軸承(cheng)在設備(bei)中(zhong)的應用相當廣泛，軸承(cheng)壽命極(ji)其(qi)關鍵(jian)。據(ju)統計，旋(xuan)轉機械(xie)的故(gu)(gu)障中(zhong)軸承(cheng)的損(sun)壞(huai)故(gu)(gu)障約占(zhan)30%，而這些根源很(hen)簡單(dan)，例如貨物列車脫(tuo)軌(gui)事故(gu)(gu)，據(ju)調查發現軸箱中(zhong)的一個軸承(cheng)過熱（如圖1），導致(zhi)車軸斷(duan)裂(lie)，造成車廂傾覆、交通中(zhong)斷(duan)數小時，事故(gu)(gu)損(sun)失巨大(da)。
軸承故障損傷根源(yuan)分析：
軸(zhou)承(cheng)是大部分設備的核心部件，一旦(dan)軸(zhou)承(cheng)失效，設備就(jiu)(jiu)會停止，找到(dao)根(gen)源以(yi)避免事故再次發生就(jiu)(jiu)顯得(de)尤為重要。實際(ji)上，軸(zhou)承(cheng)一旦(dan)受損，它就(jiu)(jiu)會逐漸惡化直到(dao)無法工作(zuo)，那時故障(zhang)發生的所有證據(ju)可(ke)能都被破壞了。
如圖2 揭示了損(sun)傷(shang)從小到大的整個過程，外部顆粒(污染(ran)物)進(jin)入軸(zhou)承(cheng)，運動中產(chan)生(sheng)凹痕(hen)(污染(ran)物被壓入滾(gun)道)。凹痕(hen)邊緣(yuan)會升高，所(suo)以凹痕(hen)看起來(lai)像個坑(keng)。滾(gun)道局部幾何形狀發生(sheng)改變，使得(de)這個區域無法(fa)形成良好(hao)油膜把接(jie)觸表(biao)面分離開來(lai)，結果造成材料疲勞。更(geng)(geng)初(chu)是表(biao)面出現裂縫，更(geng)(geng)后(hou)是受(shou)(shou)損(sun)區域剝(bo)(bo)落(luo)，隨著繼續(xu)運轉，剝(bo)(bo)落(luo)不(bu)斷(duan)加劇。到后(hou)來(lai)，受(shou)(shou)損(sun)區域變得(de)如此(ci)之(zhi)大，更(geng)(geng)初(chu)的受(shou)(shou)損(sun)點(即凹痕(hen))完全消失(shi)。此(ci)時(shi)對受(shou)(shou)損(sun)軸(zhou)承(cheng)進(jin)行檢查，已(yi)很難發現問題的根源:即可能由(you)于密封(feng)不(bu)好(hao)致使污染(ran)物進(jin)入軸(zhou)承(cheng)。
每種故障都有(you)其特有(you)的特性，通過(guo)觀察損(sun)(sun)傷(shang)狀況有(you)可能(neng)確定故障根源。下面中(zhong)華軸(zhou)承(cheng)網（簡(jian)稱：華軸(zhou)網）分享相關軸(zhou)承(cheng)損(sun)(sun)傷(shang)類(lei)型和軸(zhou)承(cheng)損(sun)(sun)傷(shang)的根源
1、磨損
磨(mo)(mo)損(sun)是(shi)滾動軸(zhou)承更常見(jian)的故障之一，通常是(shi)由異物引起研磨(mo)(mo)損(sun)傷、擦傷、槽痕、圓周(zhou)線(xian)痕或碎屑污染，分(fen)磨(mo)(mo)耗磨(mo)(mo)損(sun)和粘(zhan)滯磨(mo)(mo)損(sun)兩大類。
磨(mo)耗磨(mo)損(sun)是(shi)由于軸(zhou)承(cheng)(cheng)內(nei)(nei)部(bu)有(you)微(wei)小異物(wu)，它們可能是(shi)來自外部(bu)或(huo)內(nei)(nei)部(bu)的(de)污染顆(ke)粒(li)，比如齒輪帶來的(de)金屬微(wei)粒(li)或(huo)碳化(hua)物(wu)。這些(xie)顆(ke)粒(li)將磨(mo)損(sun)或(huo)研磨(mo)滾(gun)(gun)道和滾(gun)(gun)動體，在(zai)圓錐(zhui)滾(gun)(gun)子軸(zhou)承(cheng)(cheng)中(zhong)，滾(gun)(gun)子端面(mian)和內(nei)(nei)圈擋邊的(de)磨(mo)損(sun)程度遠比滾(gun)(gun)道嚴重，這種磨(mo)損(sun)將造(zao)成軸(zhou)向(xiang)游隙或(huo)內(nei)(nei)部(bu)間(jian)隙擴大(da)，進而降低軸(zhou)承(cheng)(cheng)壽命，導致軸(zhou)承(cheng)(cheng)偏心。此外，磨(mo)損(sun)也會影響軸(zhou)承(cheng)(cheng)所在(zai)機器的(de)其他零件(jian)。污染物(wu)能進入(ru)軸(zhou)承(cheng)(cheng)內(nei)(nei)部(bu)，通常是(shi)密(mi)封(feng)圈嚴重磨(mo)損(sun)或(huo)失效(或(huo)沒有(you))。潤滑劑分(fen)析可能會發現污染物(wu)的(de)來源，從而有(you)助于找到解決問題的(de)方(fang)法。
粘滯磨損主要發(fa)(fa)(fa)生在輕負荷、潤滑(hua)不良、滾(gun)動(dong)體(ti)速(su)度差較大從(cong)(cong)而產生滑(hua)動(dong)的(de)接觸表面。例(li)如，滾(gun)動(dong)體(ti)從(cong)(cong)無載(zai)區(qu)(qu)進入承(cheng)載(zai)區(qu)(qu)的(de)過程，滾(gun)動(dong)體(ti)在無載(zai)區(qu)(qu)失速(su)，當重新進入承(cheng)載(zai)區(qu)(qu)時獲得加速(su)。這(zhe)將導(dao)致(zhi)潤滑(hua)膜撕破(po)、滑(hua)動(dong)、發(fa)(fa)(fa)熱，導(dao)致(zhi)材料可能從(cong)(cong)滾(gun)動(dong)體(ti)轉移到(dao)滾(gun)道(dao)或從(cong)(cong)滾(gun)道(dao)轉移到(dao)滾(gun)動(dong)體(ti)上。早期階段，外觀是發(fa)(fa)(fa)光表面，但很快(kuai)它就變成(cheng)無光表面，或多或少帶有粘上的(de)材料。
2、疲勞
疲(pi)勞的(de)表現(xian)(xian)形式是剝(bo)落(luo)(luo)，即軸承(cheng)材(cai)料(liao)出現(xian)(xian)麻點(dian)或脫落(luo)(luo)，剝(bo)落(luo)(luo)更初發(fa)生(sheng)在滾(gun)道(dao)或滾(gun)動體上(shang)。
來(lai)自滾(gun)道(dao)表(biao)面(mian)下(xia)的疲勞是(shi)(shi)材(cai)料惡化(hua)，是(shi)(shi)由滾(gun)道(dao)表(biao)面(mian)下(xia)方的交變(bian)應(ying)力引起，更終導致材(cai)料衰變(bian)。更初是(shi)(shi)出現裂縫(feng)，裂縫(feng)隨軸承(cheng)工作慢慢發(fa)展(zhan)(zhan)，當裂縫(feng)發(fa)展(zhan)(zhan)到(dao)表(biao)面(mian)時，就發(fa)生剝落。
來自表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)疲(pi)勞通常由(you)潤(run)(run)滑(hua)不(bu)足引起。潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)作用是建(jian)立油膜，把滾道與滾動體(ti)分隔(ge)開(kai)來。當潤(run)(run)滑(hua)不(bu)良時，會(hui)發生金屬與金屬的(de)(de)接觸(chu)。表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)凸凹不(bu)平(ping)(突出部(bu)分)相互剪切(qie)，導(dao)致表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)出現剪切(qie)應力。由(you)于(yu)材料(liao)疲(pi)勞，出現小裂(lie)縫，然后是微剝(bo)落。更初由(you)于(yu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)粗糙度(du)降低(di)了，所以表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)可能很明亮光滑(hua)，但是如果持續發展下去，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)就(jiu)會(hui)變得無光，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)破碎會(hui)越(yue)來越(yue)多，出現麻(ma)點。
3、機械腐蝕
浸蝕(shi)(shi)通常(chang)是由于軸(zhou)承座(zuo)內(nei)溫度變化，內(nei)部(bu)空(kong)氣(qi)(qi)冷凝，水份不斷積聚(ju)而成。而濕(shi)氣(qi)(qi)或(huo)水時常(chang)從(cong)破損(sun)或(huo)不適當的(de)(de)密(mi)封圈進入軸(zhou)承，由于軸(zhou)承滾(gun)(gun)道和(he)滾(gun)(gun)動(dong)體表面精度極(ji)(ji)高，極(ji)(ji)易受到濕(shi)氣(qi)(qi)與水的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。相比其它損(sun)壞過(guo)程，發生(sheng)得較(jiao)快，能(neng)發展到材料深處(chu)導致(zhi)軸(zhou)承嚴(yan)重(zhong)損(sun)傷。空(kong)氣(qi)(qi)濕(shi)度過(guo)高或(huo)用手指觸摸滾(gun)(gun)道，都能(neng)導致(zhi)這種類型的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。因此做(zuo)好(hao)防護非常(chang)重(zhong)要。潮(chao)濕(shi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)通常(chang)發生(sheng)在(zai)靜止狀(zhuang)態，處(chu)于深處(chu)的(de)(de)銹會(hui)導致(zhi)軸(zhou)承早期損(sun)壞。
摩(mo)擦(ca)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)根源是(shi)兩個承(cheng)載(zai)面(mian)(mian)之間(jian)的(de)(de)(de)微移(yi)動(dong)。大多數情況下，這(zhe)種(zhong)摩(mo)擦(ca)腐蝕(shi)發生在軸(zhou)承(cheng)外徑和(he)軸(zhou)承(cheng)座(zuo)之間(jian)和(he)軸(zhou)承(cheng)孔和(he)軸(zhou)之間(jian)，微移(yi)動(dong)主要由滾(gun)(gun)動(dong)體經過時(shi)產生的(de)(de)(de)循環負荷引起。配(pei)合不好、軸(zhou)彎曲或(huo)接(jie)觸面(mian)(mian)有缺陷，都能導致或(huo)加(jia)速(su)摩(mo)擦(ca)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)發生。空氣能進入沒有保護的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)，加(jia)速(su)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)發展。形(xing)成的(de)(de)(de)氧化(hua)鐵，體積(ji)要比純鋼大得多，造成材料變大，應力升高(gao)，甚(shen)至對軸(zhou)承(cheng)滾(gun)(gun)道(dao)也是(shi)這(zhe)樣，從而導致過早性的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)下疲勞。摩(mo)擦(ca)腐蝕(shi)容易造成軸(zhou)承(cheng)圈開裂。
假硬化也是(shi)一種摩擦腐(fu)蝕，發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)滾(gun)(gun)動(dong)體和滾(gun)(gun)道間(jian)的(de)接(jie)(jie)觸區域，是(shi)循環振動(dong)引起的(de)塑性接(jie)(jie)觸面(mian)微移動(dong)和回彈(dan)所(suo)致。由于它(ta)是(shi)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)軸承靜止和承載時，所(suo)以損(sun)傷(shang)出現(xian)在(zai)滾(gun)(gun)動(dong)體節圓(yuan)處。根據振動(dong)的(de)強(qiang)度、潤滑條(tiao)件和負荷，腐(fu)蝕和磨(mo)損(sun)可(ke)能同時發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，在(zai)滾(gun)(gun)道上形成(cheng)淺(qian)凹(ao)陷(xian)。通常(chang)，振動(dong)會(hui)導致潤滑劑的(de)局部缺失、金(jin)(jin)屬(shu)與金(jin)(jin)屬(shu)接(jie)(jie)觸和磨(mo)耗磨(mo)損(sun)。凹(ao)陷(xian)處外(wai)觀通常(chang)變得無光，經(jing)常(chang)褪色，有時因為(wei)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)潮(chao)濕腐(fu)蝕而略帶紅(hong)色。偶(ou)爾凹(ao)陷(xian)處呈現(xian)光亮表面(mian)，可(ke)能主要是(shi)因為(wei)仍有潤滑劑，還沒有發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)磨(mo)耗磨(mo)損(sun)。假硬化損(sun)壞(huai)能導致球(qiu)軸承的(de)球(qiu)面(mian)出現(xian)空洞，滾(gun)(gun)子軸承出現(xian)線條(tiao)。
4、電腐蝕
當電(dian)(dian)流通過(guo)軸承時，將會通過(guo)滾(gun)動體在(zai)內、外(wai)圈(quan)間傳導，可(ke)能(neng)出現過(guo)高電(dian)(dian)壓(ya)造成(cheng)的(de)損傷。接(jie)觸表面(mian)發生的(de)過(guo)程與電(dian)(dian)弧焊(han)(小(xiao)接(jie)觸面(mian)上的(de)高密度(du)電(dian)(dian)流)類似，材(cai)(cai)料被(bei)加熱到回火至融化等不同(tong)程度(du)。在(zai)材(cai)(cai)料被(bei)回火、再硬化或融化的(de)地方(fang)，外(wai)觀出現大小(xiao)不一的(de)褪(tun)色區。在(zai)材(cai)(cai)料融化的(de)地方(fang)，形成(cheng)大約(yue)0.1mm 至 0.5mm 的(de)坑。
同樣，電(dian)流泄漏也能(neng)造(zao)成損(sun)傷(shang)，電(dian)流泄漏來(lai)自通(tong)過軸(zhou)承的(de)(de)雜散電(dian)流，而(er)雜散電(dian)流通(tong)常(chang)是由(you)頻率變化引起的(de)(de)。主(zhu)要(yao)的(de)(de)可見(jian)損(sun)傷(shang)是凹槽，形(xing)似(si)洗衣板(ban)圖案。這(zhe)些凹槽的(de)(de)形(xing)狀，在(zai)球軸(zhou)承呈(cheng)接觸橢圓，在(zai)滾子(zi)軸(zhou)承呈(cheng)接觸線(xian)，滾動體(ti)通(tong)常(chang)出現均勻的(de)(de)褪色。相比過高(gao)(gao)電(dian)壓損(sun)傷(shang)，在(zai)電(dian)流泄漏中，電(dian)流通(tong)過的(de)(de)區域(yu)更大，結果電(dian)流密度變小，損(sun)傷(shang)溫度也較低。因此主(zhu)要(yao)的(de)(de)可見(jian)損(sun)壞(huai)是回火效(xiao)應，即軸(zhou)承表(biao)面(mian)變軟(ruan)。當用高(gao)(gao)倍放大鏡觀察損(sun)傷(shang)部位，通(tong)常(chang)也能(neng)看到(dao)坑。
5、塑性變形
靜(jing)態負荷(he)或沖擊(ji)負荷(he)可產生過載，從(cong)而(er)導致塑性變形(xing)，在滾(gun)道(dao)上形(xing)成凹(ao)痕(hen)。通常安(an)裝不(bu)(bu)當是(shi)產生此問題的(de)根(gen)源，即在軸承(cheng)(cheng)圈上用力不(bu)(bu)當，從(cong)而(er)在滾(gun)動體(ti)(ti)上產生沖擊(ji)負荷(he)。碎屑造成的(de)凹(ao)痕(hen)是(shi)因為外(wai)部顆粒(污染物)進入(ru)軸承(cheng)(cheng)，被滾(gun)動體(ti)(ti)壓入(ru)滾(gun)道(dao)。凹(ao)痕(hen)的(de)大小和形(xing)狀(zhuang)取決于顆粒的(de)性質。凹(ao)痕(hen)處滾(gun)道(dao)的(de)幾(ji)何形(xing)狀(zhuang)被破壞(huai)，潤滑受到影響。表面出(chu)現(xian)應力，疲勞(lao)導致表面過早剝(bo)落。
搬運造成的凹陷是(shi)由于軸承(cheng)表面(mian)(mian)被硬的尖銳物體碰壞(huai)。由于軸承(cheng)表面(mian)(mian)精度極高(gao)，當局部(bu)過載，比如(ru)軸承(cheng)掉落地上，就(jiu)可能會在(zai)表面(mian)(mian)磕出(chu)凹痕，從而讓(rang)軸承(cheng)無法工(gong)作。
6、破裂和開裂
受壓(ya)破裂是因為局(ju)部過載或(huo)應(ying)力(li)(li)過高，造成應(ying)力(li)(li)集中超過了(le)材料的抗(kang)拉(la)強度所致(zhi)。常(chang)見(jian)是野(ye)蠻(man)拆裝軸承(cheng) (沖擊)或(huo)圓錐座或(huo)襯(chen)套(tao)擰得(de)太緊(jin)。當(dang)用榔頭和硬鑿直接敲打軸承(cheng)圈(quan)，可(ke)能導致(zhi)形成微小的裂縫。當(dang)軸承(cheng)投(tou)入使用時(shi)，軸承(cheng)圈(quan)可(ke)能有小片(pian)脫落。而安(an)裝時(shi)圓錐座或(huo)襯(chen)套(tao)擰得(de)太緊(jin)，結(jie)果軸承(cheng)圈(quan)出現(xian)抗(kang)拉(la)應(ying)力(li)(li)(圓周應(ying)力(li)(li))，當(dang)軸承(cheng)投(tou)入使用時(shi)產(chan)生裂縫。
疲勞(lao)(lao)破裂開(kai)(kai)始(shi)于彎(wan)曲狀態(tai)下應力(li)(li)超過疲勞(lao)(lao)強度(du)時。更(geng)初出現一條裂縫，然后不(bu)斷增多，更(geng)后整個軸(zhou)承圈或保持架開(kai)(kai)裂。當使用緊配合時可(ke)能出現疲勞(lao)(lao)破裂，因(yin)為緊配合可(ke)能產(chan)生很(hen)高(gao)的(de)圓(yuan)周(zhou)應力(li)(li)。然后交變應力(li)(li)和圓(yuan)周(zhou)應力(li)(li)共同作用，造成軸(zhou)承圈的(de)過早疲勞(lao)(lao)，整個圈裂開(kai)(kai)。
熱開裂產生于兩(liang)個表面(mian)相互嚴重摩擦時，產生的摩擦熱導致裂縫，通常與滑動方向成(cheng)直角。
很(hen)多軸承故(gu)障都可(ke)以(yi)避(bi)免。深入的軸承損傷根源分析(xi)可(ke)以(yi)找到(dao)問(wen)題根源，通過采取適當的措施(shi)，能提前避(bi)免故(gu)障再次(ci)發(fa)生，降低故(gu)障成本(ben)。
