影响滚动轴承寿命的原因分析
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调心球轴承与常见故障分析及解决方法调心球轴承是一种常用的滚动轴承,具有自我对中能力,能够承受较大的径向负荷和一定的轴向负荷。
在工业生产中,调心球轴承常用于机械设备和工艺装备中的高速旋转部件。
然而,由于工况的复杂性和运行环境的不确定性,调心球轴承会出现一些常见的故障。
本文将重点讨论调心球轴承的常见故障及其解决方法。
首先,调心球轴承最常见的故障是疲劳寿命不足。
疲劳寿命不足会导致轴承寿命缩短,进而影响到整个机械系统的正常运行。
疲劳寿命不足的原因主要有以下几点:1. 轴承负荷过大:如果负荷超过了轴承额定负荷的范围,轴承内部的滚动体与滚道之间的接触压力将变得过大,从而导致轴承疲劳寿命不足。
2. 润滑不良:不良的润滑情况会导致轴承内部摩擦加剧,从而增加了疲劳的发生概率。
为解决轴承疲劳寿命不足的问题,可以采取以下措施:1. 选择适当的轴承:在设计和选择轴承时,应根据实际工况选择合适的轴承类型和规格。
特别是要根据负荷大小和工作条件来选择合适的轴承额定负荷。
2. 注意润滑问题:合适的润滑剂和合理的润滑方式对于轴承的寿命具有重要的影响。
在工作过程中,应定期检查润滑油的情况,及时更换和补充润滑油。
除了疲劳寿命不足外,调心球轴承还常见以下故障:1. 进一步讨论了填充和排空不当带来的故障。
轴承内部的填充和排空是确保轴承正常运行的关键。
填充过多或过少的润滑脂都会导致轴承故障。
解决方法:在填充润滑脂时,应根据轴承工作条件和使用环境的实际情况,选择适当的润滑脂,并根据轴承的规格要求进行正确填充。
2. 进一步探讨了结构和安装不当带来的故障。
轴承在安装过程中如果结构不当或安装不正确,会导致轴承故障。
解决方法:在安装轴承时,应严格按照轴承的安装规范进行操作。
必要时,采用专业设备和工具,确保轴承正确安装并能够正常运行。
3. 进一步探讨了过载和起动不正常带来的故障。
如果轴承承受过大的负荷或因起动不正常引起震动,都会导致轴承故障。
解决方法:在工作过程中,应合理分配负荷,并严格遵守启动和停止的操作规程,避免过载或起动不正常。
滚动轴承常见故障及其原因分析滚动轴承是机械设备中常用的一种基础部件,其主要作用是支撑和传递机械装置的力,承受载荷并降低摩擦损失。
然而,由于长期使用和不良维护,常见的故障会在滚动轴承中出现。
本文将详细介绍滚动轴承常见故障以及其可能的原因分析。
1. 滚珠脱落滚珠脱落是滚动轴承常见的故障之一。
通常,滚珠脱落的主要原因是疲劳和损坏。
当滚珠接近疲劳极限或者发生撞击时,会引起损坏并导致滚珠脱落。
此外,如果滚珠与内、外环之间的间隙不足,也会导致滚珠脱落。
2. 席瓦出现磨损席瓦的磨损是滚动轴承中经常出现的故障之一。
一般来说,席瓦的磨损主要是由于其他零部件的磨损或者原材料不良引起的。
如果滚珠或钢球与席瓦的装配不正确,可能会增加席瓦的磨损。
3. 轴承卡死轴承卡死是指滚动轴承无法自由旋转,通常是由于内、外环之间的卡合引起的。
轴承卡死的原因可能有多种,包括使用过度或不当,润滑不良,以及进入异物等。
4. 轴承锈蚀轴承的零部件可能会出现锈蚀,这通常是由于滚珠、内外环表面的锈蚀引起的。
可能是由于零件长期暴露在潮湿的环境中,润滑不好或者外界因素作用引起的。
5. 滚珠氧化当滚珠内的氧化物质增加或者表面氧化时,会导致滚珠失去润滑,引起摩擦和热。
滚珠氧化可能会导致分离或者破碎。
氧化通常是由于过度使用、温度过高、润滑不良或者滚珠表面质量不好等原因引起的。
6. 轴承寿命过短轴承寿命不足可能会导致轴承的失效。
轴承寿命短的原因有很多,包括过度负载、滚珠或滚道表面缺陷或者轴向荷载等。
7. 滚珠辊子表面过靠近如果滚珠、滚柱或钢球与内、外环之间的间隙不足,可能会导致滚珠和滚柱表面过于靠近。
这种情况会增加轴承的滚动摩擦,进而导致轴承过度磨损和损坏。
8. 轴承过度负载轴承的负荷过大可能会导致滚珠、钢球或滚柱过度变形或者应力过大。
过度负载的原因包括电机过载、不恰当的安装方式或者传动系统设计不良等。
9. 不当润滑轴承的润滑对于轴承的正常工作非常重要。
不正确的润滑可能会导致轴承失效。
滚动轴承故障诊断分析全解
滚动轴承是机械设备中的重要元件,也是故障率最高的构件。
其突发的故障可能会严重影响机械设备的正常运行,即使是轻微的故障,也会降低设备的使用寿命。
因此,对滚动轴承的故障进行及时诊断和维修,是确保轴承的正常运行的关键。
本文将对滚动轴承故障诊断进行全面阐述,以便于有助于轴承的可靠运行。
一般来讲,滚动轴承的故障可以归结为以下几类:
(1)疲劳损坏:由于长期的使用,滚动轴承中的滚动体和锥形齿轮等内部零件可能会因疲劳而损坏,最终导致轴承的故障;
(2)腐蚀破坏:由于设备运行时的温度、湿度及磨损较大,滚动轴承容易受到空气、油品及其他化学性腐蚀剂的作用,从而造成内部零件的磨损;
(3)水分侵入:滚动轴承组装后,如果存在漏油现象,则滚动轴承内部容易污染,从而导致滚动体及锥形齿轮等内部零件受损;
(4)润滑油工作性能不佳:润滑油在机械设备运行时,若由于品质或温度等原因,润滑油的性能不佳,轴承容易受到损坏;
(5)安装不良:滚动轴承安装后,若没有正确地调整轴的负荷和动转瞬间,将会对轴承组件产生振动和噪音,从而导致故障。
滚动轴承寿命预测与故障诊断滚动轴承是机械传动系统中常用的一种关键零部件,因其结构简单、可靠性高、运转稳定等特点被广泛应用于工业制造、交通运输、航天航空等领域。
然而,在长期的使用中,由于负载、转速、温度等因素的影响,滚动轴承很容易出现各种故障,严重影响机械设备的正常性能。
因此,预测滚动轴承的寿命并对其故障进行诊断具有极其重要的意义,不仅能够减少机器设备的维修成本,更能提高机器设备的运行效率和安全性。
一、滚动轴承寿命预测的基本理论滚动轴承寿命预测是指通过对滚动轴承在特定工况下的运行情况进行数学模型建立和系统分析,来预测滚动轴承在未来一段时间内的使用寿命。
其基本理论是寿命公式理论,即基于统计学原理,通过对有限数量的试验数据进行分析,来估计大量相似产品的寿命。
该理论最早由Weibull提出,现广泛应用于各种设备的寿命预测中。
滚动轴承的寿命是指在一定的负载、转速、温度等工况条件下,维持基本性能的使用寿命。
通常将运转时间作为寿命评定标准,其评定方法有两种,即L10寿命和L50寿命。
其中L10寿命是指在有10%以上的滚动轴承失败的情况下所需要的运转时间,L50寿命则是指在有50%以上的滚动轴承失败的情况下所需的运转时间。
滚动轴承寿命预测的方法一般有以下几种:1、基于模型的预测法该方法是在通过对相关参数的观测和测量得到大量样本数据的基础上,建立滚动轴承故障模型,对其进行数学分析和计算,从而提出一定的预测理论。
该方法的优点是可以快速准确地预测滚动轴承的寿命,缺点是在模型建立过程中,需要考虑多种因素的影响,模型的建立难度较高。
2、基于统计模型的预测法该方法是通过统计分析大量实测数据,确定影响滚动轴承寿命的关键因素,建立相应的统计模型,并通过多种分析方法,包括生存分析、半参数估计和回归分析等来预测滚动轴承的寿命。
该方法的优点是具有较强的实用性和普适性,但缺点是要求样本数据的质量和数量均较高,在实际操作中要具备较为广泛的背景知识和大量的经验。
不同的轴承故障类型对应的轴承振动的特征是不同的。
轴承的运动部件的使用寿命取决于运动部件接触面材料的疲劳和磨损。
轴承的早期故障产生的原因很多,最常见的因素包括:疲劳、磨损、塑性变形、腐蚀、局部硬化、润滑不良、装配缺陷和设计缺陷。
通常情况轴承的失效是由于多个因素共同作用的结果,或者起初一种因素,随着故障的加重逐渐导致出现多种故障。
在分析轴承失效的过程中,往往会碰到许多错综复杂的现象,各种实验结果可能是相互矛盾或者主次不清,这就需要经过反复实验、论证,以获得足够的证据或反证。
只有运用正确的分析方法、程序、步骤,才能找到引发失效的真正原因。
下面给大家讲解一下一般情况下轴承失效分析大体可分为以下三个步骤:失效实物和背景资料的收集、对失效实物的宏观检查和微观分析。
关于失效原因请点击查看㊙80%的轴承提早失效是因为没有正确的安装(附视频)1.失效实物和背景材料的收集尽可能地收集到失效事物的各个零件和残片。
充分了解失效轴承的工作条件、使用过程和制造质量等。
具体内容包括:(1)主机的载荷、转速、工作状况等轴承的设计工作条件。
(2)轴承及其相关部位其他零件的失效情况,轴承失效的类型。
(3)轴承的安装运转记录。
运转使用过程中有无不正常操作。
(4)轴承工作中所承受的实际载荷是否符合原设计。
(5)轴承工作的实际转速及不同转速出现的频率。
(6)失效时是否有温度的急剧增加或冒烟,是否有噪声及振动。
(7)工作环境中有无腐蚀性介质,轴承与轴颈间有无特殊的表面氧化色或其他沾污色。
(8)轴承的安装记录(包括安装前轴承尺寸公差的复验情况),轴承原始间隙、装配和对中情况,轴承座和机座刚性如何,安装是否有异常。
(9)轴承运转是否有热膨胀及动力传递变化。
(10)轴承的润滑情况,包括润滑剂的牌号、成分、颜色、粘度、杂质含量、过滤、更换及供给情况等,并收集其沉淀物。
(11)轴承的选材是否正确,用材质量是否符合有关标准或图样要求。
(12)轴承的制造工艺过程是否正常,表面是否有塑性变形,有没有表面磨削烧伤。
滚动轴承常见的失效形式及原因分析+浪逐风尖2008-11-05 10:55滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。
一,疲劳剥落疲劳有许多类型,对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。
滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下,其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。
点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象,但形状尺寸很小,点蚀扩展后将形成疲劳剥落。
疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积,使滚动表面呈凹凸不平的鳞状,有尖锐的沟角.通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路.产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面.轴承疲劳失效的机理很复杂,也出现了多种分析理论,如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。
这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象,只能对其中的部分现象作出解释。
目前对疲劳失效机理比较统一的观点有:1、次表面起源型次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时,滚动表面是以内部(次表面)为起源产生的疲劳剥落。
2、表面起源型表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时,滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。
3、工程模型工程模型认为在一般工作条件下,轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。
疲劳产生的原因错综复杂,影响因素也很多,有与轴承制造有关的因素,如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等;也有与轴承使用有关的因素,如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。
具体因素如下:A、制造因素1、产品结构设计的影响产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的,这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。
在设计时,由于各种原因,会造成产品设计与使用的不适用或脱节,甚至偏离了目标值,这种情况很容易造成产品的早期失效。
滚动轴承常见的失效形式及原因分析+浪逐风尖2008-11-05 10:55滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。
一,疲劳剥落疲劳有许多类型,对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。
滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下,其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。
点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象,但形状尺寸很小,点蚀扩展后将形成疲劳剥落。
疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积,使滚动表面呈凹凸不平的鳞状,有尖锐的沟角.通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路.产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面.轴承疲劳失效的机理很复杂,也出现了多种分析理论,如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。
这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象,只能对其中的部分现象作出解释。
目前对疲劳失效机理比较统一的观点有:1、次表面起源型次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时,滚动表面是以内部(次表面)为起源产生的疲劳剥落。
2、表面起源型表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时,滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。
3、工程模型工程模型认为在一般工作条件下,轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。
疲劳产生的原因错综复杂,影响因素也很多,有与轴承制造有关的因素,如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等;也有与轴承使用有关的因素,如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。
具体因素如下:A、制造因素1、产品结构设计的影响产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的,这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。
在设计时,由于各种原因,会造成产品设计与使用的不适用或脱节,甚至偏离了目标值,这种情况很容易造成产品的早期失效。
基于时域和频域分析的滚动轴承故障诊断一、本文概述随着工业技术的不断发展,滚动轴承作为旋转机械中的关键部件,其运行状态直接影响到设备的性能与安全性。
然而,由于工作环境的恶劣、长时间运行以及维护不当等因素,滚动轴承常常会出现各种故障,如疲劳剥落、磨损、裂纹等。
这些故障不仅会降低设备的运行效率,还可能引发严重的安全事故。
因此,对滚动轴承进行故障诊断技术的研究具有重要意义。
本文旨在探讨基于时域和频域分析的滚动轴承故障诊断方法。
文章将简要介绍滚动轴承的工作原理及其常见故障类型,为后续的分析和诊断奠定基础。
然后,重点阐述时域分析和频域分析的基本原理及其在滚动轴承故障诊断中的应用。
时域分析主要关注轴承振动信号的时序特征,通过提取信号中的幅值、相位、频率等信息,揭示轴承的运行状态。
而频域分析则通过对信号进行频谱转换,分析轴承在不同频率下的振动特性,进一步识别潜在的故障特征。
通过结合时域和频域分析,本文旨在提供一种全面、有效的滚动轴承故障诊断方法。
这种方法不仅能够准确识别轴承的故障类型,还能对故障程度进行定量评估,为设备的维护和管理提供有力支持。
本文还将对现有的故障诊断方法进行比较和评价,探讨各种方法的优缺点及适用范围,为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
二、滚动轴承故障类型及原因滚动轴承作为机械设备中的重要组成部分,其运行状态直接影响到整个设备的性能和稳定性。
因此,对滚动轴承的故障诊断至关重要。
滚动轴承的故障类型多种多样,主要包括疲劳剥落、磨损、腐蚀、裂纹和塑性变形等。
这些故障的产生往往与多种因素有关,如材料质量、制造工艺、运行环境、操作维护等。
疲劳剥落是滚动轴承最常见的故障类型之一,主要是由于轴承在循环应力作用下,材料表面发生疲劳破坏,形成剥落坑。
疲劳剥落的原因主要包括轴承材料的疲劳强度不足、循环应力过大、润滑不良等。
磨损是轴承在运行过程中,由于摩擦力的作用导致材料逐渐损失的现象。
磨损的原因主要包括润滑不良、异物侵入、材料耐磨性不足等。
滚动轴承常见的失效形式及原因分析滚动轴承是一种用于支撑和减少摩擦的常用机械元件。
它们广泛应用于各种机械设备和领域,如汽车、风力发电、机械制造等。
然而,由于工作环境的恶劣条件或长期运行等原因,滚动轴承可能会出现各种故障和失效。
以下是滚动轴承常见的失效形式及其原因分析。
1.疲劳失效:疲劳失效是滚动轴承最常见的失效形式之一、它通常在长时间高速运转或载荷较大的情况下发生。
轴承在不断重复的载荷下产生微小的裂纹,最终导致轴承出现断裂。
这种失效通常与以下原因有关:-动载荷过大:轴承在长时间内承受过大的动载荷,超出了其额定负荷能力。
-轴承安装不当:安装不当会使轴向载荷分布不均匀,导致局部载荷过大。
-润滑不良:缺乏或过多的润滑剂都会导致轴承摩擦增加,使得轴承易于疲劳失效。
2.磨损失效:磨损是轴承常见的失效形式之一、它通常发生在轴承和周围部件之间的摩擦表面上。
常见的磨损形式包括:-磨粒磨损:当粉尘、金属碎屑等进入轴承内部时,会使滚动体、保持架等部件发生磨损。
-粘着磨损:当润滑不良时,摩擦表面出现直接接触,轴承可能会发生粘着磨损。
-磨料磨损:当轴承受污染物质时,如沙尘、水等,会导致轴承表面产生磨料磨损。
3.返现失效:轴承返现是指滚动体和滚道之间的剥离、严重滚道表面损伤或磨擦减小所引起的失效。
返现失效的原因主要有:-轴承清洗不当:清洗过程中使用的溶剂或清洁剂残留在轴承内部,导致润滑性能下降,滚动体容易返现。
-轴承热胀冷缩:当轴承受到温度变化时,轴承和轴承座之间的配合间隙有可能发生变化,导致轴承返现。
-润滑不良:缺乏或过多的润滑剂会导致轴承受到不均匀的载荷分布,容易引起轴承返现。
4.偏磨失效:偏磨是指轴承滚动体在滚道上发生偏磨,导致滚道表面形变或表面破坏。
-不均匀载荷:长期承受不均匀载荷会导致滚动体在滚道上的位置发生偏移,从而引起偏磨失效。
-润滑不良:过多或过少的润滑剂会导致轴承滚动体和滚道之间的摩擦增加,从而引起偏磨。
影响滚动轴承寿命的原因分析
滚动轴承各种故障类型的百分率为润滑与装配占70%,轴承故障20%是由定位或外部因素引起的,10%由于轴承已达到疲劳极限或设计寿命。
滚动轴承故障通常认为主要是由以下一种或几种原因引起的:
1.润滑类型
轴承的润滑有润滑油润滑和润滑脂润滑,润滑脂呈固体或半流体状,流动性较差,适用于低速转动的轴承,托辊用轴承一般用润滑脂润滑,润滑油润滑适用于高速转动的轴承,但需要经常供油,密封要求较严,油润滑对轴承能起到冷却作用。
2.轴承内缺少润滑脂
所用润滑脂种类不符合要求,润滑脂中落入异物而污染,是引起轴承发热的主要原因,只要严格按照要求为轴承加润滑脂即可。
3.轴承内润滑脂过多
托辊在装配时,轴承的空隙、密封圈的空隙等均不能加满润滑脂。
日本几个输送机公司加润滑脂的量如下:
(1)部机械工业(株)的托辊
图1
(2)富士输送机(株)的托辊
图2
(3)普利斯通公司设计由旭精工(株)制造的托辊
图3
由以上可见托辊轴承处的充油量应为其空隙的40%左右为宜。
4.外界环境温度的影响
在夏季或设备本身位于热源附近,其温度超过轴承的工作温度,轴承则容易发热,此时可采取降温、加速散热等措施。
5.轴承游隙过小
由于制造或安装时过盈量过大等原因造成轴承径向游隙过小,从而引起轴承的滚动体与滑道的摩擦发热。
因此轴承要保证一定的间隙,一般此值为轴承内径尺寸的1/2000至1/1000之间(托辊用轴承为大游隙轴承),且在安装时选择适当的过盈量。
6.设备振动
设备振动引起轴承发热,应采取措施消除振动。
7.轴承内圈转动
轴承内圈与轴径配合不合理,对尺寸较小的轴径可采用先堆焊后车削的方法使之达到配合尺寸;对大型的旋转轴就要采取刷镀、喷涂等方法进行处理。
8.轴承外圈转动
(1)对于小型整体式轴承座,如电机端盖上的轴承座,可用羊冲在轴承座内圆面上冲出数个麻点,越多越好,再重新装配可有效的防止外圈转动。
(2)对于较大的上、下分离型的轴承座,可采用压间隙法,再垫以适当厚度的铜皮解决。
如图4所示,假如图中轴承外圈转动,将轴承上盖拆下,在上下 盖结合面a 、b 处,轴承顶圆c 处分别放上直径为φ5mm 左右的铅丝(可用细铅丝拧成几股),用正常扭矩将上盖用螺栓拧紧;再拆下上盖,取出a 、b 、c 三处被压扁的铅丝,用0~25mm 千分尺分别测出a 、b 、c 三点铅丝的厚度Ha 、Hb 、Hc ,那么在轴承顶圆与轴承上盖之间所垫铜皮厚度为:2/)(b a c H H H H +-=。
要注意铜皮宽度应略窄于轴承宽度,长度约为轴承外圆周长的l /4,如此可有效防止轴承外圈转动。
图4 轴承座压间隙法。