在工業(yè)設(shè)備的日常運(yùn)行中,,軸承跑圈是一個(gè)讓很多工程師頭疼的問(wèn)題,。它不僅影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),,還可能導(dǎo)致設(shè)備故障甚至損壞。今天,,就讓我們一起深入了解軸承跑圈的來(lái)龍去脈,,以及為什么它會(huì)對(duì)軸承造成傷害,還有如何有效解決這一問(wèn)題,。
一,、什么是軸承跑圈,?
軸承跑圈是指滾動(dòng)軸承與其配合的軸或孔發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)(相對(duì)位移)。這種現(xiàn)象在工業(yè)設(shè)備中較為常見(jiàn),,尤其是在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備中更容易出現(xiàn),。軸承跑圈可以分為兩種情況:軸承內(nèi)圈與軸發(fā)生滑動(dòng)稱為跑內(nèi)圈,軸承外圈與軸承座孔發(fā)生滑動(dòng)稱為跑外圈,。
二,、軸承跑圈的原因
軸承跑圈的原因是多方面的,主要包括以下幾個(gè)方面:
1.配合公差不當(dāng)
軸承與軸或軸承座的配合公差是影響軸承跑圈的關(guān)鍵因素之一,。如果配合公差過(guò)大(間隙配合),,軸承與軸或軸承座之間的擠壓力不足,無(wú)法產(chǎn)生足夠的靜摩擦力來(lái)保持相對(duì)靜止,,從而在扭力作用下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),,導(dǎo)致跑圈。
2.加工和安裝精度不足
軸,、軸承,、軸承座的加工精度和安裝精度對(duì)軸承的運(yùn)行狀態(tài)至關(guān)重要。如果加工精度不足,,如表面粗糙度不符合要求,,或者安裝過(guò)程中操作不當(dāng),可能會(huì)導(dǎo)致配合間隙增大,,從而引發(fā)跑圈,。
3.溫差影響
軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致軸與軸承,、軸承座之間存在溫差,。如果溫差過(guò)大,可能會(huì)使軸承的內(nèi)圈或外圈膨脹或收縮,,從而破壞原有的配合松緊度,,導(dǎo)致跑圈。
4.振動(dòng)過(guò)大
設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)會(huì)增加軸承的動(dòng)載荷,,使軸承與軸或軸承座之間的配合面受到反復(fù)的沖擊,。長(zhǎng)期的振動(dòng)可能導(dǎo)致配合面磨損,進(jìn)而引發(fā)跑圈,。
5.軸承材質(zhì)問(wèn)題
軸承的材質(zhì)直接影響其強(qiáng)度,、剛度和耐磨性。如果軸承材質(zhì)不符合要求,,或者軸承合金的摩擦系數(shù)過(guò)高,,可能會(huì)導(dǎo)致軸承在運(yùn)行過(guò)程中更容易發(fā)生跑圈,。
三,、為什么軸承跑圈會(huì)對(duì)軸承造成傷害?
軸承跑圈會(huì)對(duì)軸承及相關(guān)部件造成嚴(yán)重傷害,影響軸承內(nèi)部滾動(dòng)體運(yùn)行狀態(tài),。
軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,,在軸承的負(fù)荷區(qū),滾動(dòng)體和滾道之間主要是滾動(dòng)摩擦,。當(dāng)軸承跑圈的時(shí)候,,負(fù)荷區(qū)內(nèi)部滾動(dòng)體和滾道之間的摩擦狀態(tài)可能發(fā)生改變,使得滾動(dòng)體和滾道之間不是純滾動(dòng)摩擦,,從而造成一系列影響,。
1.加劇磨損
當(dāng)軸承跑圈時(shí),原本緊密配合的軸或軸承座與軸承之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),,這種滑動(dòng)摩擦?xí)觿≥S和軸承座的磨損,。長(zhǎng)期下去,軸可能會(huì)被磨細(xì),,軸承座孔可能會(huì)被磨大,,最終導(dǎo)致設(shè)備精度下降,甚至部件報(bào)廢
同時(shí),,軸承滾動(dòng)體和滾道之間的摩擦(滾動(dòng)滑動(dòng)摩擦混合)可能會(huì)加劇軸承內(nèi)部的磨損,,造成滾道或者滾動(dòng)體的傷害,從而出現(xiàn)軸承噪聲,、發(fā)熱等問(wèn)題,。
2.局部過(guò)熱
跑圈過(guò)程中,摩擦力大幅增加,,大量機(jī)械能被轉(zhuǎn)化為熱能,,導(dǎo)致軸承局部溫度升高。這種局部過(guò)熱不僅會(huì)加速潤(rùn)滑油的老化和失效,,還可能使軸承材料的機(jī)械性能下降,,進(jìn)一步加劇磨損。
3.破壞配合精度
軸承跑圈會(huì)破壞原有的配合精度,,使軸承與軸或軸承座之間的間隙增大,。這種變化會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行,降低設(shè)備的精度和效率,。
4.引發(fā)其他故障
跑圈可能導(dǎo)致軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞,,如滾動(dòng)體與滾道之間的接觸應(yīng)力增加,引發(fā)疲勞點(diǎn)蝕,、剝落等問(wèn)題,。此外,跑圈還可能使軸承的保持架變形,,影響滾動(dòng)體的正常運(yùn)轉(zhuǎn),。
四,、軸承跑圈的危害
軸承跑圈對(duì)設(shè)備的運(yùn)行和壽命有嚴(yán)重的負(fù)面影響:
1.滾動(dòng)體與滾道的接觸應(yīng)力變化軸承跑圈時(shí),滾動(dòng)體與滾道之間的接觸應(yīng)力分布會(huì)變得不均勻,。原本設(shè)計(jì)的滾動(dòng)接觸變?yōu)椴糠只瑒?dòng)接觸,,導(dǎo)致局部應(yīng)力集中。這種不均勻的應(yīng)力分布會(huì)加速滾動(dòng)體和滾道的磨損,,甚至引發(fā)疲勞點(diǎn)蝕和剝落,。
2.潤(rùn)滑失效跑圈會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂的分布被破壞,潤(rùn)滑效果下降,。滾動(dòng)體與滾道之間的摩擦系數(shù)增加,,進(jìn)一步加劇磨損。同時(shí),,潤(rùn)滑失效會(huì)使軸承內(nèi)部溫度升高,,加速潤(rùn)滑油的老化和失效。
3.保持架變形軸承跑圈時(shí),,滾動(dòng)體與保持架之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化,,可能導(dǎo)致保持架受到額外的應(yīng)力。如果保持架的材料強(qiáng)度不足或設(shè)計(jì)不合理,,可能會(huì)導(dǎo)致保持架變形甚至損壞,。保持架變形后,滾動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)軌跡也會(huì)受到影響,,導(dǎo)致滾動(dòng)體之間相互碰撞,,進(jìn)一步加劇軸承內(nèi)部的磨損。
4.局部過(guò)熱跑圈過(guò)程中,,摩擦力大幅增加,,大量機(jī)械能被轉(zhuǎn)化為熱能,導(dǎo)致軸承局部溫度升高,。局部過(guò)熱不僅會(huì)加速潤(rùn)滑油的老化和失效,,還可能使軸承材料的機(jī)械性能下降,進(jìn)一步加劇磨損,。
5. 軸承精度下降軸承跑圈會(huì)破壞原有的配合精度,,使軸承與軸或軸承座之間的間隙增大。這種變化會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行,,降低設(shè)備的精度和效率,。配合精度的破壞還會(huì)導(dǎo)致軸承內(nèi)部的滾動(dòng)體與滾道之間的接觸狀態(tài)改變,進(jìn)一步降低軸承的性能,。
6. 振動(dòng)和噪聲增加軸承跑圈會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和噪聲增加,。這種增加的振動(dòng)不僅會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行效率,還可能導(dǎo)致其他部件的損壞,。振動(dòng)和噪聲的增加也會(huì)進(jìn)一步加劇軸承的磨損,。
7. 軸承壽命縮短軸承跑圈會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)體與滾道之間的接觸應(yīng)力增加,,加速疲勞失效的過(guò)程。疲勞失效是軸承的主要失效形式之一,,跑圈會(huì)顯著縮短軸承的使用壽命。
8. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞軸承跑圈可能導(dǎo)致軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞,,如滾動(dòng)體與滾道之間的接觸應(yīng)力增加,,引發(fā)疲勞點(diǎn)蝕、剝落等問(wèn)題,。此外,,跑圈還可能使軸承的保持架變形,影響滾動(dòng)體的正常運(yùn)轉(zhuǎn),。
五,、軸承跑圈的解決方法
針對(duì)軸承跑圈的問(wèn)題,可以采取以下措施進(jìn)行解決:
1.優(yōu)化配合公差
根據(jù)軸承的使用工況和受力情況,,合理選擇配合公差,,確保軸承與軸、軸承座之間的配合既不過(guò)緊也不過(guò)松,。
2.提高加工和安裝精度
嚴(yán)格控制軸,、軸承、軸承座的加工精度和表面粗糙度,,確保安裝過(guò)程符合技術(shù)要求,,避免因加工或安裝不當(dāng)導(dǎo)致的配合間隙增大。
3.控制溫差
在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中,,應(yīng)考慮軸承的熱膨脹和收縮特性,,通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和散熱措施,控制軸承運(yùn)行時(shí)的溫差,。
4.減少振動(dòng)
通過(guò)優(yōu)化設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、安裝減振裝置或調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),減少設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng),。
5.選擇合適的軸承材質(zhì)
根據(jù)設(shè)備的使用環(huán)境和工況,,選擇強(qiáng)度高、剛度好,、耐磨性強(qiáng)的軸承材質(zhì),。
6.修復(fù)措施
如果軸承已經(jīng)發(fā)生跑圈,可以采用鑲套,、堆焊,、刷鍍、熱噴涂,、激光熔覆等修復(fù)方法,,恢復(fù)軸承的配合精度,。
六、總結(jié)
軸承跑圈是一種常見(jiàn)的故障現(xiàn)象,,其原因多種多樣,,包括配合公差不當(dāng)、加工和安裝精度不足,、溫差影響,、振動(dòng)過(guò)大以及軸承材質(zhì)問(wèn)題等。軸承跑圈不僅會(huì)加劇設(shè)備的磨損,,降低運(yùn)行效率,,還可能影響設(shè)備的精度和壽命。因此,,合理選擇配合公差,、提高加工和安裝精度、控制溫差,、減少振動(dòng)以及選擇合適的軸承材質(zhì)是預(yù)防軸承跑圈的關(guān)鍵措施,。如果軸承已經(jīng)發(fā)生跑圈,應(yīng)及時(shí)采取修復(fù)措施,,恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)行,。
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