精密电机轴常见故障类型及轴承损伤根源

轴承是大部分设备的核心部件，一旦轴承失效，设备就会停止，找到轴承故障的根源以避免事故发生就显得尤为重要。每种故障都有其特性，通过观察损伤状况有可能确定故障根源。现在我们就来逐一分析。

1.磨损

磨损是滚动轴承最常见的故障之一，通常是由异物引起研磨损伤、擦伤、槽痕、圆周线痕或碎屑污染，分磨耗磨损和粘滞磨损两大类。磨耗磨损是由于轴承内部有微小异物，它们可能是来自外部或内部的污染颗粒，这些颗粒将磨损或研磨滚道和滚动体，这种磨损将造成轴向游隙或内部间隙扩大，进而降低轴承寿命，导致轴承偏心。此外，磨损也会影响轴承所在机器的其他零件。润滑剂分析可能会发现污染物的来源，从而有助于找到解决问题的方法。

粘滞磨损主要发生在轻负荷、润滑不良、滚动体速度差较大从而产生滑动的接触表面。早期阶段，外观是发光表面，但很快它就变成无光表面，或多或少带有粘上的材料。

2.疲劳

疲劳的表现形式是剥落，即轴承材料出现麻点或脱落，剥落最初发生在滚道或滚动体上。来自滚道表面下的疲劳是材料恶化，是由滚道表面下方的交变应力引起，最终导致材料衰变。最初是出现裂缝，裂缝随轴承工作慢慢发展，当裂缝发展到表面时，就发生剥落。来自表面的疲劳通常由润滑不足引起。当润滑不良时，会发生金属与金属的接触。表面凸凹不平（突出部分）相互剪切，导致表面出现剪切应力。由于材料疲劳，出现小裂缝，然后是微剥落。最初由于表面粗糙度降低了，所以表面可能很明亮光滑，但是如果持续发展下去，表面就会变得无光，表面破碎会越来越多，出现麻点。

3.机械腐蚀

浸蚀通常是由于轴承座内温度变化，内部空气冷凝，水份不断积聚而成。而湿气或水时常从破损或不适当的密封圈进入轴承，相比其它损坏过程，发生得较快，能发展到材料深处导致轴承严重损伤。空气湿度过高或用手指触摸滚道，都能导致这种类型的腐蚀。因此做好防护非常重要。潮湿腐蚀通常发生在静止状态，处于深处的锈会导致轴承早期损坏。

摩擦腐蚀的根源是两个承载面之间的微移动。微移动主要由滚动体经过时产生的循环负荷引起。配合不好、轴弯曲或接触面有缺陷，都能导致或加速摩擦腐蚀的发生。摩擦腐蚀容易造成轴承圈开裂。假硬化也是一种摩擦腐蚀，发生在滚动体和滚道间的接触区域，是循环振动引起的塑性接触面微移动和回弹所致。

4.电腐蚀

当电流通过轴承时，将会通过滚动体在内、外圈间传导，可能出现过高电压造成的损伤。同样，电流泄漏也能造成损伤，电流泄漏来自通过轴承的杂散电流，而杂散电流通常是由频率变化引起的。主要的可见损伤是凹槽，形似洗衣板图案。相比过高电压损伤，在电流泄漏中，电流通过的区域更大，结果电流密度变小，损伤温度也较低。因此主要的可见损坏是回火效应，即轴承表面变软。当用高倍放大镜观察损伤部位，通常也能看到坑。

5.塑性变形

静态负荷或冲击负荷可产生过载，从而导致塑性变形，在滚道上形成凹痕。通常安装不当是产生此问题的根源，即在轴承圈上用力不当，从而在滚动体上产生冲击负荷。碎屑造成的凹痕是因为外部颗粒进入轴承，被滚动体压入滚道。搬运造成的凹陷是由于轴承表面被硬的尖锐物体碰坏。由于轴承表面精度极高，当局部过载，如轴承掉落地上，就可能会在表面磕出凹痕，从而让轴承无法工作。

6.破裂和开裂受压破裂是因为局部过载或应力过高，造成应力集中超过了材料的抗拉强度所致。常见是野蛮拆装轴承或圆锥座或衬套拧得太紧。疲劳破裂开始于弯曲状态下应力超过疲劳强度时。最初出现一条裂缝，然后不断增多，最后整个轴承圈或保持架开裂。当使用紧配合时可能出现疲劳破裂。热开裂产生于两个表面相互严重摩擦时，产生的摩擦热导致裂缝，通常与滑动方向成直角。

很多轴承故障都可以避免。深入的轴承损伤根源分析可以找到问题根源，通过采取适当的措施，能提前避免故障再次发生，降低故障成本。