轴承知识-轴承寿命和轴承失效

轴承寿命和轴承失效

全世界每年大约生产100亿个轴承。实际 上，只有很小一部分正在使用的轴承会失 效 ，大部分轴承 (约90%) 的寿 命比安装它们的设备的检修周期要长。为 了安全(预防) 起见，有些轴承 (9.5%) 在失 效前就被更换了，约0.5%的轴承在损坏或失 效后才被更换，这意味着每年大约有5 000 万个轴承是由于损坏和失效而被更换的。

轴承损坏或失效的原因通常有如下 几种：

• 1/3的失效由疲劳导致；

1/3的失效由润滑问题(润滑剂不合适、 润滑剂用量不当、润滑间隔期不合理) 导致；

• 1/6的失效由污染 (密封失效) 导致；

• 1/6的失效由其他原因 (运输和安装不 当、载荷比预期值大或与预期值不同、 配合错误或不充分) 导致。

上述数据在不同行业或不同应用中有所不 同。例如，在纸浆和造纸行业，轴承失效的 主要原因是污染和润滑不足，而非疲劳。每种失效都会产生一种特殊的损坏 印迹，这种印迹被称之为“痕迹”(在滚道 中被称之为踪迹，见第32页“踪迹”)。因 此，大多数情况下，通过仔细检查受损轴承 就可以找出受损的根本原因。根据受损原 因，就可以采取相应的纠正措施， 防止问 题再次发生。

以密封失效的应用为例。当污染颗粒 穿过密封件进入轴承之后，会被滚动体碾 压，并且会在滚道上形成压痕 ，较 硬的颗粒可能会形成有锐边的压痕。之后 压痕周围的区域在滚动体的正常碾压下会 承受循环应力，导致表面疲劳，这部分金 属开始脱离滚道。这种现象被称为剥落。 一旦发生剥落，损坏就会进一步增加，直 至轴承无法使用。

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影响轴承使用寿命的因素

通常，某一应用的轴承额定寿命根据SKF 额定寿命公式进行计算：

Lnm = a1 aSKF C—Pp

其中

Lnm = SKF额定寿命 (100 – n1) % 可靠性) [百万转]

a1 = 寿命可靠性调整系数

aSKF = SKF寿命修正系数

C = 基本额定动载荷，[kN]

P = e轴承当量动载荷，[kN]

p = 寿命公式的指数

1) 系数n代表失效概率，即所要求的可靠性与 100%之间的差值。

这种方法不仅考虑了载荷，而且还考虑了 其他重要因素，例如可靠性、润滑条件、 污染和疲劳载荷极限。

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轴承是否可以达到或超过计算出的额 定寿命取决于如下几个因素：

• 轴承质量

只有按照最高质量标准生产的轴承才能 具备较长的使用寿命。

• 存储

轴承的正确存放是合理存储的一个重要 方面。注意避免积压。使用“先进先出” 的方法有助于确保存放的轴承都是“新 鲜的”轴承。这点对于带有密封件或防尘 盖的轴承尤为重要，因为它们在出厂前预 先填充了润滑脂，润滑脂的储存期较短。 此外，需要注意的是随着制造技术的快 速发展，现在生产的轴承的固有寿命已 大大高于10或15年之前生产的轴承。

• 应用

应针对具体应用选用合适的轴承。

• 安装

轴承只有安装正确才能正常运行。不正确的安装技 术容易损坏轴承，导致过早失效。

• 润滑

不同的工作条件需要不同的润滑剂、不同的补充润滑间隔以及不同的润滑剂更换间隔。因此，不仅要使用正确的润滑剂，而且还要在正确的时间以正确的方式使用正确剂量的润滑剂。

• 密封解决方案

密封的目的是防止润滑剂流出轴承和污染物进入轴承。如果密封失效，可能导致轴承过早失效。何时更换轴承?从轴承开始(初期) 损坏到完全不能使用的时间可能差别很大。在高速运行下，可能仅为几秒钟，而在慢速运行的大型设备中，可能长达几个月。“我应该什么时候更换轴承？ ”，这个问题可通过轴承状态监测获得最佳答案。如果受损轴承未经检查继续运行并且在发生灾难性失效之前没有更换，那么可能会对设备及其部件造成二次损坏。而

且，一旦轴承发生灾难性失效，失效的根本原因就很难确定，甚至根本不可能确定。

损坏的发展

坚硬污染物被碾压，在圆柱滚子轴承的内圈滚 道上形成压痕 (a)。从压痕后方区域开始发生表 面疲劳，进而导致剥落。一段时间之后，剥落变 得越来越明显 (b，c) 。 如果设备未及时停机， 可能会对部件造成二次损坏。初始压痕变得无 法辨认 (d)。

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