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举例电机轴承失效情况,让轴承性能体现更好、寿命更长

举例电机轴承失效情况,让轴承性能体现更好、寿命更长
2020-10-30 18:26:05 中华轴承网

举例电机轴承失效情况,让轴承性能体现更好、寿命更长

电机轴承也可称为电动机轴承,是专用在电动机上的轴承,电机轴承在使用过程中常会出现一些故障的发生,导致轴承损坏,也就是轴承失效无法正常运转,为了让大家对这些情况有更具体的了解,中华轴承网(简称:华轴网)来分享电机轴承失效情况实例,希望能够帮助大家以后能让电机轴承性能体现更好、使用寿命更长久。

1、故障电机轴承

图1为轴承整体形貌,此故障轴承外观整体完整,未见零件缺失,仍能转动。但震感明显;拆下来密封件后,可见内部油脂已成干粉状粘附在保持架等外表面上,可见图2所示。

图1 轴承整体形貌

图2 轴承内部形貌

剖切轴承外圈,将轴承分解,可见内圈滚道存在明显的偏沟磨损,近半周滚道磨损严重,且偏向打字面,该部位的内外径表面明显高温变蓝,观察非明显磨损部位的接触轨迹,仍可见明显偏向打字面,见图 3;内圈非打字端面有明显变色微动腐蚀接触痕迹,局部已形成台阶,见图 4。

图3 内滚道偏磨形貌

图4 非打字端面微动腐蚀形貌

轴承外圈颜色正常,未见高温现象,滚道粘附大量油脂垢,清洗后可见滚道形状基本完整,未见剥落和明显磨损,靠非打字面沟边存在明显卷边现象,仔细观察,滚道接触轨迹偏向非打字面一侧,见图 5、图 6。

图5 外滚道粘附油脂垢

图6 外滚道偏磨接触轨迹

保持架上可见粘附大量油脂垢,靠一侧偏多,外径引导面有明显磨损,露出材料基体,两半保持架铆合状态保持完好,兜孔内靠两端面侧有明显磨损特征,见图 7 ~图 9。轴承非打字端面侧白色聚四氟乙烯密封圈内径处有明显磨损,见图10。其它零件未见异常。

图7 保持架表面油脂垢

图8 保持架引导面磨损形貌

图9 保持架兜孔两侧磨损形貌

图10 密封圈内径磨损形貌

2、使用寿命满期的轴承

下面我们拿2套使用寿命期满的轴承,同样来剖切外圈进行分解,内、外圈滚道、钢球及保持架引导面和兜孔接触痕迹均正常,编号为 2# 的轴承内圈非打字端面同样存在与故障轴承相似的微动腐蚀特征,见图 11、图 12。

图11 内圈非打字断面凸台形貌

图12 2#内圈非打字断面微动腐蚀形貌

经过对2套轴承的尺寸精度、旋转精度和游隙检测后,得知,除2# 轴承内沟摆略有超差外,其它检测结果均符合标准要求,2# 轴承内沟摆超差应与其基准端面(非打字面)存在明显的微动腐蚀有关。

对故障轴承再次进行组织及硬度检测后,结果发现,内套及钢球心部组织均存在碳化物析出,外套淬回火组织为 3 级,内、外套滚道表面存在一层组织变化层,说明轴承套圈滚道及钢球表面均出现了高温现象。

3、综合分析

正常情况下,深沟球轴承工作轨迹应居于沟底,但故障轴承内、外圈滚道与钢球接触痕迹明显偏向一侧,且内圈滚道与外圈滚道均存在明显对应的偏沟磨损特征,说明轴承在工作过程中承受了较大的轴向力。较大的轴向力使轴承零件工作位置异常,零件接触表面出现异常摩擦、磨损,产生大量的摩擦热,使轴承内部温度升高,润滑脂性能变差,如基础油加速挥发,润滑脂变干、变硬,润滑性能下降,进一步加剧轴承内部的摩擦、磨损,游隙变大,轴承逐渐运转失稳,出现摆动,轴承加速失效。

故障轴承内圈一侧端面均存在微动腐蚀现象,该侧端面应是与轴肩配合面,分析认为,轴承工作时轴向力的产生应与该现象的产生有关。从轴承内圈一侧滚道存在偏磨特征与另一侧端面存在微动腐蚀现象来判断,内圈承受轴向力的方向应是从内圈端面无接触痕迹一侧(外侧)向有微动腐蚀一侧(轴肩侧),见图 13 轴承安装部位简图。轴承内圈端面与轴肩产生微动腐蚀的原因多是轴承与轴肩未能充分靠紧,并受到反复轴向冲击力作用的结果,其作用的结果可能使轴承内圈与轴颈发生轴向移动(向外),此时若使轴承不产生附加轴向力,需要轴承外径与轴承座孔的配合有足够的间隙可轴向自由移动,如果轴承外径与轴承座孔的配合偏紧,则轴承外圈在随内圈(向外)移动后就不能自由的回复,在轴承正常工作时使轴承内圈产生一个(向内)的附加轴向力。轴承非打字端面侧白色聚四氟乙烯密封圈内径处有明显磨损,进一步说明轴承轴向力方向是从内圈打字端向非打字端。

图13 轴承安装部位简图

经分析结果表明,故障轴承失效形式为高温磨损失效。轴承失效的原因是在工作过程中承受较大的附加轴向力。

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