阐述滚动轴承主要失效形式。

对常见轴承失效分析的探讨摘要：轴承是社会生产最为关键的的零部件之一，同时也是最为损伤的零部件之一，所以，对于轴承的失效分析尤为重要，本文结合作者的工作经验主要阐述了轴承的失效分析，仅供参考。

关键词：轴承；失效分析一、轴承在生产中概述轴承是广泛应用于机械设备的零部件，是配套的精密零件，同时也是最易损坏的元件之一。

按轴承工作的摩擦性质来分，可分为滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）和滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）。

其中滚动轴承最常见，它一般由内、外两个套圈、一组滚动体和一个保持架组成。

本文结合工程案例主要分析了轴承的失效形式以及其改进的原因。

二、轴承损伤和失效的形式轴承在工作中丧失其规定的功能，导致故障或不能正常工作的现象称为失效。

轴承的失效可分为正常失效和早期失效两种。

按其损伤机理大致可分为：接触疲劳失效、磨损失效、断裂失效、塑性变形失效、腐蚀失效和游隙变化失效等几种基本形式。

1.接触疲劳失效接触疲劳失效是滚动轴承最常见的失效形式，是轴承表面受到交变应力的作用而产生的失效。

滚动轴承在高接触应力作用下，通过多次的应力循环后，在套圈或滚动体工作表面的局部区域产生小片或小块金属剥落，形成麻点或凹坑，从而引起振动，噪声增大，温度升高，磨损加剧，最终导致轴承不能正常工作的现象称为接触疲劳失效。

根据材质、工作条件、润滑条件等因素，接触疲劳失效可分为点蚀与剥落。

点蚀是由于表面出现麻点而失效，通常有非进展性和进展性之分，前者通常不影响轴承的使用，但如果使用一段时间后，由于某种原因，使点蚀不断扩展，进而形成进展性点蚀，表面会出现大面积的微剥落，最后使轴承失效。

剥落是在次表面产生疲劳裂纹，然后扩展至表面，使金属成片状脱落，可分为浅层剥落和硬化层剥落。

2.磨损失效工作过程中，轴承零件之间相对滑动摩擦导致工作表面金属不断损失的现象叫磨损。

持续的磨损会使轴承零件尺寸和形状变化，配合游隙增大，工作表面形貌恶化而丧失旋转精度，由此引起工作温度升高、振动、噪声、摩擦力矩增大等，导致轴承不能正常工作的现象叫磨损失效。

项目一学习任务一1.汽车机械通常由以下四大部分组成：原动机部分、执行部分、传动部分、控制部分。

（知道原动机部分、执行部分、传动部分、控制部分定义+ 例子）2.机器的特征：机器是个根据某种使用要求而设计的执行机械运动的装置，可用来变换或传递能量、物料和信息。

3.机器的组成部件：零件、构件、机构、机器（零件、构件、机构、机器定义+ 例子）4.零件具有不可拆分性。

5.构件一般由若干个零件刚性连接而成。

6.机器的主要功用是利用机械能作功或进行能量转换，而机构的主要功用在于传递或转变运动的形式，这是两者的本质区别。

机器和机构总称为机械。

7.制图的基本知识与技能（P8 知道A0、A1、A2、A3、A4 图纸大小，A4 纸大小297mm×210mm 放大比例2:1、5:1 等。

P11 页常见尺寸标注法，图纸上标注直径，尺寸数字前+φ；标注半径，尺寸数字前+R；标注球，尺寸数字前+Sφ；标注半球，尺寸数字前+SR）8.书后练习题项目一学习任务二1.力的概念：力是物体间的机械作用，作用的结果是使物体的运动状态发生变化或使物体产生变形，通常用F 来表示。

（知道外效应与内效应）2.作用力与反作用力：两个物体间的作用力和反作用力总是同时存在、同时消失的，且两个力的大小相等、方向相反，沿着同一直线分别作用在这两个物体上。

3.力矩：力F 使物体绕O 点转动的效应，称为力F 对O 点之矩，简称力矩，用Mo(F) 来表示，即Mo(F) = ± Fd 。

（d 为转动中心Ｏ至力Ｆ的作用线的垂直距离）正号表示力矩为逆时针方向，负号表示力矩为顺时针方向。

力矩的单位通常用N·m 或kN·m 来表示。

（会计算力矩）4.构件受力的基本形式：拉伸和压缩、扭转、弯曲、剪切（会判断构件受力变形属于那种形式，区分剪切与力偶。

剪切使物体变形，在力中间产生错位）5.力偶：作用于同一刚体上的大小相等、方向相反、但不共线的一对平行力称为力偶。

、就功能而言，一般机械系统由四个主要部分组成，即：控制部传动部分动力部分、执行部分以及分。

固定构件机构中的构件可分为三类，即：、机架原动件和从动件。

曲柄摇杆机构铰链四杆机构的三种基本形式是：双曲柄机构、。

双摇杆机构、螺纹连接防松的根本问题在于防止螺纹副的相对运动。

、内圈滚动轴承是由外圈和、保持架等部分组成。

滚动体范成法是利用原理来加工齿轮的。

一对齿轮互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线家用缝纫机的踏板机构属于曲柄摇杆机构踏板。

，主动件是轴、传动零件、减速器主要由箱体轴承。

四部分组成及轴承的轴向固定型式主要有两端固定式一端固定、一端游动式和两种。

按轴所受载荷的不同可将其分为转轴、心轴三种。

传动轴和轴按轴线形状来分类，轴可分为、直曲轴和挠性钢丝轴将轴按受载性质区分：主要受只承受弯矩而不传递转矩的轴为心轴，主要受只传递转矩而不承受弯矩的轴为传动轴，主要受既传递转矩又承受弯矩的轴为转轴。

按照工作条件，齿轮传动可分为闭式传动和两大类。

开式传动轮齿工作齿面的硬度可分为软齿面齿轮两大类。

和硬齿面齿轮基本代号滚动轴承代号由、后置代号前置代号构成。

和轴拆卸分离的机械装置称为在轴间联接中，停车后才能使两联轴器平面连杆机构由一些刚性构件用转动副副和副相互联接而组成移动副确定运动机构是由若干构件用运动副相联接并具有的组合体。

链传动是利用链条作为中间挠性件，靠链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和力的。

相对运动用来说明机构各构件间关系的简化图形，称为机构运动简图。

是用来确定螺纹几何参数和配合性质的直径大径用范成法加工标准齿轮时，为了不产生根切现象，规定最小齿数不少于17铰链四杆机构的联接副是转动副减少应力集中轴的结构上有轴肩处设过渡圆角的目的是扭在轴的初步计算中，轴的直径转强度来初步确定的。

形成齿轮渐开线的圆是基圆。

F0承受轴向拉伸工作载荷的紧螺栓连接，设预紧力为，工作载荷为，则螺栓承受的总拉力FF2=在一般机械传动中，若需要带传动时，应优先选用V型带传动一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度是小到大再到小逐渐变化由变化的。

轴承的主要失效形式1、剥离损伤状态：轴承在承受旋转载荷时，内圈、外圈的滚道或滚动体面由于滚动疲劳而呈现鱼鳞状的剥离现象。

原因：载荷不当；安装不良（非直线性）；力矩载荷；异物进入、进水；润滑不良、润滑剂不合适；轴承游隙不适当；轴承箱精度不好、轴承箱的刚性不均、轴的挠度大；生锈、侵蚀点、擦伤和压痕（表面变形现象）。

措施：检查载荷的大小；改善安装方法、改善密封装置、停机时防锈；使用适当粘度的润滑剂、改善润滑方法；检查轴和轴承箱的精度；检查游隙。

2、剥离损伤状态：呈现出带有轻微磨损的暗面，暗面上由表及里有多条深至5~10μm，的微小裂缝，并在大范围内发生微小脱落（微小剥离）。

原因：润滑剂不合适；异物进入了润滑剂内；润滑剂不良造成表面粗糙；配对滚动零件的表面质量不好。

措施：选择润滑剂；改善密封装置；改善配对滚动零件的表面粗糙度。

3、卡伤损伤状态：卡伤是指由于在滑动面的微小烧伤汇总而产生的表面损伤，表面为滑道面、滚道面圆周方向的线状伤痕。

滚子断面的摆线状伤痕靠近滚子端面的轴环面的卡伤。

原因：过大载荷、过大预压；润滑不良；异物咬入；内圈外圈的倾斜、轴的挠度；轴、轴承箱的精度。

4、擦伤损伤状态：所谓擦伤，是在滚道面和滚动面上，由随着滚动的打滑和油膜热裂产生的微小烧伤汇总而成的表面损伤。

原因：高速轻载荷；急加减速；润滑剂不适当；水的进入。

措施：改善预压；改善轴承游隙；使用油膜性好的润滑剂；改善润滑防震；改善密封装置。

5、断裂损伤状态：由于对滚道的挡边或滚子角的局部施加冲击或过大载荷，而使其一小部分断裂。

原因：安装时受到了打击；载荷过大；跌落等；使用不良。

措施：改善安装方法（采用热装、使用适当的工具夹）；改善载荷条件；轴承安装到位，使挡边受支承。

6、裂纹、裂缝损伤状态：滚道轮或滚动体有事会产生裂纹损伤。

如果继续使用，裂纹将发展为裂缝。

原因：过大过盈量；过大载荷、冲击载荷；剥落有所发展；由于滚道轮或安装构件的接触而产生的发热和微震磨损；蠕变造成的发热；锥轴的锥角不良；轴的圆柱度不良；轴台阶的圆角半径比轴承倒角大而造成与轴承倒角的干扰。

轴承的主要失效形式和处理方法滚动轴承在使用过程中由于本身质量和外部条件的原因，其承载能力，旋转精度和减摩能性能等会发生变化，当轴承的性能指标低于使用要求而不能正常工作时，就称为轴承损坏或失效，轴承一旦发生损坏等意外情况时，将会出现其机器、设备停转，功能受到损伤等各种异常现象。

轴承坏了，要先分析出坏的原因，然后再找到解决办法。

因此需要在短期内查处发生的原因，并采取相应措施。

一、轴承的损坏的原因轴承是损耗型的零件,只要一用就肯定会损，只是要积累到一定的程度才表现出来，也就是要到一定的量才坏。

当然，滚动轴承损坏的情况比一般机械零件的损坏要复杂得多，滚动轴承损坏的特点是表现形式多，原因复杂，轴承的损坏除了轴承设计和制造的内在因素外，大部分是由于使用不当，例如：选型不适合、支承设计不合理，安装不当，润滑不良，密封不好等外部因素引起的。

1、发生金属锈蚀。

如果缺少润滑的话,很容易被空气氧化,生锈。

防止轴承的锈蚀，不要用水泡。

轴承是精钢做的，但也怕水。

用手拿取轴承时，要充分洗去手上的汗液，并涂以优质矿物油后再进行操作，在雨季和夏季尤其要注意防锈。

轴承自然锈蚀磨损的具体原因主要有以下几种：①氧化磨损。

其摩擦外表上的微小峰谷互相挤压，使脆性表层逐渐脱落而磨损。

轴承相对运动外表上的微小峰谷与空气中的氧化合成而生成与基体金属接合不牢的脆性氧化物，该氧化物在摩擦中极易脱落，发生的磨损称为氧化磨损。

②摩擦生热磨损。

当轴承在高速重负荷和润滑不良的情况下工作时，外表峰谷处由于摩擦而产生高温、接触点硬度及耐磨性下降，甚至发生粘连、撕裂现象。

这种磨损称为摩擦生热磨损。

③硬粒磨损。

如果轴承作相对运动时。

轴承运动外表组织不匀，存在硬颗粒，或轴承的运动外表间落入沙粒、摩屑、切屑等杂质，轴承在相对运动中，硬粒或杂质会使轴承外表擦伤甚至形成沟槽，这种磨损称为硬粒磨损。

汽车轴承④点蚀磨损。

齿轮、轴承等滚动接触外表，相对过程中周期性地受到很大的接触压力，长时间作用，金属外表发生疲劳现象，使得轴承外表上发生微小裂纹和剥蚀，这种磨损称为点蚀磨损。

1.滚动轴承的受力分析滚动轴承在工作中，在通过轴心线的轴向载荷（中心轴向载荷）Fa作用下，可认为各滚动体平均分担载荷，即各滚动体受力相等。

当轴承在纯径向载荷Fr作用下（图6），内圈沿Fr方向移动一距离δ0，上半圈滚动体不承载，下半圈各滚动体由于个接触点上的弹性变形量不同承受不同的载荷，处于Fr作用线最下位置的滚动体承载最大，其值近似为5Fr/Z（点接触轴承）或4.6Fr/Z（线接触轴承），Z为轴承滚动体总数，远离作用线的各滚动体承载逐渐减小。

对于内外圈相对转动的滚动轴承，滚动体的位置是不断变化的，因此，每个滚动体所受的径向载荷是变载荷。

2.滚动轴承的载荷计算（1）滚动轴承的径向载荷计算一般轴承径向载荷Fr作用中心O的位置为轴承宽度中点。

角接触轴承径向载荷作用中心O的位置应为各滚动体的载荷矢量与轴中心线的交点，如图7所示。

角接触球轴承、圆锥滚子轴承载荷中心与轴承外侧端面的距离a可由直接从手册查得。

接触角α及直径D，越大，载荷作用中心距轴承宽度中点越远。

为了简化计算，常假设载荷中心就在轴承宽度中点，但这对于跨距较小的轴，误差较大，不宜随便简化。

图8角接触轴承受径向载荷产生附加轴向力1)滚动轴承的轴向载荷计算当作用于轴系上的轴向工作合力为FA，则轴系中受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=FA，不受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=0。

但角接触轴承的轴向载荷不能这样计算。

角接触轴承受径向载荷Fr时，会产生附加轴向力FS。

图8所示轴承下半圈第i个球受径向力Fri。

由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角α，通过接触点法线对轴承内圈和轴的法向反力Fi将产生径向分力Fri；和轴向分力FSi。

各球的轴向分力之和即为轴承的附加轴向力FS。

按一半滚动体受力进行分析，有FS ≈ 1.25 Frtan α(1)计算各种角接触轴承附加轴向力的公式可查表5。

表中Fr为轴承的径向载荷；e为判断系数，查表6；Y 为圆锥滚子轴承的轴向动载荷系数，查表7。

峭度系数诊断法诊断滚动轴承故障机械1202 3120301052 马也摘要：滚动轴承是机械设备中最常见的零部件，其性能与工况的好坏直接影响到与之相联的转轴以及安装在转轴上的齿轮乃至整个机器设备的性能。

据统计，在使用轴承的旋转机械中，大约有30％的故障都是由于轴承引起的。

因此，研究滚动轴承的失效机理，提出相应的预防和维护措施，对于降低设备的维修费用，延长设备维修周期，提高经济效益，保证设备的长期安全稳定运行，均有现实的意义。

滚动轴承的振动诊断方法有：振动信号简易诊断法,美国恩泰克公司开发的g/SE诊断法等。

还有其他诊断方法，如：光纤维监测技术、油污染分析法（光谱测定法、磁性磁屑探测法和铁谱分析法等）、声发射法、电阻法等，重点研究傅里叶变换。

关键词：滚动轴承；故障；振动；诊断Kurtosis coefficient of diagnosis method in the diagnosisof rolling bearing faultAbstract.Rolling bearing is the mechanical equipment is the most common parts, its p erformance and modes of the direct influence on the shaft and the associated with the ge ar axis installed in the whole machine equipment performance. According to statistics, in t he use of rotating machine, bearing about 30% of the fault is due to bearing cause. There fore, the study of rolling bearings failure mechanism and corresponding preventive and m aintenance measures, for reducing the equipment of the cost of maintenance of the equip ment, prolong maintenance cycle, to improve the economic benefit and guarantee the saf e and stable operation of the equipment's long-term, all have realistic significance. Vibrati on of rolling bearings diagnosis methods are: vibration signal simple diagnostics, America n grace tektronix company developed the g/SE diagnostics, etc. There are other diagnost ic methods, such as optical fiber monitoring technology, oil pollution process (spectrometr ic method, magnetic crumbs detection method and iron spectral analysis, etc.), acoustic emission method, resistance method, key research Fourier transformation.Key words：Bearing；vibration；fault；diagnosis0 引言：机械故障诊断过程本质上是一个故障模式识别的过程[1]，针对某一个具体的机械故障诊断问题，选择不同的模式识别方法，其分类精度和准确性可能会有较大的差异[2,3]。