電機軸承敲擊安裝后的典型損傷

     據統計，電機軸承的失效中有百分之十六與不當的安裝有關(guān)。在一般的電機軸承安裝過(guò)程中，我們強調一系列操作環(huán)境，操作流程，操作方法，但事實(shí)上仍然有很多一線(xiàn)生產(chǎn)人員對軸承采取了不當的安裝方法。

     對于電機中常用的軸承——深溝球軸承而言，這些不當的操作中最典型的就是對軸承的“敲擊"。敲擊總體上有兩種模式：

• 第一種，敲擊的沖擊載荷不通過(guò)軸承滾動(dòng)體；

• 第二種，通過(guò)軸承滾動(dòng)體。

     安裝負荷，或者是安裝的敲擊，在一定限度內只要不通過(guò)軸承的滾動(dòng)體，那么對軸承的損傷是可控的?？刂坪们脫袅?，對軸承不會(huì )造成嚴重損傷。

     但是對于安裝力通過(guò)滾動(dòng)體的敲擊安裝，會(huì )對軸承造成傷害，換句話(huà)說(shuō)，是軸承損壞潛在的重要原因。嚴重的，在軸承滾道表面留下塑性變形，軸承一運轉就有噪聲。萬(wàn)幸的是，這樣的問(wèn)題很容易發(fā)現。那么，另一種軸承內部滾道部分有了輕微的變形，但是變形不至于導致軸承在運轉時(shí)出現宏觀(guān)上的征兆。隨著(zhù)軸承的進(jìn)一步持續運轉，軸承滾道在初次損傷部位開(kāi)始出現疲勞失效，從而可以聽(tīng)到軸承的噪聲。

     此時(shí)電機已經(jīng)在該工況下運行了一段時(shí)間，如果維護人員注意到了這個(gè)噪聲及時(shí)更換維修，后果還比較可控；但是如果維護人員忽略了軸承的噪聲信息（尤其在一些環(huán)境噪音非常大的工況下），軸承很容易最終失效燒毀甚至造成更大的損失。

     這種情況下，軸承的失效會(huì )出現如下圖一樣的痕跡：

     該失效形式看似屬于表面下疲勞（次表面疲勞），但是其失效痕跡有固有的特征，最大的一點(diǎn)就是疲勞點(diǎn)成等間距分布，且間距等于軸承滾動(dòng)體之間的間距。

     具備了這些特征，就可以比較有把握的判斷為安裝時(shí)候的敲擊帶來(lái)軸承滾道的失效。因為，滾道表面等滾動(dòng)體間距的疲勞點(diǎn)說(shuō)明在等滾子間距的地方出現了初始疲勞的損傷。而如果疲勞是在軸承運轉的時(shí)候出現的，由于滾動(dòng)體在滾道上做圓周運動(dòng)，沒(méi)有辦法停下來(lái)呈現等滾子間距的傷害。

     所以，這種傷害只能是在軸承靜止的時(shí)候，同時(shí)存在有強大外力，產(chǎn)生的初始損傷的進(jìn)一步發(fā)展而導致的。

     電機安裝之后，在不運轉時(shí)承受巨大徑向負荷的機會(huì )不大，因此很大可能是安裝時(shí)候的敲擊損傷。（有別于振動(dòng)工況下的損傷，這種情況下失效點(diǎn)間距不一定等于滾子間距，他文另述。）

     電機中另一種常用的軸承是圓柱滾子軸承。圓柱滾子軸承在安裝過(guò)程中最容易出現的損傷是軸承滾道以及滾動(dòng)體之間的軸向拉傷。

     下圖是一個(gè)典型的圓柱滾子軸承安裝時(shí)對滾道造成的拉傷痕跡：

   圖中所示的是一個(gè)NU型圓柱滾子軸承內圈。內圈表面有一些沿著(zhù)軸向的痕跡，這些痕跡的典型特征是：

-       沿軸承的軸向分布；

-       失效痕跡呈現軸向拉伸痕跡（如果用顯微鏡觀(guān)察，會(huì )發(fā)現金屬表面刀痕方向改變）

-       很多情況下呈現一頭大一頭小的三角形態(tài)

     這種失效痕跡有時(shí)候與滾子間距相等，有時(shí)候呈現類(lèi)似相等的分布。尤其在多次安裝之后，很有可能不呈現的等滾子間距痕跡。

     但是，一條失效痕跡等滾子間距的地方，往往可以找到另外其他的相似痕跡。

     這樣的痕跡形成與安裝過(guò)程有關(guān)。通常安裝圓柱滾子軸承，會(huì )先把軸承內圈熱套到軸上，將外圈裝在軸承端蓋上，然后將帶軸承外圈的端蓋放在軸承內圈上，向軸承內圈方向推。這個(gè)“推"的過(guò)程往往會(huì )造成軸承滾道拉傷，從而形成圖片中類(lèi)似的痕跡。這樣的痕跡初期就會(huì )出現電機軸承的噪音，后期隨著(zhù)失效的發(fā)展，會(huì )出現更多的并發(fā)癥。

     不論是球軸承的安裝損傷還是圓柱滾子軸承的安裝損傷，在電機運行的時(shí)候如果看軸承的頻域振動(dòng)，都會(huì )發(fā)現軸承圈的缺陷頻率，拆卸軸承就會(huì )發(fā)現類(lèi)似于圖片的失效痕跡。只不過(guò)根據失效程度不同，痕跡的嚴重程度有所不同。

     電機工程師如果遇到拆卸下來(lái)的軸承具備上述圖片特征，就可以在軸承的安裝環(huán)節尋找解決問(wèn)題的方案。