孫世平

（福建省永安軸承有限責（zé）任公司，福建永安　366000）

　　摘　要：介紹了圓錐滾子軸承發生早期失效的幾種情況，如尺寸及（jí）形位誤差不合格；安裝操作不當；使用維護不當（dāng）等。並對此提出了相應（yīng）的預防措施。

　　關鍵詞：配（pèi）合；裝配；失效（xiào）

　　圓錐滾子軸承通常由外圈、內圈、滾子和保持架組成，其中（zhōng），內圈、滾子和保（bǎo）持架裝配鉚合後形成內組件，而外（wài）圈則是可分離的。軸承轉動時，滾子與內外套圈滾道都受到（dào）很（hěn）大的交變接觸應力，其工作表麵易出現金屬疲勞。實踐證明，當潤滑（huá）和密封適當，安裝和維護條件正常時，絕大多數軸承能達到（dào）預期壽命，其失效形式為承受交（jiāo）變應力作（zuò）用（yòng）而發（fā）生（shēng）的接觸疲勞失效。但在軸承安裝、使用和維護不當，或與軸承相關的工件表麵幾何形狀超（chāo）差（chà），都可能造成軸承的早期失（shī）效。

　　1　與（yǔ）軸承配合工件的尺寸、形（xíng）狀及位置精度（dù）不合格引起的損壞

　　若工件軸和外殼孔的擋肩對配合表麵不垂直，或軸承定位麵的粗糙度不合格，以及由於軸彎曲，都將造成軸承內圈和外圈軸線的相互歪斜（xié）並引起套圈和滾子滾動（dòng）表麵局部接觸應力顯著增（zēng）大，進（jìn）而產生疲勞剝落（luò），發（fā）生早期損壞（huài），如圖1所示。

　　若（ruò）工件外殼孔呈橢圓形或錐形，會使套（tào）圈產生變形，並危及滾道，進而引起滾道過早磨損和疲勞破壞。同樣，若（ruò）工件軸與軸承的配合軸頸幾何形狀不正（zhèng）確也將造成軸承內圈滾道的損壞。如軸徑過大，則可能（néng）造成內圈破裂，如（rú）圖2所示；如外殼孔徑過大，則造成外圈的鬆動並（bìng）產生打滑，進（jìn）而加劇（jù）外殼孔和外圈外徑的磨損，如圖3所示。

　　2　安裝操（cāo）作方式不當造（zào）成（chéng）軸承的損壞

　　圓錐滾子軸承的內組件和外圈（quān）是分別（bié）在（zài）軸上和外殼內安裝的，裝配時由於歪斜、衝擊或裝配用力過大等均可使套圈滾道及滾子受到損傷，這種損傷（shāng）即（jí）使很小，也會加劇滾道的破壞。如滾子上有磕碰傷，軸承轉動後也將造成套圈滾道的損傷（shāng），如圖（tú）4所示。

　　在安裝過程中如采用（yòng）壓入方式進行軸承的裝配，必須使用專用的套筒工具，因為直（zhí）接通過鐵棒用力敲打（dǎ）套圈，可能使套圈產生裂紋或端麵損壞，甚（shèn）至（zhì）造成內圈擋邊的崩裂。為避免裂紋的產生，安裝時不宜用（yòng）鐵（tiě）棒直接敲（qiāo）打套圈，而必（bì）須加銅製襯墊（diàn）。

　　使用專用的套筒工具進行內組件（jiàn）的裝配（pèi）時，應注意套筒的內外徑尺寸，以免使套筒壓在保持架端麵上（shàng）造成保持架變形，變（biàn）形嚴重時可能造成滾（gǔn）子（zǐ）散落。

　　在搬運和裝配時如不（bú）小（xiǎo）心使軸承內組件（jiàn）掉落地麵或受到碰（pèng）撞，將造成保（bǎo）持架的變形，如圖5所示，變形的保持架將使滾子受卡，影響軸（zhóu）承的轉（zhuǎn）動靈活性，進而產生發熱和燒傷（shāng）現象，Z終導致軸承（chéng）失效。

　　軸承安裝後外圈與內組件間遊隙的調整（zhěng）也非常重要，如遊隙過小，則（zé）導致溫升過（guò）高，加快磨損甚至咬死；遊隙（xì）過大，將產生附加徑向跳動和（hé）軸向竄動，造成滾子與外圈滾道（dào）的（de）相對位移並引起不（bú）均勻的局部磨損，產生噪音。隻有調整適當，才能保證軸承（chéng）正常運轉。

　　3　使用維護不當造成的損壞軸承

　　工作時，如潤滑油不足，工作麵金屬與金屬的直接接（jiē）觸將引起擦傷，並產生發熱和燒（shāo）傷，降（jiàng）低軸承（chéng）原有（yǒu）的硬度進（jìn）而造成粘著磨損，Z終導致軸承失（shī）效。

　　軸承安裝前如工件未清理幹淨或添（tiān）加的潤滑油（yóu）不清潔（如混有沙子、灰塵、髒物等），或因密封（fēng）不可靠以及在多塵（chén）的環境中工（gōng）作時，一（yī）些硬質顆（kē）粒進入軸承滾道將引起磨粒磨（mó）損，其表麵呈現細槽痕跡或細小的麻點，使軸承的遊隙加大，精度降低，使用壽命縮短。

　　軸承在（zài）使用中如受到過大的靜載荷或衝擊載荷的作用，很可能使內外圈和滾（gǔn）子的接觸處產生不均勻的塑性（xìng）變形———壓痕。壓痕的出現會使軸承的振動和噪聲增大（dà），溫度升高，磨損加劇，進而產（chǎn）生（shēng）嚴重的剝落，使軸承失效，如圖（tú）6所示。這種情況多發生在轉（zhuǎn）速較低（dī）或擺動的軸承上。

　　軸承在潮濕（shī）的介質以及（jí）有（yǒu）酸蒸汽（qì）和其他引起金屬腐（fǔ）蝕的物質環境中工作（zuò），如軸承的密封（fēng）不好，可能造成鏽蝕。鏽蝕的（de）產物（wù）和潤（rùn）滑油混合一起會對滾道和滾動體（tǐ）的工作表麵造成腐蝕磨損，並引發表麵剝落。

　　軸承在使用中如有電（diàn）流通過軸承，電流（liú）可能擊穿軸承油膜，產生電火花（huā），從而造成表麵熔融，形成小凹坑或條形坑，如圖7所示。

　　4　結語

　　為使軸承能（néng）正常工作並達到預期壽命（mìng），在選用（yòng）軸承時，應針對軸（zhóu）承的主要失效形式進行必要的計算。對（duì）於一般運轉的（de）軸承，應根據接觸疲勞失效，按額定動載荷進行壽（shòu）命計算（suàn）；對於（yú）高速（sù）軸承，除（chú）進行壽命計算外，還要進行必要的極限轉（zhuǎn）速校核；對於轉速較低的軸承，要進行靜（jìng）強（qiáng）度計算（suàn），以防止塑性變形（xíng）的發生（shēng）。軸承發生早期（qī）失效（xiào）後，要細心觀察損壞的情況，分析產生的原因（yīn），采取必要的改進（jìn）措施。此外，軸承組合結構設計要合理，要保證充分的潤滑和（hé）可靠的密封，這對提高軸（zhóu）承的壽命和保證正常（cháng）工作是非常重要的。
 

來源：《機械工（gōng）程師（shī）》2007年08期