圓錐滾子軸承是軸承類(lèi)型中常見(jiàn)的類(lèi)型之一,也常見(jiàn)于車(chē)輛使用當中,而圓錐滾子軸承使用過(guò)程中,失效是常見(jiàn)的故障問(wèn)題,針對這一問(wèn)題,本公司以舉例說(shuō)明軸承失效的具體原因所在。
下列例子中的圓錐滾子軸承是在使用過(guò)程中,出現早期失效,拆卸后發(fā)現軸承裝配高異常,滾動(dòng)體表面剝落嚴重,清洗后可見(jiàn)大量片狀碎屑。
1、圓錐滾子軸承失效后,各零件故障的特征:
1.1圓錐滾子軸承外圈
外圈滾道面為正常工作軌跡,有輕微剝落,外徑表面有相對滑動(dòng)的摩擦痕跡,如圖1所示。
圖1 外圈滾道圖片
1.2軸承內圈
內圈滾道面有明顯的磨損,碾壓痕跡明顯,并有黑色的片狀碎屑,大擋邊表面正常,沒(méi)有損傷;內徑表面有相對滑動(dòng)的摩擦痕跡,占整個(gè)內徑寬度的4/5,如圖2所示。
圖2 內圈滾道表面圖片和內圈內徑圖片
1.3滾動(dòng)體
滾動(dòng)體每一粒滾子外徑均有不同程度的剝落,滾子球基面正常,如圖3所示。
圖3 滾子表面剝落圖片
1.4保持架
保持架完好,有2/3的橫梁外徑表面有摩擦痕跡,對應的橫梁內表面邊緣有沿轉動(dòng)方向的擠壓變形,同時(shí)窗口小端有明顯的滾子壓痕,如圖4所示。
圖4 保持架橫梁摩擦和保持架小端窗口圖片
2、軸承故障分析
從故障軸承的表面狀態(tài)及相關(guān)參數的測量數據可以分析如下:
2.1軸承內圈滾道尺寸變化很大,同時(shí)軸承內圈的內徑尺寸變大;
2.2軸承內圈的滾道表面的整個(gè)運行軌跡有明顯的邊界,軌跡劃痕及剝落是由于潤滑油中混有硬質(zhì)異物,在滾子的高速碾壓下造成
的;
2.3內徑表面占整個(gè)內徑寬度4/5的內表面和軸之間有相互摩擦的轉動(dòng)痕跡,軸承內圈和軸應是過(guò)盈配合,正常工作時(shí)不應該有相互轉動(dòng)現象;而出現轉動(dòng)痕跡,說(shuō)明軸承內圈和軸之間發(fā)生相互運動(dòng),軸承工作異常;
2.4軸承保持架2/3的橫梁外徑表面有摩擦痕跡,對應的橫梁內表面邊緣有沿轉動(dòng)方向的擠壓變形,同時(shí)保持架窗口小端有明顯的滾子壓痕,可以認為軸承工作時(shí)滾子突然卡死,而保持架在慣性的作用下繼續轉動(dòng),造成橫梁內表面邊緣有沿轉動(dòng)方向的擠壓變形,橫梁外徑表面和外圈滾道有摩擦痕跡;
2.5滾子的外徑均有不同程度的剝落,顯而易見(jiàn)作用在軸承單粒滾子上的載荷非常大,所以滾子表面剝落很?chē)乐?,如圖5所示。
圖5 軸承負荷分布區域
3、結論
根據清洗后可見(jiàn)大量片狀碎屑,和通過(guò)對軸承殘件表面的損壞現象進(jìn)行客觀(guān)分析,可以初步認定軸承是在工作時(shí)由于異物進(jìn)入,滾子突然卡死,保持架在慣性的作用下繼續轉動(dòng),滾子擠壓保持架,保持架產(chǎn)生變形并同外圈工作面產(chǎn)生摩擦,所受載荷增大,造成軸承內圈和軸之間相互運動(dòng),導致軸承竄動(dòng),造成傳動(dòng)齒輪嚙合位置異常,使軸承所承受的載荷產(chǎn)生急劇變化,以致于軸承的內圈與滾子異常接觸磨損,高速運轉的滾子對內圈滾道進(jìn)行碾壓,造成軸承內圈滾道磨損嚴重,導致軸承的早期失效??傊?,要實(shí)現滾動(dòng)軸承具有更長(cháng)的壽命和精度保持期,除了軸承生產(chǎn)廠(chǎng)家努力提高產(chǎn)品質(zhì)量外,軸承用戶(hù)也必須嚴格按照軸承的使用要求進(jìn)行安裝維護軸承,否則,再好的軸承也會(huì )在惡劣的隨意的使用條件下?lián)p壞。
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