发动机齿轮和轴承失效分析

齿轮箱轴承损坏原因深度分析齿轮箱是机械设备中不可或缺的一部分，其主要功能是实现动力的传递和转速的变换。

而轴承，作为齿轮箱中的核心元件，承载着重要的支撑和转动作用。

然而，在实际运行过程中，齿轮箱轴承损坏的问题时有发生，严重影响了设备的正常运行和生产效率。

因此，深入了解齿轮箱轴承损坏的原因，对于预防和解决这一问题具有重要意义。

一、润滑不良润滑是轴承正常工作的基础，良好的润滑条件可以减少轴承的摩擦和磨损，延长其使用寿命。

然而，由于润滑油的选用不当、油质污染、油位过低或供油不足等原因，常常导致齿轮箱轴承润滑不良，进而引发轴承损坏。

特别是在高温、高速和高负荷的工作环境下，润滑不良会加剧轴承的磨损和烧伤，甚至导致轴承卡死。

二、过载和疲劳齿轮箱在运行过程中，由于传递的扭矩和转速不断变化，轴承承受的载荷也在不断变化。

当载荷超过轴承的承受能力时，就会发生过载损坏。

此外，长时间的连续工作会使轴承产生疲劳，表面出现剥落和裂纹，最终导致轴承失效。

特别是在启动、停车和变速等动态工况下，轴承承受的冲击载荷更大，更容易发生损坏。

三、安装和维护不当齿轮箱轴承的安装和维护质量直接影响其使用寿命。

如果安装时轴承间隙调整不当、轴承座刚度不足或同轴度偏差过大，都会导致轴承承受额外的应力和振动，加速其损坏。

同时，维护过程中的不及时更换磨损件、不清洗润滑油道和不定期检查等也会使轴承的工作环境恶化，增加损坏的风险。

四、材质和制造缺陷齿轮箱轴承的材质和制造质量对其性能和使用寿命具有重要影响。

如果轴承的材质不符合要求、热处理不当或表面加工质量差，都会导致轴承的耐磨性、抗疲劳性和承载能力下降。

此外，制造过程中的尺寸偏差、形位公差和表面粗糙度等也会影响轴承的装配精度和工作性能，进而引发损坏。

五、环境因素齿轮箱轴承的工作环境往往十分恶劣，如高温、高湿度、高负荷和强腐蚀等。

这些环境因素会对轴承的材质和润滑产生不良影响，加速其损坏过程。

例如，高温会使润滑油的粘度降低，导致油膜破裂；高湿度会使轴承表面产生锈蚀；强腐蚀会使轴承材质发生化学变化等。

风力发电机齿轮箱常见故障分析与预防措施王俊磊摘要：针对我风电场风力发电机两种型号齿轮箱结构，以及出现的齿轮箱故障。

分析了齿轮箱齿轮损坏、轴承失效、箱体开裂、轴窜动、空心管渗油、风力发电机异常振动等故障的原因。

提出了齿轮箱故障的诊断方法及预防措施。

关键词：风力发电机；齿轮箱；齿轮；轴承；空心管；油质：振动监测我风电场建于2007年，运行至今已有7年之久，齿轮箱是整套机组中非常重要的传动部件，已出现明显的裂化趋势。

由于风力发电机组的特殊性，齿轮箱维修难度大、费用高，所以对风力发电机组的齿轮箱故障诊断和预防就显得更加迫在眉睫。

一、齿轮箱的结构我风电场1MW、1.5 MW风力发电机齿轮箱由一级行星齿轮和两级平行轴齿轮传动组成，是一种典型的传动装置。

齿轮箱利用其前箱盖上的两个突缘孔内的弹性套支撑在支架上。

齿轮箱低速级的行星架通过涨紧套与机组的大轴连接，三个一组的行星轮将动力传至太阳轮，再通过内齿联轴节传至位于后箱体内的第一级平行轴齿轮，再经过第二级平行轴齿轮传至高速级的输出轴，通过柔性联轴节与发电机相联。

齿轮箱输出轴端装有制动法兰供安装系统制动器用。

该齿轮箱结构紧凑、拆卸方便，低速级转速低、扭矩大。

平行轴圆柱齿轮传动，可合理分配减速比，提高传动效率。

胀紧套连接传递的扭矩大。

太阳轮质量小、惯性小、浮动灵活、结构简单。

二、齿轮箱部件损坏形式及原因分析齿轮箱的运行环境比较恶劣，受力随风速变化而变化，很容易因润滑不充分、密封老化等原因引发故障。

针对我风场齿轮箱故障原因分析总结如下：1、齿轮断齿损坏图1齿轮是一种复杂的机械零件，它的制造工艺、安装以及运行维护都是较为复杂的，而这一系列工作过程控制得是否严格，都对齿轮的寿命有很大的影响。

造成齿轮损坏的主要原因如下：1）风机在高转速运转时，突然紧急停机，高速刹车动作，风机传动链振动晃动较大，轴承串动，齿轮咬合间隙变小，受力瞬间增大，造成齿轮断齿。

2）齿轮箱齿轮材质、热处理质量存在问题，齿轮长时间疲劳运行，超过疲劳载荷后，齿轮断裂。

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。

航空发动机主轴轴承失效模式分析摘要：经济的发展推动了航空业的发展，但与此同时，我国航空发动机出现的故障中，轴承失效导致的事故在不断增加。

但当前对轴承失效的分析工作，常常以某一套飞行事故发动机轴承的失效研究为主，而因其他原因造成的航空发动机滚动轴承的早期失效模式，受条件制约，未进行系统分类和深一步的研究。

航空发动机主轴轴承的主要损伤模式为剥落、微粒损伤、压延印痕、夹杂物损伤、打滑蹭伤、磨损、接触腐蚀、断裂和变色。

这些失效模式分类对于滚动轴承的设计、制造工作具有一定的指导意义，但分类后的失效模式缺乏相关失效案例和实验数据，实际现场中此类失效模式可能不太适用，因此采用多种实验手段对轴承失效模式分析就显得极为重要。

关键词：航空发动机；主轴轴承；失效模式引言航空发动机主轴钢质轴承的主要失效模式包括疲劳失效，磨损失效，过热，塑性变形以及蹭伤等。

航空发动机圆柱滚子轴承常规失效模式主要为滚子轻载打滑及保持架断裂等。

而某航空发动机主轴圆柱滚子轴承出现有异于常规失效模式的滚子端面严重磨损的非典型失效模式。

目前对航空发动机主轴圆柱滚子轴承失效机理分析一般都采用定性分析，很少从轴承动力学特性进行失效机理定量分析。

1圆柱滚子轴承非典型失效表征圆柱滚子轴承非典型失效表征主要体现在以下方面：某航空发动机主轴圆柱滚子轴承使用过程中出现的失效模式表现为滚子的端面与工作表面严重磨损，内圈的挡边与滚道表面和保持架的兜孔横梁存在严重的磨损变色。

经初步分析，滚子倒角在磨削加工中产生的动不平衡量较大以及内圈挡边轴向游隙超差导致滚子歪斜过大是引起该轴承失效的主要原因。

本文从圆柱滚子轴承动力学特性理论方面加以研究此失效机理。

2航空发动机主轴轴承失效模式分析明确各种失效模式间的转变，首先就要确定各种失效模式各自的具体表现形式，失效机理及描述轴承运转状态的参数。

(1)疲劳失效。

表现形式及失效机理：疲劳失效主要分为次表面初始疲劳和表面疲劳。

疲劳失效常表现为滚动体或滚道接触表面上由最初的不规则的剥落坑逐渐延伸，直至发展为大片剥落。

机械案例分析机械工程是一门应用科学，通过对材料、结构、运动、能量等知识的应用，来设计、制造、维护各种机械设备和系统。

在实际工程中，机械案例分析是非常重要的，通过对已有案例的分析，可以帮助工程师更好地理解问题，找到解决方案，并且在未来的设计和制造中避免类似的问题。

本文将结合实际案例，进行机械案例分析，以期为机械工程师提供一些实用的经验和启示。

案例一，轴承故障分析。

在某工厂的生产线上，一台重要的设备突然出现了故障，经过检查发现是轴承损坏导致的。

经过详细的分析，发现轴承损坏的原因主要有以下几点，一是轴承的润滑不足，导致摩擦增大，温升过高；二是安装不当，导致轴承受到了不必要的振动和冲击；三是轴承本身存在质量问题，制造工艺不合格。

针对这些问题，工程师们采取了相应的措施，一是加强轴承的润滑工作，保证其在工作过程中不会因为摩擦而过热；二是重新设计了轴承的安装结构，减小了振动和冲击的影响；三是更换了质量不合格的轴承，确保设备的正常运行。

通过这次故障分析，工程师们对轴承的工作原理和使用条件有了更深入的了解，也为以后的设备维护提供了宝贵的经验。

案例二，齿轮传动失效分析。

在某机械设备的齿轮传动系统中，出现了严重的失效问题，导致了设备的停工。

经过检查和分析，发现齿轮失效的原因主要有以下几点，一是齿轮的设计不合理，导致了齿面受到了不均匀的载荷；二是齿轮的材料选择不当，导致了齿面的疲劳破坏；三是齿轮的制造工艺存在问题，导致了齿面的粗糙度过大。

针对这些问题，工程师们采取了相应的措施，一是重新设计了齿轮的结构，保证了齿面受力的均匀分布；二是优化了齿轮的材料选择，提高了其抗疲劳能力；三是改进了齿轮的制造工艺，提高了齿面的加工精度。

通过这次失效分析，工程师们对齿轮传动系统的设计和制造有了更深入的认识，也为以后类似问题的解决提供了宝贵的经验。

结语。

机械案例分析是机械工程领域非常重要的一部分，通过对实际案例的分析，可以帮助工程师们更好地理解问题，找到解决方案，并且在未来的设计和制造中避免类似的问题。

航空发动机主轴承失效分析□孙汕民□李明#1.中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳1100432.海装沈阳局驻沈阳地区第二军事代表室沈阳1100431分析背景航空发动机是飞机的“心脏”，轴承作为航空发动机的支撑点，可以高效、平稳地实现支承作用，是航空发动机传动系统的“关节”。

轴承的质量决定了航空发动机的质量。

傅国如等［1*对后中介轴承失效原因进行分析，发现发动机的装配质量欠佳是导致轴承失效的根本原因。

陈宇等［2］通过对轴承失效过程进行分析,得出由于石墨环磨损，影响轴承正常滚动,最终导致轴承失效。

徐锐等［3］通过对轴承的特性、装配质量进行检查，发现轴承失效主要是由于发动机装配质量欠佳引起。

李锦花等⑷通过试验，分析得出轴承失效是轴承衬套呈现微动磨损现象引起的。

宋海荣等⑸通过研究表明，轴承失效与滚棒热处理时局部接触温度达900.以上有关。

王宇飞等［6］通过研究表明，轴承失效是由于在轴承安装、使用、润滑过程中存在不当操作。

王勇［7］以CMF56发动机为例，研究了轴承失效机理，以及避免轴承失效的措施。

李密等［8］分析了轴承失效现象，并进行载荷计算，确定了轴承失效原因。

黄梓友⑼通过研究表明，航空发动机转子不平衡是轴承失效的重要原因。

刘杰薇等［10］通过研究表明，滚动轴承早期故障信息会被淹没在噪声和振动信号中，造成故障信息误判。

笔者从冶金、设计、工艺三个方向对某型航空发动机主轴承失效故障进行分析。

2故障情况某型航空发动机在外场执行飞行任务后，对金属屑末信号器、润滑油过滤器滤芯外观进行检查，发现金属屑末信号器存在磁性金属屑&润滑油过滤器收稿日期:2020年7月第一作者简介:孙汕民（1980—），男，本科，高级工程师，主要从事航空发动机修理装配工作—58—装备机械2020No44滤芯存在磁性金属屑。

对磁性金属屑进行理化检查,发现金属屑主要成分为40CNiMo、CIMo,分析可能原因是主轴承保持架、主轴承压紧螺母、密封跑道、主轴承滚动体、主轴承内外圈等磨损或损坏。

汽车轴承损坏的常见原因汽车轴承是汽车传动系统中的重要部件，其主要作用是支承汽车旋转部件的转动。

但是，由于汽车轴承长期运行，受到不同程度的负载和振动，经常会出现轴承损坏情况。

轴承损坏会导致汽车出现无法正常行驶、发动机异响等故障，甚至严重时还会导致交通事故发生。

本文将从以下几个方面分析汽车轴承损坏的常见原因：第一，油脂老化和泄漏轴承在运转过程中，需要润滑油脂来减小磨损和摩擦，以保证轴承的正常运行。

但是，油脂随着时间的流逝会变质和老化，使其失去其原有的性能和润滑效果，导致轴承受到更大的磨损和摩擦，从而损坏轴承。

此外，如果汽车的密封件出现问题，油脂也会泄漏，导致轴承缺乏润滑，最终导致轴承损坏。

第二，过度紧固汽车轴承在装配过程中需要严格按照规定的扭矩进行紧固，如果紧固过紧或者过松都会导致轴承受力不均，进而出现齿轮卡滞、轴承早期失效等问题。

尤其是当轴承紧固过紧时，轴承内部的游隙变得很小，也容易导致摩擦增大，从而加速轴承损坏。

第三，不合理的装配和维护轴承是汽车传动系统中的重要部件，需要具备良好的装配和维护，才能保证其正常的运行。

但是，很多车主对于轴承的装配和维护不够认真、不够严谨，这就容易导致轴承出现不同程度的问题，比如安装时不严格按照规定安装、使用过程中无法保证足够的润滑等，都是常见导致轴承损坏的原因。

因此，在装配和维护过程中，应尽量按照规范操作，提高轴承的使用寿命。

第四，载荷超载汽车的轴承通常是根据车型的设计标准来选用的，如果在使用过程中，超过了轴承的承载范围，超负荷的轴承就会容易出现断裂、损坏等问题。

因此，在使用汽车时，应尽量按照车型承受载荷的标准来运行车辆，以免轴承承受过大的载荷。

第五，轮胎不平衡汽车在行驶过程中，由于轮胎磨损或其他原因，容易出现轮胎不平衡的情况，这就会在汽车轴承中产生较大的外力。

如果不及时修理和调整轮胎平衡，轴承就会受到更大的力量，因而导致轴承损坏。

综上所述，汽车轴承损坏的原因多种多样，车主在使用过程中应当仔细观察，避免发生轴承损坏的情况。

风力发电机主轴轴承失效分析摘要：近年来，随着我国整体经济建设的快速发展，人们生活水平和生活质量的不断提高，使得我国对于能源的需求越来越大。

我国风电行业比较严重和普遍存在的问题是大型双馈型风力发电机主轴轴承的磨损，已成为风力发电机组研发和重点排除的故障。

关键词：风力发电机；主轴轴承；失效分析引言：时代的进步，科技的发展使我国各行业发展非常迅速，推动我国提前进入现代化发展阶段。

风力发电机组中主轴连接轮毂和齿轮箱，是低速重载轴承，可靠性方面要求较高，也极易出现故障。

为了解决故障多发现象，需要系统的对现场轴承运转状况及失效形式进行分析和研究。

1以双馈异步低温型风电机组为例进行说明以某风电场为例，安装了100套1.5MW双馈异步低温型风电机组，其单机容量为1.5MW，总装机容量为15万kW。

2风电轴承常见问题分析目前问题概况：从风机轴承运行情况来看，各类轴承在运行过程中的问题集中体现在：过载、疲劳导致保持架、内外圈出现断裂或剥落现象；润滑性能不好、游隙不合理导致的滚动体、滚道，出现磨损、擦伤现象；过热导致轴承游隙过小，出现咬死现象；保护、维护不当，导致锈蚀、磕碰等现象，图一。

图一3主轴轴承在正常情况下失效的主要原因1）兆瓦级风力发电机的主轴轴承用的是双列调心滚子轴承，它必须承受轴向和径向的载荷，所以出现故障次数也比较多。

这是因为具有较大的间隙的双列调心滚子轴承，上风向侧的轴承承受较小的载荷，而下风向轴承要承受很多径向载荷和轴向力，这导致滚子过度滑动，如果润滑不良会导致材料腐蚀并剥落，使座圈，滚子和保持架受力不均出现变形的情况，导致座圈和轴承座之间出现不协调，引起常见故障，如位移和卡住。

2）在设计新的传动系统时，很少使用调心轴承作为主轴轴承。

一般建议使用圆锥滚子轴承，其有很强的径向和轴向承载力，通过预紧可以均匀地加载滚轮，滚轮不易滑动摩擦。

然而，在装置过程，由于安装精度和技术要求，轴承间隙如果调整不当会导致半干滚动摩擦，就会导致轴承失效。

机械轴承和齿轮的失效原因及应对措施2新昌县质量计量检验检测所浙江绍兴 312500摘要：在工业化进程逐步推进的时代背景下，机械设备在工业生产活动中所发挥的作用越来越突出。

其中，齿轮和轴承作为机械设备中的重要组成部分，直接影响到设备的运行状态。

机械设备在经过长时间的运转之后，将有可能导致齿轮和轴承位置上出现一些问题。

为此，本篇文章在综合了相关调查和研究之后完成，针对机械轴承和齿轮失效的原因展开详细分析，并提出具体的应对对策。

关键词：机械轴承、齿轮、失效引言：当前阶段，我国正处于经济快速发展时期。

机械设备的构造需要利用到大量轴承和齿轮等零件，其性能更是直接关系到设备的运行效率，并对整个工业的健康发展都产生了直接影响。

如果机械部件在使用过程中丧失了自身功能，将会导致相关工作无法按照既定要求顺利开展。

不仅影响到工作效率，还会对企业的经济效益产生不可估量的严重影响。

一、轴承失效的主要表现以及具体原因分析1.接触疲劳失效经过前期相关调查和研究可以发现：针对轴承失效所产生的原因，主要受到了疲劳接触失效的影响。

这是因为机械设备在运行过程中，轴承表面上可能会承受着较大的交变应力，从而导致轴承表面位置上出现了明显的裂纹问题，甚至在部分较为严重的情况下，还有可能导致断裂问题的发生[1]。

在前期交变作用的影响下，裂纹面积较小。

但是在时间推移的过程中，轴承所承受的交变应力增大，接触表面上则会出现脱落的问题。

2.磨损失效磨损失效问题主要出现在轴承零件之间的位置上。

机械设备在运行状态中，因为各个轴承零件之间的联系较为紧密，将会不可避免地导致摩擦问题的发生。

这种现象的存在将会进一步增大轴承之间的间隔尺寸，并对轴承的形状产生一定影响。

轴承表面在逐渐损坏的过程中，其光滑度则会大幅度下降，从而导致轴承自身的旋转精度急剧下降。

另外，轴承零件在运行的过程中，各个零部件之间也有可能出现一些小颗粒或者磨屑，加大轴承的磨损程度。

如果发现在轴承表面上出现了部分地方隆起的现象，也会导致轴承出现摩擦发热的问题，影响到轴承的正常使用。