检测、温度梯度、油脂油液分析等方法,排查轴承故障的原因,为您提供一套完整的解决方案。

  在实际工况下,轴承的损伤或失效往往是几种机理同时作用的结果。失效可能是由于安装或维护不当造成的,或是由于轴承或其相邻部件的加工质量未达到设计要求引起的。在某些情况下,失效也可能是由于考虑经济效益、无法预见的运转条件而采取的折衷设计造成的。由于轴承失效是由设计、制造、 安装、操作、维护等多方面因素造成的,因此,确定失效的主要原因,常常是十分困难的。

  按照国家标准《GB-T 24611-2009 滚动轴承 损伤和失效术语、特征及原因》的相关内容,轴承失效模式可分为疲劳、磨损、腐蚀、电腐蚀、塑性变形和断裂(开裂)共计六大类。如下图所示:

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疲劳

  疲劳系指由滚动体和滚道接触处产生的重复应力引起的组织变化。疲劳明显地表现为颗粒从表面上剥落。疲劳包括次表面起源型疲劳和表面起源型疲劳。过早的疲劳损伤可能与轴承制造质量、载荷大小以及润滑条件相关。以下图片为疲劳损伤的主要特征:

  

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磨损

  磨损是指在使用过程中,两个滑动或滚动/滑动接触表面的微凸体相互作用造成材料的不断移失。 磨损主要包括磨粒磨损和粘着磨损。过度的磨损损伤主要与轴承制造质量、密封条件、润滑条件、载荷大小及配合尺寸相关。以下图片为磨损的主要特征:

  

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腐蚀

  腐蚀是金属表面上的一种化学反应,主要包括锈蚀和摩擦腐蚀(微动腐蚀和伪布氏压痕)两种类型。轴承的腐蚀主要与密封条件、存储条件、运输条件、配合尺寸、污染等相关。以下图片为腐蚀的主要特征:

  

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电腐蚀

  电腐蚀是由于电流的通过造成接触表面材料的移失,主要包括过电压和漏电流两种类型。电腐蚀的产生主要是部件、设备的绝缘不良引起。轴承由于过大的电流(过电压)可能在套圈和滚动体之间的接触区造成在非常短的时间的内局部受热,使接触区发生熔化并焊合在一起;较小的电流(漏电流)则可能在套圈和滚动体之间的接触区呈现浅环形坑状,一环形坑与另一环形坑位置接近,最终发展为凹槽底部颜色发暗的波纹状斑纹。以下图片为轴承电腐蚀的主要特征:

 

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塑性变形

  塑性变形主要指当应力超过材料的屈服强度时产生的形变。就轴承来说,在宏观上表现为滚动体和滚道之间的接触载荷造成在接触轨迹的大部分范围内发生变形;在微观上则表现为外界物体在滚动体和滚道之间被滚辗,并且仅在接触轨迹的小部分范围内发生变形。塑性变形包括过载、碎屑压痕和贮运压痕。以下图片为轴承塑性变形的主要特征:

  

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断裂(开裂)

  断裂是指当应力超过材料的抗拉强度极限时,裂纹将产生并扩展,零件的一部分完全分离的结果。断裂通常分为过载断裂、疲劳断裂和热裂3种类型。不同的断裂类型其外观表象不仅相同。

  

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