轴承破坏失效分析

2
轴承负荷轨迹
2014-12-16 ©SKF Slide 13 [Code] SKF [Organisation]
负荷轨迹模式
标准径向负荷 •外圈静止 •内圈旋转 •负荷恒定
红色区域:负荷区
2014-12-16 ©SKF Slide 14 [Code] SKF [Organisation]
轨迹模式 实例1
疲劳-表面疲劳
2014-12-16 ©SKF Slide 35 [Code] SKF [Organisation]
疲劳-表面疲劳
2014-12-16 ©SKF Slide 36 [Code] SKF [Organisation]
疲劳-表面疲劳
2014-12-16 ©SKF Slide 37 [Code] SKF [Organisation]
RCFA
–负荷
–轴承工作温度 –环境温度和湿度 –环境的污染水平
–工作制(24小时/天, 7天/周)
–使用的润滑剂及型号 –润滑规范 (方法, 周期, 量…) –服务寿命(计算, 实际, 平均失效时间)
–由于失效产生的损失 (生产损失, 零件, 工时…)
2014-12-16 ©SKF Slide 12 [Code] SKF [Organisation]
轴承在适当时候的停机
2014-12-16 ©SKF Slide 6 [Code] SKF [Organisation]
轴承失效分析的目的
当轴承失效时，我们希望了解失效产生的 根本原因。以排除这种影响，避免问题的 重复出现。
2014-12-16 ©SKF Slide 7 [Code] SKF [Organisation]
2014-12-16 ©SKF Slide 21 [Code] SKF [Organisation]
测试：下列滚子轴承的负荷轨迹？
2014-12-16 ©SKF Slide 22 [Code] SKF [Organisation]
3
轴承失效模式分类
2014-12-16 ©SKF Slide 23 [Code] SKF [Organisation]
2014-12-16 ©SKF Slide 3 [Code] SKF [Organisation]
1
概论
2014-12-16 ©SKF Slide 4 [Code] SKF [Organisation]
概论-轴承的生命周期
跑合, 稳定运行, 失效阶段.
2014-12-16 ©SKF Slide 5 [Code] SKF [Organisation]
630 mill. revs.
疲劳-表面下疲劳
2014-12-16 ©SKF Slide 27 [Code] SKF [Organisation]
疲劳-表面下的疲劳
2014-12-16 ©SKF Slide 28 [Code] SKF [Organisation]
疲劳-表面下的疲劳
2014-12-16 ©SKF Slide 29 [Code] SKF [Organisation]
外圈旋转或内圈旋转；轴向负荷
2014-12-16 ©SKF Slide 17 [Code] SKF [Organisation]
轨迹模式 实例4
外圈静止；内圈旋转；径向于轴向复合负荷作用
2014-12-16 ©SKF Slide 18 [Code] SKF [Organisation]
轨迹模式 实例5
2014-12-16 ©SKF Slide 57 [Code] SKF [Organisation]
腐蚀-锈蚀
2014-12-16 ©SKF Slide 58 [Code] SKF [Organisation]
腐蚀-锈蚀
2014-12-16 ©SKF Slide 59 [Code] SKF [Organisation]
失效模式分类-ISO
1.1. 表面下的疲劳
1. 疲劳
1.2. 表面疲劳 2.1. 磨粒磨损
2. 磨损
2.2. 粘着磨损 3.1. 锈蚀
3. 腐蚀
3.2. 摩擦腐蚀 4.1. 过电压
3.2.1. 微动腐蚀 3.2.2. 伪布氏压痕
4. 电腐蚀
4.2. 漏电流 5.1. 过载
5. 塑性变形
5.2. 碎屑压痕 5.3. 误操作压痕 6.1. 过载断裂
磨损- 粘着磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 53 [Code] SKF [Organisation]
失效模式分类-腐蚀
1. 疲劳 2. 磨损
3.1. 锈蚀
3. 腐蚀
3.2. 摩擦腐蚀
4. 电腐蚀
5. 塑性变形 6. 断裂和开裂
2014-12-16 ©SKF Slide 54 [Code] SKF [Organisation]
外圈静止；内圈旋转；负荷方向恒定
2014-12-16 ©SKF Slide 15 [Code] SKF [Organisation]
轨迹模式 实例2
外圈旋转；内圈静止；负荷方向恒定
2014-12-16 ©SKF Slide 16 [Code] SKF [Organisation]
轨迹模式 实例3
外圈静止；内圈旋转；壳体倾斜；
2014-12-16 ©SKF Slide 19 [Code] SKF [Organisation]
轨迹模式 实例6
外圈静止；内圈旋转；壳体椭圆；
2014-12-16 ©SKF Slide 20 [Code] SKF [Organisation]
轨迹模式 实例7
外圈静止，内圈旋转；过大预负荷
腐蚀-锈蚀
2014-12-16 ©SKF Slide 60 [Code] SKF [Organisation]
腐蚀-锈蚀
2014-12-16 ©SKF Slide 61 [Code] SKF [Organisation]
腐蚀-锈蚀
2014-12-16 ©SKF Slide 62 [Code] SKF [Organisation]
疲劳-表面疲劳
1. 疲劳
1.1. 表面下疲劳 1.2. 表面疲劳
2. 磨损
3. 腐蚀
4. 电腐蚀
表面损伤 润滑不良 滑动 抛光 微裂纹 微剥落
5. 塑性变形
6. 断裂
2014-12-16 ©SKF Slide 30 [Code] SKF [Organisation]
疲劳-表面疲劳



2014-12-16 ©SKF Slide 31 [Code] SKF [Organisation]
引起
14
%
2014-12-16 ©SKF Slide 10 [Code] SKF [Organisation]
轴承失效模式-疲劳
引起
34
的轴承提前失效
%
2014-12-16 ©SKF Slide 11 [Code] SKF [Organisation]
失效分析需要收集的信息
需要收集的信息包括:
–完整的轴承型号 –机器的型号 –使用的安装方法 –旋转速度
6. 断裂和开裂
Hale Waihona Puke Baidu
6.2. 疲劳断裂 6.3. 热涨裂
2014-12-16 ©SKF Slide 24 [Code] SKF [Organisation]
疲劳-表面下疲劳
1. 疲劳
1.1. 表面下疲劳 1.2. 表面疲劳
2. 磨损
3. 腐蚀
重复的应力变化 材料结构的变化 表面下的微裂纹 裂纹传播 成片, 散裂和剥离
腐蚀-锈蚀
2014-12-16 ©SKF Slide 63 [Code] SKF [Organisation]
失效模式分类-腐蚀-摩擦腐蚀
1. 疲劳 2. 磨损
3. 腐蚀
4. 电腐蚀
4. 电流腐蚀
5. 塑性变形
6. 断裂和开裂
2014-12-16 ©SKF Slide 25 [Code] SKF [Organisation]
疲劳-表面下的疲劳
10 mill. revs.
2014-12-16 ©SKF Slide 26 [Code] SKF [Organisation]
63 mill. revs.
磨损- 磨粒磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 41 [Code] SKF [Organisation]
磨损- 磨粒磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 42 [Code] SKF [Organisation]
磨损- 磨粒磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 43 [Code] SKF [Organisation]
材料的剥离 真正磨损的发生，多数是由于不充分的润滑或是 由于杂质的进入，导致表面精度破坏。
在低速重载过薄油膜时，产生镜面状效应
2014-12-16 ©SKF Slide 39 [Code] SKF [Organisation]
磨损- 磨粒磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 40 [Code] SKF [Organisation]
磨损－粘着磨损
1. 疲劳 2.1. 磨料磨损 2. 磨损 3. 腐蚀
2.2. 粘着磨损
4. 电腐蚀
5. 塑性变形 6. 断裂和开裂
2014-12-16 ©SKF Slide 47 [Code] SKF [Organisation]
加速度 拖尾 / 打滑 / 拉毛 材料转移/摩擦发热 温度 / 再硬化引起的应力集中并出 现裂纹或脱落现象 轻负荷
疲劳-表面疲劳的发展
2014-12-16 ©SKF Slide 32 [Code] SKF [Organisation]
疲劳-表面疲劳
2014-12-16 ©SKF Slide 33 [Code] SKF [Organisation]
疲劳-表面疲劳
2014-12-16 ©SKF Slide 34 [Code] SKF [Organisation]
2014-12-16 ©SKF Slide 1 [Code] SKF [Organisation]
滚动轴承失效分析
斯凯孚（中国）有限公司 工程技术中心
2014-12-16 ©SKF Slide 2 [Code] SKF [Organisation]
轴承失效分析
• 概论 • 滚动轴承负荷痕迹 • 失效模式分类
磨损-粘着磨损(拖尾效应)
材料从一个表面转移到另一个表面
拖尾效应发生在滚动体以高加速度重新进入负荷区时。 当负荷过低时拖尾效应也能发生在滚动体和滚道表面。
2014-12-16 ©SKF Slide 48 [Code] SKF [Organisation]
磨损- 粘着磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 49 [Code] SKF [Organisation]
磨损- 粘着磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 50 [Code] SKF [Organisation]
磨损- 粘着磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 51 [Code] SKF [Organisation]
磨损- 粘着磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 52 [Code] SKF [Organisation]
轴承失效模式-磨损
1. 疲劳 2.1. 磨粒磨损 2. 磨损 3. 腐蚀 4. 电腐蚀 2.2. 粘着磨损
材料的逐渐消损 润滑不良 杂质侵入 表面不良 加速磨损
5. 塑性变形 6. 断裂和开裂
2014-12-16 ©SKF Slide 38 [Code] SKF [Organisation]
磨损-磨粒磨损
氧化 / 生锈 化学反应 点状腐蚀 / 片状腐蚀 浸蚀 (油水混合物)
腐蚀-锈蚀
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腐蚀-锈蚀
2014-12-16 ©SKF Slide 56 [Code] SKF [Organisation]
腐蚀-锈蚀
轴承失效模式-安装不当
引起
16
的轴承提前失效
%
2014-12-16 ©SKF Slide 8 [Code] SKF [Organisation]
轴承失效模式-润滑不良
引起
36
的轴承提前失效
%
2014-12-16 ©SKF Slide 9 [Code] SKF [Organisation]
轴承失效模式-污染
磨损- 磨粒磨损
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磨损- 磨粒磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 45 [Code] SKF [Organisation]
磨损- 磨粒磨损
2014-12-16 ©SKF Slide 46 [Code] SKF [Organisation]