调心滚子轴承在使用中的常见故障诊断.docx

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1、调心滚子轴承在使用中的常见故障诊断目录1 .序言22 .调心滚子轴承常见的四种失效情况32.1. 典型故障分析32.2. 调心滚子轴承的磨削热32.2. 1.表面氧化层42.2.2. 非晶态组织层42.2.3. 高温回火层42.2.4. 二层淬火层42.2.5. 磨削裂纹42.3. 调心滚子轴承因磨削力形成的变质层42.3. 1.冷塑性变形层52.3.2. 热塑性变形（或高温性变形）层51.3. 3.加工硬化层51.4. 断裂失效51.5. 游隙变化失效63 .电机调心滚子轴承漏油的原因及处理63.1. 调心滚子轴承内外压差大63.2. 油压调节不到位导致回油不畅63.3. 3.回油管路设计的

2、不合理也会导致回油不畅从而导致油室内压增大63.4. 浮宫与轴接触面间隙异常73.5. 密封油挡与轴接触面磨损73.6. 6.在调心滚子轴承安装过程中，轴承箱上瓦盖与下瓦盖之间密封损毁73.7. 7.油质变化导致漏油74 .如果轴承热处理不当会带来什么后果74. 1.热处理变形75. 2.过热86. 3.欠热87. 4.淬火软点88. 5.表面脱碳84. 6.淬火裂纹8?调心滚子轴承出现故障三大简易检测方法91 .序言调心滚子轴承在工业设备中是一种非常重要的旋转零件，同时也是工业设 备的一种主要来源。本文主要对调心滚子轴承在工业设备中常见故障的诊断方 法进行了简单的阐述，同时对其实用技巧展开了

3、进一步的分析，通过实践证明， 这些方法在工业设备使用以及维护工作中的使用使非常简便易行的，同时在使 用过程中也体现了比较好的经济性。在工业设备中，调心滚子轴承是一种非常重要的旋转零件，同时也是工业 设备的一种主要来源。从一定程度上来说，调心滚子轴承的运转状态是否良好 与整台设备性能的发挥直接相关。从整体上来看，在机器中调心滚子轴承是一种非常精密的部件。通常调心 滚子轴承的公差都会被控制在其它部件公差的十分之一左右，但是大量的实践 研究表明，只有不到10%的轴承可以达到理论上的运行寿命年限，其中有40% 的轴承之所以会失效主要是因为在润滑上引起的问题，而30%会失效是因为被 卡住或者不对中等装配

4、上的失误，另外，还有20%之所以会失效是因为制造中 存在缺陷或者过载使用等原因造成的。调心滚子轴承在工业机械设备设备中因 为其早期故障而导致设备故障出现的事例有很多。所以，我们在工作中一定要对故障进行及时的发现，对故障根源进行积极 的寻找，进而通过相应的补救性措施将故障消除，这是保证设备正常运转的关 键所在。针对调心滚子轴承的故障诊断技术以及动态监测技术，在使用过程中 可以对存在的潜在故障进行及早的发现，同时还可以使设备的性能以及其管理 水平得到相应的提高，在实际使用过程中的经济效益非常显著。本文基于以上 背景，对工业设备中调心滚子轴承故障诊断及处理实用技巧进行进一步的分析 与探讨，下面就让我

5、们一同进入本文的探讨中。2 .调心滚子轴承常见的四种失效情况2.1. 典型故障分析就调心滚子轴承来说，其早期故障主要包括滚子和滚道剥落、破裂以及凹 坑等。这些故障出现的原因主要在于搬运不仔细、安装不精心、轴承倾斜等。 一般来说，调心滚子轴承在工业设备中故障发生的主要方式为因为滚动接触而 造成的单纯性疲劳剥落。剥落的表面积大约是2mm2,深度大约是S2(3mm, 其表面积与深度都可以通过监测仪振动对其进行判断。这种剥落可能会发生在 外圈、内圈以及滚动体上，其中，内圈存在比较高的接触应力，所以破裂发生 的可能性会更大。我们都知道轴承有很多的失效情况,很多使用调心滚子轴承的用户都出现这 样的情况轴承

6、在运转一段时间后，就要检查一下是否出现问题，尤其是看看是 否失效。一般失效的原因主要有以下几点，知道了这几点，我们在检查的时候 就知道一个明确的方向。根据调心滚子轴承工作表面磨削变质层的形成机理，影响磨削变质层的主 要因素是磨削热和磨削力的作用。下面分析一下关于调心滚子轴承失效的原因。2. 2.调心滚子轴承的磨削热在调心滚子轴承的磨削加工中，砂轮和工件接触区内，消耗大量的能，产 生大量的磨削热，造成磨削区的局部瞬时高温。运用线状运动热源传热理论公 式推导、计算或应用红外线法和热电偶法实测实验条件下的瞬时温度，可发现 在0.1(H)(HmS内磨削区的瞬时温度可高达10001500C。这样的瞬时高

7、温, 足以使工作表面一定深度的表面层产生高温氧化，非晶态组织、高温回火、二 次淬火，甚至烧伤开裂等多种变化。2. 2. 1.表面氧化层瞬时高温作用下的钢表面与空气中的氧作用，升成极薄(2030nm)的铁氧 化物薄层。值得注意的是氧化层厚度与表面磨削变质层总厚度测试结果是呈对 应关系的。这说明其氧化层厚度与磨削工艺直接相关，是磨削质量的重要标志。2. 2. 2.非晶态组织层磨削区的瞬时高温使工件表面达到熔融状态时，熔融的金属分子流又被均 匀地涂敷于工作表面，并被基体金属以极快的速度冷却，形成了极薄的一层非 晶态组织层。它具有高的硬度和韧性，但它只有Ionm左右，很容易在精密磨 削加工中被去除。2

8、. 2. 3.高温回火层磨削区的瞬时高温可以使表面一定深度(IOIOonm)内被加热到高于工件 回火加热的温度。在没有达到奥氏体化温度的情况下，随着被加热温度的提高, 其表面逐层将产生与加热温度相对应的再回火或高温回火的组织转变，硬度也 随之下降。加热温度愈高，硬度下降也愈厉害。2. 2. 4.二层淬火层当磨削区的瞬时高温将工件表面层加热到奥氏体化温度(ACl)以上时，则该 层奥氏体化的组织在随后的冷却过程中，又被重新淬火成马氏体组织。凡是有 二次淬火烧伤的工件，其二次淬火层之下必定是硬度极低的高温回火层。2. 2. 5.磨削裂纹二次淬火烧伤将使工件表面层应力变化。二次淬火区处于受压状态，其下

9、 面的高温回火区材料存在着最大的拉应力，这里是最有可能发生裂纹核心的地 方。裂纹最容易沿原始的奥氏体晶界传播。严重的烧伤会导致整个磨削表面出 现裂纹(多呈龟裂)造成工件报废。2. 3.调心滚子轴承因磨削力形成的变质层在磨削过程中，工件表面层将受到砂轮的切削力、压缩力和摩擦力的作用。尤其是后两者的作用，使工件表面层形成方向性很强的塑性变形层和加工硬化 层。这些变质层必然影响表面层残余应力的变化。2. 3. 1.冷塑性变形层在磨削过程中，每一刻磨粒就相当于一个切削刃。不过在很多情况下，切 削刃的前角为负值，磨粒除切削作用之外，就是使工件表面承受挤压作用（耕犁 作用），使工件表面留下明显的塑性变形层

10、。这种变形层的变形程度将随着砂轮 磨钝的程度和磨削进给量的增大而增大。2. 3. 2.热塑性变形（或高温性变形）层磨削热在工作表面形成的瞬时温度，使一定深度的工件表面层弹性极限急 剧下降，甚至达到弹性消失的程度。此时工作表面层在磨削力，特别是压缩力 和摩擦力的作用下，引起的自由伸展，受到基体金属的限制，表面被压缩（更犁）, 在表面层造成了塑性变形。高温塑性变形在磨削工艺不变的情况下，随工件表 面温度的升高而增大。2. 3. 3.加工硬化层有时用显微硬度法和金相法可以发现，由于加工变形引起的表面层硬度升 高。除磨削加工之外，铸造和热处理加热所造成的表面脱碳层，再以后的加工 中若没有被完全去处，残

11、留于工件表面也将造成表面软化变质，促成调心滚子 轴承的早期失效。2. 4.断裂失效调心滚子轴承断裂失效主要原因是缺陷与过载两大因素。当外加载荷超过 材料强度极限而造成零件断裂称为过载断裂。过载原因主要是主机突发故障或 安装不当。调心滚子轴承零件的微裂纹、缩孔、气泡、大块外来杂物、过热组 织及局部烧伤等缺陷在冲击过载或剧烈振动时也会在缺陷处引起断裂，称为缺 陷断裂。应当指出，调心滚子轴承在制造过程中，对原材料的入厂复验、锻造 和热处理质量控制、加工过程控制中可通过仪器正确分析上述缺陷是否存在， 今后仍必须加强控制。但一般来说，通常出现的调心滚子轴承断裂失效大多数 为过载失效。2. 5.游隙变化失

12、效调心滚子轴承在工作中，由于外界或内在因素的影响，使原有配合间隙改 变，精度降低，乃至造成“咬死”称为游隙变化失效。外界因素如过盈量过大, 安装不到位，温升引起的膨胀量、瞬时过载等，内在因素如残余奥氏体和残余 应力处于不稳定状态等均是造成游隙变化失效的主要原因。3.电机调心滚子轴承漏油的原因及处理大功率电机在使用过程中频繁发生漏油现象，显著表现为调心滚子轴承结 构的漏油现象，在检修维护过程中，针对电机漏油可能的原因进行分析，得出 以下解决方案。3.1. 调心滚子轴承内外压差大强制润滑的轴瓦，润滑油本身具有一定压力，在轴运转时油会产生气泡从 而产生一定压力。电机在运行时由于风扇作用会产生一定负压

13、，从而增大油室 内外压差，导致漏油。为了平衡油室内外压差，油室与外界设有通气管进行压 差平衡，但是在使用过程中会产生堵塞，使油室内压增大造成漏油。解决方案：定期检查平衡管是否松动并及时清理油箱通气管。3. 2.油压调节不到位导致回油不畅油压过高或者过低都会导致回油不畅。油压过低，导致油在油室停留时间 过长，在轴的运转过程中导致温度升高，从而出现油雾导致压力过高；油压过 高，会使U油能力不足，使油室中贮油量过大，油位过高从而增大内压。解决方案：调节强制润滑压力在0.108MPa,使油室的油面在视镜1/2 1/3的位置，且保持回油通畅为宜。3. 3.回油管路设计的不合理也会导致回油不畅从而导致油室

14、内压增大同油管路中有杂质或管道里清洗不净等都会导致过滤器堵塞，造成回油不 畅。解决方案：回油管路的油室出口应该与进油口在同一水平面上，整个回油 管路呈15。下倾斜至回油箱，以便同油管自然同油。同时应定期清洗过滤器和 整个润滑油管路。3. 4.浮宫与轴接触面间隙异常浮宫与轴接触面由于长时间摩擦，磨损严重，致使与轴之间间隙过大；浮 宫密封固定弹簧弹性系数变化，使浮宫密封松动，导致间隙增大。解决方案：定期检查，及时更换。3. 5.密封油挡与轴接触面磨损密封油挡与轴接触面磨损使间隙过大；密封油挡中同油孔过小或杂质堵塞, 不能满足实际回油量。解决方案：更换密封油挡，对密封油挡进行改造。改变密封油挡与轴接

15、触 面的材质，更换为耐磨材料；增大同油孔使其满足实际回油需要（不宜过大）。3. 6.在调心滚子轴承安装过程中，轴承箱上瓦盖与下瓦盖之间密封损毁在调心滚子轴承安装过程中，轴承箱上瓦盖与下瓦盖之间密封的密封油挡 与油室之间的密封处理不当；长时间运行导致紧固螺栓松动、密封胶老化变质 从而导致密封不严。解决方案：在同装过程中，接触面上采用性能可靠的密封胶，且涂抹均匀、 适量。二次同装时一定要对原有密封胶处理干净后再涂抹新密封胶。3. 7.油质变化导致漏油油质变化使油中泡沫多且不断增加。在整个润滑系统中，泡沫占据较多运 行空间，从而导致油室内油压增大，压差较大导致润滑油从轴与浮宫密封及密 封油挡等有接触的轴间隙之间窜出。解决方案：定期对润滑油进行检验分析，如油质有问题要及时更换。上述电机调心滚子轴承漏油的原因分析及解决办法在实际运用中取得一定 效果，确保了机组的安全稳定运行。4.如果轴承热处理不当会带来什么后果4. 1.热处理变形调心滚子轴承零件在热处理时，存在有热应力和组织应力，这种内应力能 相互叠加或部分抵消，是复杂多变的，因为它能随着加热温度、加热速度、冷 却方式、冷却速度、零件形状和大小的变化而变化，所以热处理变形是难免的。 认识和掌握它的变化规律可以使调心滚子轴承零件的变形（如套圈的椭圆、尺寸 涨