摘要:在冶金生產當中,軸承的使用非常廣泛,因此,剖析軸承使用壽命,直接關系到機械設備的正常使用及其生產的正常進行。
關鍵詞:失效 疲勞 潤滑 表面粗糙度
1.引起軸承失效的原因
1.1磨損失效
磨損失效是指表面間的相對滑動摩擦導致軸承工作表面金屬磨損產生失效。持續磨損能夠引起軸承零件逐步損壞,并使得軸承配合精度大大降低。磨損可能影響到部件外形發生變化,尺寸配合間隙加大以及工作表面形狀發生變化,繼而影響潤滑劑,當潤滑劑受到污染達到一定程度時,最終造成潤滑作用完全失效,因而使軸承失去運轉精度,甚至不能正常運轉。磨損失效是冶金生產中,軸承使用最常見的一種失效模式,按照磨損形式可分成:磨粒磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損和粘著磨損。
磨粒磨損主要由外界硬粒介質侵入摩擦系統,在摩擦表面之間發生切削及磨削,使得金屬表面發生塑性變形和疲勞損傷,造成磨損。據日本研究人員報道說,不論進入的污染粒尺寸如何,只要達到一定的集中量,就能使軸承的使用壽命減少到額定壽命的5%至20%,因為污染粒的侵入,促使軸承表面磨損,從而產生剝落。
疲勞磨損主要是在滾動摩擦面上(如滾動軸承的滾動體表面)出現針狀或豆斑狀的小凹坑(也稱為點蝕),當軸承出現疲勞斑點之后,設備仍然能夠運轉,但是機械振動和噪聲會突然加大,運行精度急劇下降,使用壽命也會相繼降低。
腐蝕磨損是指在軸承工作運行中,工作表面與空氣中的氧氣產生系列反應,或者與腐蝕性介質發生反應,在這一系列反應中,工作表面疏松、容易脫落且耐磨強度降低。常見的腐蝕磨損有:氧化磨損、特殊介質磨損和氣蝕磨損。
粘著磨損是因為軸承表面糙度的影響,在外力作用中,運動著的摩擦面接觸點產生瞬間升溫,摩擦面表面膜在高溫高壓下受到破壞,在此接觸點上發生塑性變形和金屬粘著,尤其是當潤滑條件下降時,軸承發生至粘著抱死。
1.2接觸疲勞失效
接觸疲勞失效是指軸承工作表面受到交變應力的作用而發生的失效。接觸疲勞剝落發生在軸承工作表面,通常伴隨著疲勞裂紋,首先從接觸表面以下最大交變切應力處產生,然后擴展到其它處表面,進而形成相異的剝落外觀,例如:點狀的點蝕或麻點剝落,剝落成小片狀的稱為淺層剝落。隨著剝落面的逐步增大,不斷向深層擴延,形成深層剝落。深層剝落是接觸疲勞失效的疲勞源。
2.影響軸承使用壽命的條件
2.1工作條件的影響
例如:軋鋼生產中,軋輥軸承主要承受很高的單
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