为什么SKF轴承会发生疲劳断裂

为什么SKF轴承会发生疲劳断裂

SKF轴承在反复弯曲作用导致超过材料的疲劳强度时,会发生疲劳断裂损坏。反复的弯曲导致材料出现发裂(毛细裂纹),发裂逐渐蔓延,直到SKF轴承套圈或保持架上出现贯穿性的裂纹。

SKF轴承所安装的轴承座在载荷区的支撑不充分,因此,SKF轴承外圈承受周期性的弯曲应力,最终导致SKF轴承外圈上出现贯穿性的裂纹。

SKF轴承为什么会发生强力断裂

SKF轴承为什么会发生强力断裂

当SKF轴承应力集中超过材料的抗拉强度时,会发生受压断裂。导致SKF轴承受压断裂的两种常见原因是局部过载和过应力。

常见的断裂原因是处置不当,这种情况发生在使用锤子或凿子进行SKF轴承冷安装时。直接敲击SKF轴承套圈会导致SKF轴承套圈上出现细小的裂纹,一旦SKF轴承开始运行,这种裂纹会迅速演变成贯穿性的裂纹。

圆锥轴安装推进距离过大可能会导致SKF轴承内圈断裂。推进量过大引起的SKF轴承套圈环向 (拉伸) 应力导致轴承套圈在运行过程中产生裂纹。马氏体硬化套圈比贝氏体硬化套圈对这种损坏的敏感程度更高。

SKF轴承受热或者安装到尺寸过大的轴上时,也有可能会产生该种后果。

SKF轴承产生碎屑压痕的原因

SKF轴承产生碎屑压痕的原因

密封件和润滑剂可能会在SKF轴承中引入固体污染物。此外,邻近部件 (例如齿轮) 磨损或损坏也有可能生成固体污染物。当受到滚动体的碾压时,固体污染物会被挤压入滚道内并形成压痕。引起压痕的颗粒不一定是坚硬的颗粒。即使是非常柔软的颗粒,当其体积足够大时,也有可能会产生不利影响。

压痕边缘周围凸起的材料会导致失效。当疲劳程度达到某一特定程度时,就可能引起早期剥落 (从压痕的后端开始)。剥落最开始表现为表面裂纹。SKF寿命理论可以用来计算由压痕引起的使用寿命缩短的程度。进行计算所需的最重要的运行数据包括SKF轴承类型和尺寸、转速、SKF轴承载荷、润滑粘度比、以及污染物颗粒的大小、硬度和浓度。在SKF轴承安装过程中,确保润滑剂清洁和小心操作对于防止压痕损坏来说非常重要。

当SKF深沟球轴承中因压痕导致剥落,碾压方向为由底部至顶部时。“V形”痕迹为SKF轴承中典型的压痕损坏痕迹,剥落最初在此处由压痕的后端向外扩大。碾压方向由右至左。一个体积较大的柔软污染物侵入滚道内,并被碾压。压痕底部的磨削纹路仍然清晰可见。另外,注意压痕周围的凸起边缘。在压痕的左侧有一个较大的材料剥落痕迹 (黑色)。此外还有一些裂纹,裂纹处的材料也即将剥落。

SKF轴承产生碎屑压痕的原因

SKF轴承产生碎屑压痕的原因

密封件和润滑剂可能会在轴承中引入固体污染物。此外,邻近部件 (例如齿轮) 磨损或损坏也有可能生成固体污染物。

当受到滚动体的碾压时,固体污染物会被挤压入滚道内并形成压痕。引起压痕的颗粒不一定是坚硬的颗粒。即使是非常柔软的颗粒,当其体积足够大时,也有可能会产生不利影响。压痕边缘周围凸起的材料会导致失效。当疲劳程度达到某一特定程度时,就可能引起早期剥落 (从压痕的后端开始)。剥落最开始表现为表面裂纹。

SKF寿命理论可以用来计算由压痕引起的使用寿命缩短的程度。进行计算所需的最重要的运行数据包括SKF轴承类型和尺寸、转速、轴承载荷、润滑粘度比、以及污染物颗粒的大小、硬度和浓度。在SKF轴承安装过程中,确保润滑剂清洁和小心操作对于防止压痕损坏来说非常重要。

当SKF深沟球轴承中因压痕导致的剥落,若碾压方向为由底部至顶部。“V形”痕迹为轴承中典型的压痕损坏痕迹,剥落最初在此处由压痕的后端向外扩大。碾压方向由右至左。一个体积较大的柔软污染物侵入滚道内,并被碾压。压痕底部的磨削纹路仍然清晰可见。另外,注意压痕周围的凸起边缘。在压痕的左侧有一个较大的材料剥落痕迹 (黑色)。此外还有一些裂纹,裂纹处的材料也即将剥落。

SKF轴承过载变形的特征

SKF轴承过载变形的特征

SKF轴承过载变形可能是由静态过载、冲击载荷或操作不当所引起的。各种原因导致SKF轴承的损坏在外观上看起来是相同的,因此将其合并为一种子失效模式。

当SKF轴承保持架受到直接冲击,发生变形。如果将该SKF轴承投入使用,会产生较高水平的噪声和振动。如果通过滚动体施加安装力或者如果SKF轴承在静止时承受异常载荷,滚道和滚动体可能出现压痕损坏。压痕之间的间距等于滚动体的间距。解决方案:使用正确的安装工具和方法。

在生产、运输、储存和安装过程中,搬运操作都起着非常关键的作用。SKF轴承搬运操作不当表现为局部过载和坚硬及/或尖锐物体引起的可见划痕。滚子导致内圈滚道上的滚子节圆处出现划痕。如果将SKF轴承投入使用,会产生较高水平的噪声和振动。

什么是SKF轴承的电流泄漏腐蚀

什么是SKF轴承的电流泄漏腐蚀

SKF轴承在电流泄漏腐蚀损坏的初始阶段,表面损坏通常为分布密集的浅层放电痕,其直径远远小于大电流引起的放电痕。即使电流强度相对较小,也有可能会出现这种现象。随着时间的推移,放电痕会逐渐演变为皱缩痕迹。这种痕迹出现在滚道上。对于滚子轴承来说,皱缩痕迹还会出现在滚子上。在滚子轴承中,整个滚子表面通常会出现褪色现象(浅灰至深灰)。

SKF轴承电蚀损坏的程度取决于各种因素:电流强度、持续时间、轴承载荷、转速和所用润滑剂。将轴承放大500倍,白色部分为再硬化的金属,硬度通常介于66HRC至68HRC之间。该部分金属硬度非常高,易脆。再硬化区域的下方为因受热退火的黑色金属层,其硬度低于周围轴承材料的硬度,通常为56 HRC至57HRC。

当FAG轴承上因电流泄漏腐蚀导致的损坏。滚道和滚子上正在形成皱缩。注意观察保持架槽上的润滑脂。在这种失效模式的初始阶段,润滑脂逐渐碳化,无法再形成润滑膜。这种情况最终导致表面引起的疲劳、剥落甚至是突然的卡滞。

SKF轴承大电流腐蚀的原理

SKF轴承大电流腐蚀的原理

当电流从一个SKF轴承套圈通过滚动体流入另一轴承套圈时,就会造成损坏。SKF轴承的接触面的电蚀过程与电弧焊相似,都是在较小接触面上存在较大的电流密度。电蚀会将材料加热到回火,甚至、熔融的温度。这样会使材料回火、二次淬火或熔融处的表面褪色,尺寸大小不一。除此之外,材料熔融处还会出现放电痕,并最终因滚动体的滚动而脱落。滚动体上多余的材料也会被磨掉。外表:滚道和滚动体上的放电痕。球轴承滚道上有时还会出现“之”字形灼痕。滚道和滚动体上会存在可见的局部灼痕。

SKF轴承微振腐蚀的特点

SKF轴承微振腐蚀的特点

SKF轴承的微振腐蚀出现在接触区内,是由周期性振动下的微动和弹性接触弹力所引起的。根据振动强度、润滑条件和载荷的不同,SKF轴承会同时出现腐蚀和磨损,使滚道形成浅层凹陷。如果轴承静止,这种凹陷具等滚动体间距特征:

  • 球形凹陷 (球轴承)
  • 纵向凹陷 (滚子轴承)

在采用脂润滑的应用中,微振腐蚀通常为红棕色;而在采用油润滑的应用中,微振腐蚀则为非常光亮的镜面凹陷。

很多情况下,我们能够分辨凹陷与锈蚀情况。这是由于分离下来的微粒暴露在空气中,其氧化导致其分布面积更大的氧化所造成的,相对于其体积而言,分离粒子分布的面积较大 (因接触空气所导致的)。通常,滚动体的损坏比较小。

造成该损坏的根本原因其停机状态下的外界振动。SKF轴承的应用场合为辅助设备,长时间处于停机状态。等滚子间距处存在几组“凹槽”,每组“凹槽”对应不同的停机时间段。损坏的严重程度取决于振动水平、振动频率以及停机时间的长短。

SKF轴承蠕动腐蚀的特点

SKF轴承蠕动腐蚀的特点

当SKF轴承套圈和轴或轴承座之间出现相对移动时,就会发生蠕动腐蚀。蠕动通常是由配合过松或形状不准确所引起的。这种相对移动会造成较小的材料粒子从SKF轴承表面及轴承配合面上剥离。一旦与空气接触,这些粒子会迅速发生氧化,形成氧化铁。氧化铁的体积大于铁(钢)。蠕动腐蚀最终导致SKF轴承套圈受到的支撑力可能会不均匀,对SKF轴承的载荷分布造成不利影响。腐蚀区域还充当破裂缺口的角色。

蠕动腐蚀的具体症状表现为SKF轴承外圈外表面或轴承内圈内孔生锈。相应位置滚道载荷痕迹可能会异常明显。在某些情况下,蠕动腐蚀实际上是由滚道严重剥落引起的二次损坏。

根据化学反应的不同,腐蚀痕迹可能呈现:

  • 红色 (赤铁,三氧化二铁)
  • 黑色 (磁铁,四氧化三铁)

为了避免发生蠕动腐蚀或减缓腐蚀速度,一方面应适当调整公差 (配合),另一方面应使用特殊的抗蠕动油膏或涂层。

SKF不建议使用特殊配方的粘合剂来避免蠕动腐蚀。

SKF轴承湿气腐蚀的特点

SKF轴承湿气腐蚀的特点

密封装置效果不佳可能导致湿气、水分和腐蚀性液体污染物进入SKF轴承内。一旦液体污染物的侵入量超过了润滑剂的承受能力,钢材表面就会生锈。

SKF轴承的氧化

暴露于空气中的钢材表面会形成一层薄薄的保护性氧化膜。然而,这层氧化膜并非是不可渗透的,如果水分或腐蚀性液体与钢材表面发生接触,就会发生氧化现象。

SKF轴承的腐蚀

对于造纸机和食品与饮料行业的工艺设备来说,腐蚀可能是导致SKF轴承早期失效的最常见原因。当在这些设备中的SKF轴承运行时极易被作为处理流程的水或其他液体侵入。除此之外,在机械设备停机进行冲洗时,水有可能会进入SKF轴承,导致在滚动体等间距处形成灰黑色的斑点。

SKF轴承的蚀刻

在停机状态下,润滑剂中的自由水会在SKF轴承底部积聚。其中,距滚动接触面某一特定距离处的积水程度会最为严重。导致这种现象的原因是,水比油的比重大,因此会下沉,直到滚动体与滚道之间缝隙达到某个适当的尺寸。这种现象还有可能导致深层的腐蚀,我们称之为蚀刻。蚀刻破坏通常出现在存在腐蚀性化学品及高温的应用中,例如造纸机中的干燥部分。

蚀刻通常会导致轴承出现过早、扩展性的剥落,因为材料会发生结构变化,且载荷区内的零部件表面会劣化,直到出现过载现象。预防这种腐蚀的最好方法是进行可靠密封,确保润滑剂中不含水分和任何腐蚀性的液体。此外,使用具有良好防锈特性的润滑剂也可以帮助缓解腐蚀。