電機軸承也可稱(chēng)為電動(dòng)機軸承,是專(zhuān)用在電動(dòng)機上的軸承,電機軸承在使用過(guò)程中常會(huì )出現一些故障的發(fā)生,導致軸承損壞,也就是軸承失效無(wú)法正常運轉,為了讓大家對這些情況有更具體的了解,本公司來(lái)分享電機軸承失效情況實(shí)例,希望能夠幫助大家以后能讓電機軸承性能體現更好、使用壽命更長(cháng)久。
1、故障電機軸承
圖1為軸承整體形貌,此故障軸承外觀(guān)整體完整,未見(jiàn)零件缺失,仍能轉動(dòng)。但震感明顯;拆下來(lái)密封件后,可見(jiàn)內部油脂已成干粉狀粘附在保持架等外表面上,可見(jiàn)圖2所示。
圖1 軸承整體形貌
圖2 軸承內部形貌
剖切軸承外圈,將軸承分解,可見(jiàn)內圈滾道存在明顯的偏溝磨損,近半周滾道磨損嚴重,且偏向打字面,該部位的內外徑表面明顯高溫變藍,觀(guān)察非明顯磨損部位的接觸軌跡,仍可見(jiàn)明顯偏向打字面,見(jiàn)圖 3;內圈非打字端面有明顯變色微動(dòng)腐蝕接觸痕跡,局部已形成臺階,見(jiàn)圖 4。
圖3 內滾道偏磨形貌
圖4 非打字端面微動(dòng)腐蝕形貌
軸承外圈顏色正常,未見(jiàn)高溫現象,滾道粘附大量油脂垢,清洗后可見(jiàn)滾道形狀基本完整,未見(jiàn)剝落和明顯磨損,靠非打字面溝邊存在明顯卷邊現象,仔細觀(guān)察,滾道接觸軌跡偏向非打字面一側,見(jiàn)圖 5、圖 6。
圖5 外滾道粘附油脂垢
圖6 外滾道偏磨接觸軌跡
保持架上可見(jiàn)粘附大量油脂垢,靠一側偏多,外徑引導面有明顯磨損,露出材料基體,兩半保持架鉚合狀態(tài)保持完好,兜孔內靠?jì)啥嗣鎮扔忻黠@磨損特征,見(jiàn)圖 7 ~圖 9。軸承非打字端面側白色聚四氟乙烯密封圈內徑處有明顯磨損,見(jiàn)圖10。其它零件未見(jiàn)異常。
圖7 保持架表面油脂垢
圖8 保持架引導面磨損形貌
圖9 保持架兜孔兩側磨損形貌
圖10 密封圈內徑磨損形貌
2、使用壽命滿(mǎn)期的軸承
下面我們拿2套使用壽命期滿(mǎn)的軸承,同樣來(lái)剖切外圈進(jìn)行分解,內、外圈滾道、鋼球及保持架引導面和兜孔接觸痕跡均正常,編號為 2# 的軸承內圈非打字端面同樣存在與故障軸承相似的微動(dòng)腐蝕特征,見(jiàn)圖 11、圖 12。
圖11 內圈非打字斷面凸臺形貌
圖12 2#內圈非打字斷面微動(dòng)腐蝕形貌
經(jīng)過(guò)對2套軸承的尺寸精度、旋轉精度和游隙檢測后,得知,除2# 軸承內溝擺略有超差外,其它檢測結果均符合標準要求,2# 軸承內溝擺超差應與其基準端面(非打字面)存在明顯的微動(dòng)腐蝕有關(guān)。
對故障軸承再次進(jìn)行組織及硬度檢測后,結果發(fā)現,內套及鋼球心部組織均存在碳化物析出,外套淬回火組織為 3 級,內、外套滾道表面存在一層組織變化層,說(shuō)明軸承套圈滾道及鋼球表面均出現了高溫現象。
3、綜合分析
正常情況下,深溝球軸承工作軌跡應居于溝底,但故障軸承內、外圈滾道與鋼球接觸痕跡明顯偏向一側,且內圈滾道與外圈滾道均存在明顯對應的偏溝磨損特征,說(shuō)明軸承在工作過(guò)程中承受了較大的軸向力。較大的軸向力使軸承零件工作位置異常,零件接觸表面出現異常摩擦、磨損,產(chǎn)生大量的摩擦熱,使軸承內部溫度升高,潤滑脂性能變差,如基礎油加速揮發(fā),潤滑脂變干、變硬,潤滑性能下降,進(jìn)一步加劇軸承內部的摩擦、磨損,游隙變大,軸承逐漸運轉失穩,出現擺動(dòng),軸承加速失效。
故障軸承內圈一側端面均存在微動(dòng)腐蝕現象,該側端面應是與軸肩配合面,分析認為,軸承工作時(shí)軸向力的產(chǎn)生應與該現象的產(chǎn)生有關(guān)。從軸承內圈一側滾道存在偏磨特征與另一側端面存在微動(dòng)腐蝕現象來(lái)判斷,內圈承受軸向力的方向應是從內圈端面無(wú)接觸痕跡一側(外側)向有微動(dòng)腐蝕一側(軸肩側),見(jiàn)圖 13 軸承安裝部位簡(jiǎn)圖。軸承內圈端面與軸肩產(chǎn)生微動(dòng)腐蝕的原因多是軸承與軸肩未能充分靠緊,并受到反復軸向沖擊力作用的結果,其作用的結果可能使軸承內圈與軸頸發(fā)生軸向移動(dòng)(向外),此時(shí)若使軸承不產(chǎn)生附加軸向力,需要軸承外徑與軸承座孔的配合有足夠的間隙可軸向自由移動(dòng),如果軸承外徑與軸承座孔的配合偏緊,則軸承外圈在隨內圈(向外)移動(dòng)后就不能自由的回復,在軸承正常工作時(shí)使軸承內圈產(chǎn)生一個(gè)(向內)的附加軸向力。軸承非打字端面側白色聚四氟乙烯密封圈內徑處有明顯磨損,進(jìn)一步說(shuō)明軸承軸向力方向是從內圈打字端向非打字端。
圖13 軸承安裝部位簡(jiǎn)圖
經(jīng)分析結果表明,故障軸承失效形式為高溫磨損失效。軸承失效的原因是在工作過(guò)程中承受較大的附加軸向力。
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