推力球軸承磨損失效是常見(jiàn)的故障之一,例如:某型液壓泵在使用過(guò)程中,泵內的推力球軸承發(fā)生嚴重磨損失效故障,具體的推力球軸承磨損失效形式,下面本公司做出了一下詳細介紹。
推力球軸承
1、泵用推力球軸承磨損失效故障形貌
該推力球軸承由軸圈、座圈、保持架和11粒鋼球組成。其中軸圈滾道磨損嚴重,局部可見(jiàn)粗糙的凹坑,受磨損和擠壓作用滾道的邊緣部分凸起出現“爬坡”現象(見(jiàn)圖1、圖2);座圈整體損傷較輕,滾道表面呈金黃色較光滑,局部可見(jiàn)小的點(diǎn)坑和碾壓溝槽(見(jiàn)圖3)。11粒鋼球均出現高溫變色呈暗黑色,3粒鋼球破碎(紅箭頭所指部位),8 粒鋼球相對完整均出現不同程度的磨損或擠壓損傷,個(gè)別鋼球卡死于兜孔內無(wú)法轉動(dòng)保持架兜孔磨損,邊緣部分凸起(見(jiàn)圖4 )。
圖1 軸圈滾道整體磨損形貌
圖2 軸圈滾道放大形貌
圖3 座圈滾道放大形貌
圖4 鋼球和保持架外觀(guān)損傷情況
2、鋼球斷口特征
破碎斷裂的3粒鋼球斷口特征基本相同,斷口宏觀(guān)表面呈藍黑色,表面磨損嚴重;微觀(guān)以韌窩特征為主,局部可見(jiàn)沿晶+韌窩混合特征,呈過(guò)載斷裂特征(見(jiàn)圖5)。
宏觀(guān)形貌
微觀(guān)形貌
圖5 鋼球斷口宏觀(guān)和微觀(guān)圖
3、推力球軸承磨損失效結果分析
故障軸承軸圈、座圈及鋼球均未見(jiàn)疲勞剝落痕跡,說(shuō)明軸承故障初期主要表現應是磨損,查閱前期資料,發(fā)現該軸承以往故障形貌基本相似,軸承軸圈磨損嚴重,多數鋼球表面均有大面積磨損和變黑現象,卡滯在保持架兜孔內不能轉動(dòng)。
出現這一現象, 應是軸承在故障發(fā)生過(guò)程中,磨損產(chǎn)生的大量金屬屑擠夾在保持架兜孔內,阻礙了鋼球的轉動(dòng),直至卡死,最終軸承軸圈與鋼球保持架組件產(chǎn)生嚴重滑動(dòng)磨損。
該推力軸承在泵內裝配使用時(shí)座圈外徑無(wú)定位,主要靠6根彈簧壓緊外端面產(chǎn)生的預緊力實(shí)現定位,軸承在工作過(guò)程中要承受交變軸向偏心載荷,軸承座圈難免會(huì )出現定的徑向擺動(dòng),產(chǎn)生徑向偏移,隨著(zhù)座圈徑向移動(dòng)量的增加,接觸角會(huì )明顯減小,嚴重時(shí)可使鋼球出現“爬坡”狀態(tài),這種“爬坡” 狀態(tài)的產(chǎn)生最終可從軸圈或座圈溝道的異常接觸痕跡中得到判斷。
如果軸承安裝時(shí),軸圈出現定位不準,形成初始偏心,加之工作過(guò)程中在交變軸向偏心載荷作用下,軸承座圈再出現一定的徑向擺動(dòng),兩者疊加,就會(huì )使座圈徑向移動(dòng)量明顯增加,這必將導致軸承運轉不穩定,偏離正常工作軌跡,從而導致軸承零件工作表面早期磨損。
本次故障軸承軸圈溝道邊緣磨損嚴重,受磨損和擠壓作用,溝道的邊緣部分凸起出現典型的“爬坡”現象,且軸圈、座圈及鋼球均未見(jiàn)疲勞剝落痕跡,說(shuō)明軸承故障初期主要表現應是磨損,磨損的產(chǎn)生應與軸承工作過(guò)程中出現運轉不穩定,鋼球與滾道接觸位置偏離正常工作軌跡有關(guān)。
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