摘要:在冶金生产当中,轴承的使用非常广泛,因此,剖析轴承使用寿命,直接关系到机械设备的正常使用及其生产的正常进行。
关键词:失效 疲劳 润滑 表面粗糙度
1.引起轴承失效的原因
1.1磨损失效
磨损失效是指表面间的相对滑动摩擦导致轴承工作表面金属磨损产生失效。持续磨损能够引起轴承零件逐步损坏,并使得轴承配合精度大大降低。磨损可能影响到部件外形发生变化,尺寸配合间隙加大以及工作表面形状发生变化,继而影响润滑剂,当润滑剂受到污染达到一定程度时,最终造成润滑作用完全失效,因而使轴承失去运转精度,甚至不能正常运转。磨损失效是冶金生产中,轴承使用最常见的一种失效模式,按照磨损形式可分成:磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和粘着磨损。
磨粒磨损主要由外界硬粒介质侵入摩擦系统,在摩擦表面之间发生切削及磨削,使得金属表面发生塑性变形和疲劳损伤,造成磨损。据日本研究人员报道说,不论进入的污染粒尺寸如何,只要达到一定的集中量,就能使轴承的使用寿命减少到额定寿命的5%至20%,因为污染粒的侵入,促使轴承表面磨损,从而产生剥落。
疲劳磨损主要是在滚动摩擦面上(如滚动軸承的滚动体表面)出现针状或豆斑状的小凹坑(也称为点蚀),当轴承出现疲劳斑点之后,设备仍然能够运转,但是机械振动和噪声会突然加大,运行精度急剧下降,使用寿命也会相继降低。
腐蚀磨损是指在轴承工作运行中,工作表面与空气中的氧气产生系列反应,或者与腐蚀性介质发生反应,在这一系列反应中,工作表面疏松、容易脱落且耐磨强度降低。常见的腐蚀磨损有:氧化磨损、特殊介质磨损和气蚀磨损。
粘着磨损是因为轴承表面糙度的影响,在外力作用中,运动着的摩擦面接触点产生瞬间升温,摩擦面表面膜在高温高压下受到破坏,在此接触点上发生塑性变形和金属粘着,尤其是当润滑条件下降时,轴承发生至粘着抱死。
1.2接触疲劳失效
接触疲劳失效是指轴承工作表面受到交变应力的作用而发生的失效。接触疲劳剥落发生在轴承工作表面,通常伴随着疲劳裂纹,首先从接触表面以下最大交变切应力处产生,然后扩展到其它处表面,进而形成相异的剥落外观,例如:点状的点蚀或麻点剥落,剥落成小片状的称为浅层剥落。随着剥落面的逐步增大,不断向深层扩延,形成深层剥落。深层剥落是接触疲劳失效的疲劳源。
2.影响轴承使用寿命的条件
2.1工作条件的影响
例如:轧钢生产中,轧辊轴承主要承受很高的单
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