第9卷第2期
2007年6月
辽宁省交通高等专科学校学报
JOURNAL OF L I A ON I N G PROV I N C I A L COLLEGE OF COMMUN I CATI O NS
Vol . 9No . 2Jun. 2007
文章编号:1008-3812(2007) 02-074-02
滚动轴承过早失效的原因
张 锋1 佟瑞超2
(1. 大连三寰集团, 辽宁大连 116000; 2. 首钢北方机械厂, 辽宁朝阳 122000)
摘 要 滚动轴承在使用过程中经常出现使用寿命远远小于设计寿命的情况, 其原因有疲劳剥落、过量的永
久变形、磨损、噪音和污染等原因。作者认为, 防止轴承过早失效的最好办法是尽量避免上述种种不利因素和促成这些因素的条件。
关键词 滚动轴承; 过早失效; 原因
中图分类号:T H133. 33 文献标识码:A 由于滚动轴承磨擦系数小、润滑材料消耗低、承载能力
大、寿命长、装卸方便等优点, , 重机各机构的转动部位, , 因损坏而失效, 收稿日期:2007-03-10
少片钢板弹簧的表面强化处理方法主要有应力喷丸和预压缩工艺。应力喷丸是使弹簧在应力状态下对弹簧的受拉表面进行强化喷丸, 其在弹簧受拉表面下产生一层残余应力, 能有效的提高弹簧的疲劳寿命。弹簧在喷丸后要进行预压缩处理, 用以消除弹簧的塑性变形, 提高弹簧的抗疲劳强度。4. 3在弹簧的叶片间放置塑料垫片
钢板弹簧在使用过程中, 往往由于各片间的摩擦使弹簧磨损而产生裂纹, 造成弹簧早期损坏。为了避免叶片间的相对摩擦, 采用在弹簧叶片间放置塑料垫片的结构, 使叶片间不发生相对摩擦, 可防止由于弹簧叶片磨损所造成的破坏。4. 4在弹簧表面喷涂防锈层
为了防止弹簧表面的腐蚀, 在应力喷丸后, 在弹簧受拉表面喷涂一层防锈层。由于弹簧叶片间加垫片后避免了个片间的摩擦, 从而保证了在叶片表面上能稳定的建立起一层耐磨的防锈层, 能有效的防止由于叶片表面腐蚀而引起的弹簧早期损坏。
4. 5弹簧的侧面轧制成圆弧形
为了防止弹簧侧面菱角处的应力集中, 一般将弹簧的侧
、过量的永久。其中疲劳剥落是正常失效。此外外圈断裂、滚动体压碎、保持架磨损和锈蚀等等为非常失效。在长期的实际工作中, 我们不难知道, 滚动轴承的失效主要来自内圈的损坏, 因为外圈滚道与滚动体的接触面积要比内圈内滚道多, 在相同的载荷作用下, 内滚道接触点(与滚动体) 所受压面轧制成圆弧形, 即可以改善弹簧侧面的喷丸效果, 又能提高弹簧的使用寿命。5 结束语
本文的论述了少片钢板弹簧在汽车上应用概况与性能特点, 计算方法及工艺措施。由于少片钢板弹簧与多片钢板弹簧相比除了减少噪声和不会摩擦外, 还可以节省材料, 减轻重量, 便于布置, 降低整车高度, 具有良好的平顺性等特点, 其已取代了多片钢板弹簧在汽车上得到很广泛的应用。但由于少片钢板弹簧的钢板截面变化大, 从中间到两端的截面是逐渐不同, 因此轧制工艺较复杂。例如, 为了减轻重量和轧制工艺难度, 近年出现了一种纤维增强塑料(FRP ) 代替钢板, 可减小重量一半以上, 而且行驶平稳, 噪声很低。参考文献
[1] 卞建东. 汽车板簧刚度测试方法探讨. 汽车技术, 2000(11) [2] 顾柏良. 汽车工程手册(设计篇) . 北京:人民交通出版社,
2001
[3] 喻惠然. 汽车技术中弹性元件的刚度试验和计算. 汽车技术,
2000(9)
Structure and Techn i cs Ana lysis of Auto FE W -leaf Spr i n g
Chen L i -bin Cheng M ian -hong Zhong Kai -liang
〔Abstracts 〕This article discusses and intr oduces Aut o FE W -leaf s p ring:in -use status, characteristics, typ ical structure and relat 2
ed calculati ons . And this paper als o analyzes measures in manufacturing and designing . 〔Keywords 〕Aut omobile; Fe w -leaf s p ring; structure; technics
・74・
第2期张 锋:滚动轴承过早失效的原因
在发生轴承抱死之前的一段时间里, 过度的磨损和产生的高
热会软化轴承钢, 同时引起轴承内各件体积膨胀, 互相挤压力越来越大, 直至轴承" 抱死" 。过热的轴承常伴有颜色的改变, 通常为兰黑色或浅黄色。过热时, 滚动体与保持架之间的间隙也变小, 摩擦力也将在保持架上产生应力, 并可能使保持架断裂而加速轴承失效。
(6) 轴承因颗粒污染也可引起点麻及点蚀痕。润滑剂被污染后, 一些固体杂质混在润滑剂中, 也会成为一种磨蚀剂。如果污染严重, 轴承也会因此而过早地发生磨损失效, 而这种失效形式较难发现。2 防止轴承过早失效的方法
防止轴承过早失效的最好办法是尽量避免上述种种不利因素和促成这些因素的条件、、刚性如, , ; , 会影响润滑效果。究, 要视其具体的工作环境而定。不同, 润滑脂要比润滑油的噪音大。
良好的润滑是避免轴承失效, 延长其寿命的重要条件之一。润滑得好, 可以改善运动平稳性, 还起到吸振、缓冲、减轻磨损的积极作用, 轴承的污染、润滑剂的污染, 在一些工业生产中是无法避免的。通常用防护罩或密封条防止灰尘和污物侵入。但由于轴承内圈与外圈是相对运动的, 密封装置不可能完善, 润滑剂的移动和污染在所难免。一旦轴承被污染, 它的润滑条件就将变化, 轴承将产生噪音。污染物混杂在滚动体和滚道之间, 他们当中有些被嵌入滚道表面, 在金属表面起着磨蚀剂的作用。因此污染至少会引起轴承的磨损。
根据轴承工作时发出的声响可以判断出轴承内出现的问题。灰尘会使轴承产生嘶哑声; 滚动面的擦伤会使轴承产生较强冲击或振动声; 缺乏润滑油脂, 则发出尖哨声。
合理的轴承装配, 对避免轴承失效、延长轴承寿命也是极为重要的。轴承的装配好坏关键是要装拆得当, 保证合适的间隙和游隙。如果装拆不当, 轻则在滚道上造成压痕, 重则使轴承报废。在装配时, 轴向间隙过小, 会使其附加力矩增大; 轴承中心线与轴承孔中心线之间的角位移过大, 也将恶化轴承的工作状态, 这些都应避之。
强比外滚道大, 因此内滚道最先开始失效。然后逐步波及到滚动体、外圈和保持架。另外轴承的噪音、转矩、径向跳动、污染、热膨胀等问题也是直接影响滚动轴承寿命的因素。1 过早失效的原因
在我们实际工作中最常见的轴承过早失效的原因是润滑不良、污染、严重过载、装配中、运输时或装卸过程中发生的冲击和撞击。污染通常是因为在装拆轴承时, 没有注意清洁或工作环境差。但这两种原因导致的轴承的失效较易防止。下面再分析几种致使滚动轴承过早失效的原因。
(1) 剥蚀(疲劳剥落) 是最常见的轴承的失效形式。当轴承在冲击载荷作用下、轴承不慎落地或不正常装配、运输都能使轨道产生压痕。一旦轴承轨道产生了压痕, 在轴承转动时, 滚动体每一次经过压痕, 就会产生一次冲击, 对压痕施加一次辗压作用。外负载越大时, 其辗压力也就越大。经过一段时间, 在若干次冲击之后, 压痕处便产生了片状的疲劳剥落, 此时轴承工作时将产生噪音、振动和附加转矩, 响轴承的运行平稳性和精度。(2) 没有处于工作状态时, 之振动, 这部因素所引起的振动使轴承滚道发生疲劳剥落, 而剥落下的残片起到了磨蚀剂的作用, 更有害于轴承使用寿命。因此在机械设备上增加隔振或把各设备的基础相互分离, 都可以减轻环境所引起的震动。还可以给轴承施加轻量的载荷, 以使轴承的滚动体基本上都与滚道保持紧密接触, 提高其抗振能力, 从而提高轴承使用寿命。
(3) 当滚动轴承的制造精度不高, 轴承孔中心线与轴中心线的角度误差, 会使滚动体工作时脱离正常滚动道, 分布于非圆形滚道上。如果此角度误差越大, 对轴承产生的附加力矩就越大, 就越" 别劲" , 早期容易引起轴承过早失效, 造成两中心线不对中的原因:一是轴承或轴肩的位置度差, 二是轴与轴承孔公差配合不当, 再是轴承座之间孔中心线不对中。
(4) 由于载荷对滚道作用不平衡所造成的失效形式是发生在轴承内圈固定不转而外圈转时, 载荷始终作用于滚道的某一部分, 致使滚道局部损伤而失效。
(5) 若轴承的滚动体与内外滚道之间的间隙过小, 当润滑不良或超载工作时, 都会使轴承因过热而发生抱死现象。
Rea son Rea search On Prema ture Fa ilure Ana lysis O f The Rolli n g Bear i n g
Zhang Fen Tong Ruichao
〔Abstracts 〕Fatigue flaking, per manent dis p lace ment, wear , noise and polluti on are main reas ons that life ti m e is much less than de 2sign life of r olling bearings in use . The best methods t o p revent fr om p remature failure analysis of the r olling bearing is avoid the disad 2vantage fact ors and tis generati on . 〔Keywords 〕r olling bearings; p re mature failure; reas on
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2007年6月
辽宁省交通高等专科学校学报
JOURNAL OF L I A ON I N G PROV I N C I A L COLLEGE OF COMMUN I CATI O NS
Vol . 9No . 2Jun. 2007
文章编号:1008-3812(2007) 02-074-02
滚动轴承过早失效的原因
张 锋1 佟瑞超2
(1. 大连三寰集团, 辽宁大连 116000; 2. 首钢北方机械厂, 辽宁朝阳 122000)
摘 要 滚动轴承在使用过程中经常出现使用寿命远远小于设计寿命的情况, 其原因有疲劳剥落、过量的永
久变形、磨损、噪音和污染等原因。作者认为, 防止轴承过早失效的最好办法是尽量避免上述种种不利因素和促成这些因素的条件。
关键词 滚动轴承; 过早失效; 原因
中图分类号:T H133. 33 文献标识码:A 由于滚动轴承磨擦系数小、润滑材料消耗低、承载能力
大、寿命长、装卸方便等优点, , 重机各机构的转动部位, , 因损坏而失效, 收稿日期:2007-03-10
少片钢板弹簧的表面强化处理方法主要有应力喷丸和预压缩工艺。应力喷丸是使弹簧在应力状态下对弹簧的受拉表面进行强化喷丸, 其在弹簧受拉表面下产生一层残余应力, 能有效的提高弹簧的疲劳寿命。弹簧在喷丸后要进行预压缩处理, 用以消除弹簧的塑性变形, 提高弹簧的抗疲劳强度。4. 3在弹簧的叶片间放置塑料垫片
钢板弹簧在使用过程中, 往往由于各片间的摩擦使弹簧磨损而产生裂纹, 造成弹簧早期损坏。为了避免叶片间的相对摩擦, 采用在弹簧叶片间放置塑料垫片的结构, 使叶片间不发生相对摩擦, 可防止由于弹簧叶片磨损所造成的破坏。4. 4在弹簧表面喷涂防锈层
为了防止弹簧表面的腐蚀, 在应力喷丸后, 在弹簧受拉表面喷涂一层防锈层。由于弹簧叶片间加垫片后避免了个片间的摩擦, 从而保证了在叶片表面上能稳定的建立起一层耐磨的防锈层, 能有效的防止由于叶片表面腐蚀而引起的弹簧早期损坏。
4. 5弹簧的侧面轧制成圆弧形
为了防止弹簧侧面菱角处的应力集中, 一般将弹簧的侧
、过量的永久。其中疲劳剥落是正常失效。此外外圈断裂、滚动体压碎、保持架磨损和锈蚀等等为非常失效。在长期的实际工作中, 我们不难知道, 滚动轴承的失效主要来自内圈的损坏, 因为外圈滚道与滚动体的接触面积要比内圈内滚道多, 在相同的载荷作用下, 内滚道接触点(与滚动体) 所受压面轧制成圆弧形, 即可以改善弹簧侧面的喷丸效果, 又能提高弹簧的使用寿命。5 结束语
本文的论述了少片钢板弹簧在汽车上应用概况与性能特点, 计算方法及工艺措施。由于少片钢板弹簧与多片钢板弹簧相比除了减少噪声和不会摩擦外, 还可以节省材料, 减轻重量, 便于布置, 降低整车高度, 具有良好的平顺性等特点, 其已取代了多片钢板弹簧在汽车上得到很广泛的应用。但由于少片钢板弹簧的钢板截面变化大, 从中间到两端的截面是逐渐不同, 因此轧制工艺较复杂。例如, 为了减轻重量和轧制工艺难度, 近年出现了一种纤维增强塑料(FRP ) 代替钢板, 可减小重量一半以上, 而且行驶平稳, 噪声很低。参考文献
[1] 卞建东. 汽车板簧刚度测试方法探讨. 汽车技术, 2000(11) [2] 顾柏良. 汽车工程手册(设计篇) . 北京:人民交通出版社,
2001
[3] 喻惠然. 汽车技术中弹性元件的刚度试验和计算. 汽车技术,
2000(9)
Structure and Techn i cs Ana lysis of Auto FE W -leaf Spr i n g
Chen L i -bin Cheng M ian -hong Zhong Kai -liang
〔Abstracts 〕This article discusses and intr oduces Aut o FE W -leaf s p ring:in -use status, characteristics, typ ical structure and relat 2
ed calculati ons . And this paper als o analyzes measures in manufacturing and designing . 〔Keywords 〕Aut omobile; Fe w -leaf s p ring; structure; technics
・74・
第2期张 锋:滚动轴承过早失效的原因
在发生轴承抱死之前的一段时间里, 过度的磨损和产生的高
热会软化轴承钢, 同时引起轴承内各件体积膨胀, 互相挤压力越来越大, 直至轴承" 抱死" 。过热的轴承常伴有颜色的改变, 通常为兰黑色或浅黄色。过热时, 滚动体与保持架之间的间隙也变小, 摩擦力也将在保持架上产生应力, 并可能使保持架断裂而加速轴承失效。
(6) 轴承因颗粒污染也可引起点麻及点蚀痕。润滑剂被污染后, 一些固体杂质混在润滑剂中, 也会成为一种磨蚀剂。如果污染严重, 轴承也会因此而过早地发生磨损失效, 而这种失效形式较难发现。2 防止轴承过早失效的方法
防止轴承过早失效的最好办法是尽量避免上述种种不利因素和促成这些因素的条件、、刚性如, , ; , 会影响润滑效果。究, 要视其具体的工作环境而定。不同, 润滑脂要比润滑油的噪音大。
良好的润滑是避免轴承失效, 延长其寿命的重要条件之一。润滑得好, 可以改善运动平稳性, 还起到吸振、缓冲、减轻磨损的积极作用, 轴承的污染、润滑剂的污染, 在一些工业生产中是无法避免的。通常用防护罩或密封条防止灰尘和污物侵入。但由于轴承内圈与外圈是相对运动的, 密封装置不可能完善, 润滑剂的移动和污染在所难免。一旦轴承被污染, 它的润滑条件就将变化, 轴承将产生噪音。污染物混杂在滚动体和滚道之间, 他们当中有些被嵌入滚道表面, 在金属表面起着磨蚀剂的作用。因此污染至少会引起轴承的磨损。
根据轴承工作时发出的声响可以判断出轴承内出现的问题。灰尘会使轴承产生嘶哑声; 滚动面的擦伤会使轴承产生较强冲击或振动声; 缺乏润滑油脂, 则发出尖哨声。
合理的轴承装配, 对避免轴承失效、延长轴承寿命也是极为重要的。轴承的装配好坏关键是要装拆得当, 保证合适的间隙和游隙。如果装拆不当, 轻则在滚道上造成压痕, 重则使轴承报废。在装配时, 轴向间隙过小, 会使其附加力矩增大; 轴承中心线与轴承孔中心线之间的角位移过大, 也将恶化轴承的工作状态, 这些都应避之。
强比外滚道大, 因此内滚道最先开始失效。然后逐步波及到滚动体、外圈和保持架。另外轴承的噪音、转矩、径向跳动、污染、热膨胀等问题也是直接影响滚动轴承寿命的因素。1 过早失效的原因
在我们实际工作中最常见的轴承过早失效的原因是润滑不良、污染、严重过载、装配中、运输时或装卸过程中发生的冲击和撞击。污染通常是因为在装拆轴承时, 没有注意清洁或工作环境差。但这两种原因导致的轴承的失效较易防止。下面再分析几种致使滚动轴承过早失效的原因。
(1) 剥蚀(疲劳剥落) 是最常见的轴承的失效形式。当轴承在冲击载荷作用下、轴承不慎落地或不正常装配、运输都能使轨道产生压痕。一旦轴承轨道产生了压痕, 在轴承转动时, 滚动体每一次经过压痕, 就会产生一次冲击, 对压痕施加一次辗压作用。外负载越大时, 其辗压力也就越大。经过一段时间, 在若干次冲击之后, 压痕处便产生了片状的疲劳剥落, 此时轴承工作时将产生噪音、振动和附加转矩, 响轴承的运行平稳性和精度。(2) 没有处于工作状态时, 之振动, 这部因素所引起的振动使轴承滚道发生疲劳剥落, 而剥落下的残片起到了磨蚀剂的作用, 更有害于轴承使用寿命。因此在机械设备上增加隔振或把各设备的基础相互分离, 都可以减轻环境所引起的震动。还可以给轴承施加轻量的载荷, 以使轴承的滚动体基本上都与滚道保持紧密接触, 提高其抗振能力, 从而提高轴承使用寿命。
(3) 当滚动轴承的制造精度不高, 轴承孔中心线与轴中心线的角度误差, 会使滚动体工作时脱离正常滚动道, 分布于非圆形滚道上。如果此角度误差越大, 对轴承产生的附加力矩就越大, 就越" 别劲" , 早期容易引起轴承过早失效, 造成两中心线不对中的原因:一是轴承或轴肩的位置度差, 二是轴与轴承孔公差配合不当, 再是轴承座之间孔中心线不对中。
(4) 由于载荷对滚道作用不平衡所造成的失效形式是发生在轴承内圈固定不转而外圈转时, 载荷始终作用于滚道的某一部分, 致使滚道局部损伤而失效。
(5) 若轴承的滚动体与内外滚道之间的间隙过小, 当润滑不良或超载工作时, 都会使轴承因过热而发生抱死现象。
Rea son Rea search On Prema ture Fa ilure Ana lysis O f The Rolli n g Bear i n g
Zhang Fen Tong Ruichao
〔Abstracts 〕Fatigue flaking, per manent dis p lace ment, wear , noise and polluti on are main reas ons that life ti m e is much less than de 2sign life of r olling bearings in use . The best methods t o p revent fr om p remature failure analysis of the r olling bearing is avoid the disad 2vantage fact ors and tis generati on . 〔Keywords 〕r olling bearings; p re mature failure; reas on
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