滚动轴承的常见故障及分析

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精品文档 滚动轴承故障诊断

滚动轴承是应用最为广泛的机械零件质疑，同时，它也是机器中最容易损坏的元件之一。许多旋转机械的故障都与滚动轴承的状态有关。据统计，在使用滚动轴承的旋转机械中，大约有30%的机械故障都是由于轴承而引起的。可见，轴承的好坏对机器工作状态影响极大。

通常，由于轴承的缺陷会导致机器产生振动和噪声，甚至会引起机器的损坏。而在精密机械中（如精密机床主轴、陀螺等），对轴承的要求就更高，哪怕是在轴承上有微米级的缺陷，都会导致整个机器系统的精度遭到破坏。

最早使用的轴承诊断方法是将听音棒接触轴承部位，依靠听觉来判断轴承有无故障。这种方法至今仍在使用，不过已经逐步使用电子听诊器来替代听音棒以提高灵敏度。后来逐步采用各式测振仪器、仪表并利用位移、速度或加速度的均方根值或峰峰值来判断轴承有无故障。这可以减少对设备检修人员的经验的依赖，但仍然很难发现早期故障。

随着对滚动轴承运动学、动力学的深化研究，对轴承振动信号中频率成分和轴承零件的几何尺寸及缺陷类型的关系有了比较清楚的了解，FFT级数的发展也使得利用频率域分析和检测轴承故障成为一种有效的途径。也是目前滚动轴承监测诊断的基础。

从发展的历程看，滚动轴承故障检测诊断技术大致经历了以下阶段：

1961年，W.F.Stokey完成了轴承圈自由共振频率公式的推导，并发表；

1964年，O.G.Gustafsson研究了滚动轴承振动和缺陷、尺寸不均匀及磨损之间的关系，这与目前诊断滚动轴承故障的方法是基本一致的；

1969年，H.L.Balderston根据滚动轴承的运动分析得出了滚动轴承的滚动体在内外滚道上的通过频率和滚动体及保持架的旋转频率的计算公式。至此，有关滚动轴承监测诊断的理论体系已经基本完成；

1976年，日本新日铁株式会社研制了MCV-021A机器检测仪，其方法是通过检测低频、中频和高频段轴承的信号特征来判断轴承的工作状态；

1976～1983年之间，日本精工公司也积极在滚动轴承检测仪器方面做工作，相继推出了NB系列轴承检测仪，利用1～15kHz范围内的轴承振动信号的有效值（rms）和峰峰值（p－p）来诊断轴承的故障；

. 《[铁路车辆滚动轴承常见故障及发现方法]滚动轴承分为哪几种》

摘要：摘要:铁路运输滚动轴承故障主要有滚动轴承零件、附属配件、油脂、组装压装、转向等方面的原因， 1.1滚动轴承零件方面原因 滚子破裂、缺损;内圈破裂;套圈内外圈滚道表面划痕、压痕;保持架裂损、铆钉折断;滚动轴承电蚀，

紧固螺栓松动或丢失;密封罩松动、歪斜; 1.3 油脂方面的原因 油脂过多:易产生高轴温;油脂变质:混水、乳化变稀,促使轴承摩擦,加剧产生热轴;油脂过少:渗油、漏油、甩油

摘要:铁路运输滚动轴承故障主要有滚动轴承零件、附属配件、油脂、组装压装、转向等方面的原因。滚动轴承常见故障检查判断方法。列检在滚动轴承检查时,要注意采用听、看、摸、捻、转检查方法。听:听列车进站时的车轮振动异响和轴承摩擦声。看:轴承外观故障特征。摸:手摸轴温鉴别异温处所。捻:轴承溢出的轴温质量情况。转:轴承判断轴承内部缺陷。

Abstract: The common faults of rolling bearing contain the problem of bearing parts,

accessories, oil, and setting. The judgment of the common faults: when examining the

rolling bearing, we should adopt the method of listening, looking, feeling, touching

and turning. Listen: listen train pit stop wheels vibration abnormal sound and

bearings friction sound. Look: look at rolling bearing for the fault. Touch: touch the

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。磨损可分为：磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、微动磨损和疲劳磨损等，其中常见的是磨粒磨损和粘着磨损。磨粒磨损是由于外界硬质颗粒或碎裂的金属进入轴承滚道而引起的磨损。其磨损表面有被磨粒摩擦留下的细槽痕迹，或因压溃而出现的麻点。粘着磨损是一组相对运动的表面金属，由于直接接触使材料从一个表面转移到另一表面的现象。

科　科Ｉ技Ｉ论Ｊ坛　铁路车辆滚动轴承常见故障及发现方法　孙万新魏晓巍　（黑龙江第二技师学院，黑龙江绥化１５２０５１）　摘要：探讨铁路车辆滚动轴承常见故障产生的原因、轴温变化规律及检查判断方法，以提高列车运行安全。　关键词：故障；轴温；检查方法　随着重载及提速，铁道车辆运行安全备受　重视，现就影响列车运行安全的重要部分一　滚动轴承的常见故障及检查方法进行分析与探　讨。　１滚动轴承常见故障原因：　１．１滚动轴承零件方面原因：　滚子破裂、缺损。　内圈破裂。　套圈内外圈滚道表面划痕、压痕。　保持架裂损、铆钉折断。　滚动轴承电蚀。　１．２滚动轴承附属配件方面的原因：　紧固螺栓松动或丢失。　密封罩松动、歪斜。　１．３油脂方面的原因：　油脂过多。易产生高轴温。　油脂变质。混水、乳化变稀，促使轴承摩擦　加剧产生热轴。　油脂过少。渗油；漏油；甩油。　１．４轴承组装、压装方面原因：　轴承清洗不净。　轴承油间选择不当。　轴承组装、压装质量不良。　１．５转向架方面的原因：　摇枕、侧架、弹簧、斜契等磨耗过限部位。　综合横向间隙过大过小。　车轮踏面擦伤、缺损、局部凹下及严重剥　离超限。　１．６货物装载方面的原因：　货物装载方面原因：偏载；超载；集重。　车体本身原因造成车辆偏载。　２滚动轴承的轴温变化规律：　车辆在运行中滚动轴承的内外圈和滚子　之问在各种外力作用下互相摩擦，产生相当的　热，通过轴承、轴箱向大气中传导，处于热平衡　状态，称为运转热。滚动轴承的运转热温度比外　界温度高１５～３０％，轴箱内温度比表面温度在　冬季约高３０～４０％，在夏季约高１０％左右，夏　季在３Ｏ℃时，轴箱可达７Ｏ℃。　超热运转热温度时可能产生下面几种情　况：　温度长时间略高，但不发生变化；轴温升　高后又下降；轴温递增，因为滚动轴承产生高温　后，温度速度特别快；高温热：轴承的温度急剧　升高，达到８０％以上时视为恶性运转。黑色金　属温差大则体积变化就大。这对滚动轴承很不　利，容易产生内圈松弛，内外圈与滚子之间间隙　减小，会出现严重摩擦导致拉伤轴承，最后不能　旋转造成轮对滑行，必须立即处理。　３滚动轴承常见故障检查判断方法：　列检滚动轴承“七字”检查法即：听、看、　摸、捻、转、诊、鉴。　听：列车进站时的车轮振动异响和轴承摩　擦声。　认真做好“列车进入检查”是早期发现轴　承故障的首要环节。目前在运用中的车辆存在　许多缺陷，如踏面剥离、局部擦伤等，致使车轮　在运用中振动过大，对轴承及零部件产生极为　有害的影响。所以，在列车进入检查时，精力应　集中，对振动较大的滚动轴承注意详细检查，及　早发现热轴故障。　看：轴承外观故障特征。　凡是发生故障的轴承，都会从外观上反映　出来。不同的故障反映出来的特征亦不相同。这　些特征不外乎以下几种：轴温异常、轴承外套与　两密封罩间隙大、油脂外溢、变色、轴承外移、裂　损、锈蚀等等。检查中一旦发现外观故障特征，　就要认真细心判断，确定故障的准确部位。现将　轴承外观检查中常见故障的成因及判断方法简　介如下：　轴端外圈与两密封罩间隙过大，检查　１９７７２６型轴承车辆，发现轴承外圈前后端与密　封罩的间隙过大，且有较多油脂溢出，则是轴承　外圈崩裂。　甩油。轴承两端密封罩甩油是常见的轴承　外表故障。发现甩油而密封罩不松者，擦去油垢　后可继续组装使用，但必须注意外圈牙口处因　有裂纹而渗油者，需退卸报废。　外圈裂损。裂损多数发生在外圈牙口沟槽　外侧，其他部位较少见。外圈破损多数是受外力　冲击所致。如吊装、运输不当或事故脱轨易出现　外圈破损。　铅封破损。这也是常见的故障，如果仅发　现钢丝折断、铅封丢失而防松片止耳仍密帖前　盖螺栓六方面上，证明螺栓未松动，应确认轴承　是否外移，或发现是轴承外移故障，轴向间隙过　大时应作退卸处理。　轴承严重锈蚀。此种故障比较少见。运用　检查中若发现轴承外圈锈蚀严重，遍布蚀坑时，　应作退卸处理。　轴承电蚀。造成轴承电蚀的原因是转向架　或车体上部电焊作业时电流通过轴承造成的。　所以转向架或车体上部电焊作业时，应防止电　流通过轴承造成电蚀。运用中若发现轮对的车　轮与钢轨接触的同一断面踏面和轮缘外侧有被　电火花打伤的熔坑时，轴承应作退卸分解检查。　摸：手模轴温鉴别异温处所。　手模轴温时，要坚持用热感较灵敏的手指　的背面，触摸轴承指定部位，发现异常温度要手　模前后两处，手模时间必须坚持夏季３ｓ以上，　冬季５ｓ以上。　捻：轴承溢出的轴温质量情况。　对热轴的轴承，可以通过鉴别其油脂的方　法判断热轴故障。目前滚动轴承内油脂已改用　新油脂，正常时呈浅黄色，运行中轴温过高溢出　的呈黑色；混水时呈乳白色。如果轴承内保持架　断裂，紧固螺母松动脱落，滚动体破损或滚道剥　离时，通过摩擦产生金属粉末混入油脂中，使油　脂变成银灰色，用手捻摸或用一张白纸取样，把　纸对折后打开，对着阳光看，油脂呈银灰色有色　金色光泽并呈颗粒状态，扣车。　转：轴承判断轴承内部缺陷。　顶镐后，用两手托住轴承下部先做轴向拉　推，用钢板尺或游标卡尺测量轴承间隙，轴承间　隙（压装后）段修规定为Ｏ．０７５ｍｍ～０．５４ｍｍ。运　用中可按１ｍｍ掌握。如问隙不过限，即可向左　右各转动三圈以上，转动时检查外圈有无裂纹，　如有横向黑道，可用棉纱将此擦干净后想再进　行检查。转动时应细心听是否有异音，如外圈无　裂纹，轴向间隙不过限，转动自如或转动虽有阻　力，但用手能均匀转动，即为正常，可放行。　外圈每转到某一处时手感振动，并有异音　和阻滞时或在某一处转动比自如，即为内外滚　道剥离；如转动不自如或根本用手转不动，或转　到某一处有“卡嗒”声，再转或反转时在同一处　仍有此声时，即为滚子或保持架破损，有以上情　况时应扣车换轮。　向左右各转动三圈后，再向一个方向转动　时并猛向后倒转，听是否有滚子撞击声，如有撞　击声，而且转动非常灵活，即为缺油。　诊：对异状轴承综合分析诊断。　对发现轴承有异状的，应作综合分析诊　断。并利用便携式轴承故障诊断仪进行确诊。凡　在外观检查和起轴转动检查中，有下列之一时，　应扣车换轮。　车轮踏面有故障并超限时：　轴承螺栓松动或轴承后部有亮道即轴承　外移；　手转不动；　转动时有异音或阻滞现象；　轴承外圈有裂纹、破损；　轴承外圈轴向间隙大于１ｍｍ：　轴承有甩油且承载鞍、前盖、密封罩、后挡　破损；　承载鞍与侧架导框前、后距离超过９ｍｍ：　左右间距超过１２ｒａｍ；　轴承有被水浸、火烧痕迹及击打的痕迹；　轴承油脂变色且转动轴承有异音。　鉴：对扣车的轮对轴承及时汇诊鉴定。　认真记录故障轴承的有关标记内容，并及　时与段调度和技术人员联系，共同进行开盖检　查鉴定。