圓錐滾子軸承是軸承類型中常見的類型之一,也常見于車輛使用當中,而圓錐滾子軸承使用過程中,失效是常見的故障問題,針對這一問題,本公司以舉例說明軸承失效的具體原因所在。
下列例子中的圓錐滾子軸承是在使用過程中,出現(xiàn)早期失效,拆卸后發(fā)現(xiàn)軸承裝配高異常,滾動體表面剝落嚴重,清洗后可見大量片狀碎屑。
1、圓錐滾子軸承失效后,各零件故障的特征:
1.1圓錐滾子軸承外圈
外圈滾道面為正常工作軌跡,有輕微剝落,外徑表面有相對滑動的摩擦痕跡,如圖1所示。
圖1 外圈滾道圖片
1.2軸承內圈
內圈滾道面有明顯的磨損,碾壓痕跡明顯,并有黑色的片狀碎屑,大擋邊表面正常,沒有損傷;內徑表面有相對滑動的摩擦痕跡,占整個內徑寬度的4/5,如圖2所示。
圖2 內圈滾道表面圖片和內圈內徑圖片
1.3滾動體
滾動體每一粒滾子外徑均有不同程度的剝落,滾子球基面正常,如圖3所示。
圖3 滾子表面剝落圖片
1.4保持架
保持架完好,有2/3的橫梁外徑表面有摩擦痕跡,對應的橫梁內表面邊緣有沿轉動方向的擠壓變形,同時窗口小端有明顯的滾子壓痕,如圖4所示。
圖4 保持架橫梁摩擦和保持架小端窗口圖片
2、軸承故障分析
從故障軸承的表面狀態(tài)及相關參數(shù)的測量數(shù)據可以分析如下:
2.1軸承內圈滾道尺寸變化很大,同時軸承內圈的內徑尺寸變大;
2.2軸承內圈的滾道表面的整個運行軌跡有明顯的邊界,軌跡劃痕及剝落是由于潤滑油中混有硬質異物,在滾子的高速碾壓下造成
的;
2.3內徑表面占整個內徑寬度4/5的內表面和軸之間有相互摩擦的轉動痕跡,軸承內圈和軸應是過盈配合,正常工作時不應該有相互轉動現(xiàn)象;而出現(xiàn)轉動痕跡,說明軸承內圈和軸之間發(fā)生相互運動,軸承工作異常;
2.4軸承保持架2/3的橫梁外徑表面有摩擦痕跡,對應的橫梁內表面邊緣有沿轉動方向的擠壓變形,同時保持架窗口小端有明顯的滾子壓痕,可以認為軸承工作時滾子突然卡死,而保持架在慣性的作用下繼續(xù)轉動,造成橫梁內表面邊緣有沿轉動方向的擠壓變形,橫梁外徑表面和外圈滾道有摩擦痕跡;
2.5滾子的外徑均有不同程度的剝落,顯而易見作用在軸承單粒滾子上的載荷非常大,所以滾子表面剝落很嚴重,如圖5所示。
圖5 軸承負荷分布區(qū)域
3、結論
根據清洗后可見大量片狀碎屑,和通過對軸承殘件表面的損壞現(xiàn)象進行客觀分析,可以初步認定軸承是在工作時由于異物進入,滾子突然卡死,保持架在慣性的作用下繼續(xù)轉動,滾子擠壓保持架,保持架產生變形并同外圈工作面產生摩擦,所受載荷增大,造成軸承內圈和軸之間相互運動,導致軸承竄動,造成傳動齒輪嚙合位置異常,使軸承所承受的載荷產生急劇變化,以致于軸承的內圈與滾子異常接觸磨損,高速運轉的滾子對內圈滾道進行碾壓,造成軸承內圈滾道磨損嚴重,導致軸承的早期失效??傊獙崿F(xiàn)滾動軸承具有更長的壽命和精度保持期,除了軸承生產廠家努力提高產品質量外,軸承用戶也必須嚴格按照軸承的使用要求進行安裝維護軸承,否則,再好的軸承也會在惡劣的隨意的使用條件下?lián)p壞。
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