时间:2025/9/23 点击数:
轴承烧伤(Burning)是一种严重的恶性失效模式,通常表现为轴承套圈、滚动体和保持架在短时间内因异常高温而变色(蓝色或黑色)、退火、甚至卡死。对于以高品质和可靠性著称的SKF轴承而言,烧伤并非产品质量问题,而是几乎百分之百源于不当的应用、润滑或维护。
本文将从故障机理、表现特征和预防措施三个方面,深入剖析导致SKF轴承发生烧伤故障的三大最常见原因。
一、 润滑失效:最核心且最常见的原因
润滑是轴承的“生命线”。润滑失效是导致轴承烧伤最直接、最频繁的诱因,约占所有烧伤故障的70%以上。
故障机理:
1.润滑不足:润滑油/脂量不足、润滑间隔过长或润滑剂流失,无法在滚动接触表面形成足够厚度的油膜。
2.油膜破裂:在混合润滑或边界润滑状态下,金属表面微观凸起部分发生直接接触。
3.摩擦生热:金属直接接触产生巨大的摩擦力和热量,且热量产生的速度远大于散发的速度。
4.温升恶性循环:温度急剧升高 → 润滑剂粘度下降、氧化加速 → 油膜变得更薄、更易破裂 → 产生更多热量 → 最终在数分钟或数小时内导致轴承“咬死”并烧伤。
具体表现:
轴承内外圈滚道和滚动体表面严重磨损、粘着(材料转移)。
轴承整体呈现蓝黑色或黑褐色。
保持架可能熔化或断裂。
预防措施:
遵循SKF润滑指导:使用SKF指定的润滑剂类型和粘度。
正确的润滑量:并非越多越好,过多的润滑脂也会因搅拌过热。遵循SKF的填充量建议。
建立定期润滑计划:根据运行工况、转速和环境,制定并严格执行润滑周期。
检查密封:确保轴承密封有效,防止润滑剂泄漏和污染物侵入。
二、 安装不当:导致过载和额外摩擦
不正确的安装方式会引入异常应力,显著增加轴承的运行负荷和摩擦,从而引发局部高温和烧伤。
故障机理:
1.不对中:安装时轴与轴承座存在角度误差(角不对中),导致轴承内部受力不均,产生巨大的附加弯矩和摩擦力矩。
2.蛮力安装:使用锤子直接敲击轴承或通过滚动体传递安装力,会在滚道上造成压痕(布氏压痕)。这些凹坑在运行时会产生剧烈的振动和冲击,破坏油膜并产生热量。
3.游隙选择不当:对于工作温度较高的应用,若初始游隙选择过小,轴承在热膨胀后可能变为零游隙甚至负游隙(预紧),导致摩擦扭矩急剧增大。
具体表现:
烧伤痕迹可能呈现不对称性,与不对中或受力方向有关。
滚道上可见安装不当造成的压痕。
轴承一侧的磨损可能更为严重。
预防措施:
使用正确的工具:务必使用专业安装工具(如SKF液压螺母、感应加热器、专业套筒),确保作用力施加在正确的套圈上,且安装力均匀、对中。
确保对中精度:安装后,使用百分表检查轴和轴承座的对中情况,确保其在允许公差范围内。
正确选择游隙:根据轴和轴承座的配合公差、工作温度,计算并选择合适的初始游隙(如C3组游隙常用于高温或过盈配合场合)。
三、 过载与极端工况:超出设计极限
即使润滑和安装都正确,如果轴承长期在远超其设计能力的工况下运行,同样会因过热而烧伤。
故障机理:
1.超额载荷:负载远超轴承的额定动负荷,导致滚动接触面的应力急剧增大,产生大量摩擦热。
2.极端转速:转速超过极限值,导致保持架强度不足、引导方式不合适、离心力过大,或润滑剂无法被有效带入接触区(打滑)。
3.热源传入:轴承并非热源,而是“受害者”。例如, adjacent equipment (如电机绕组过热、高温流体)的热量直接传导至轴承,使其温度升高,进而导致润滑失效。
具体表现:
轴承全面烧伤,状况惨烈。
保持架可能因高速下的离心力或高温而严重变形、断裂。
滚动体可能发生散架。
预防措施:
准确选型:根据实际工况(负载、转速)精确计算所需轴承的尺寸和型号,确保有足够的安全余量和寿命。
咨询专家:对于极端工况(如超高速、超重载),应联系SKF应用工程师,选择特殊设计的轴承(如高速陶瓷轴承、特殊保持架设计、专项热处理产品)。
隔离外部热源:为轴承设计有效的冷却或隔热措施,防止外部热量传入。
总结与诊断流程
当发现SKF轴承发生烧伤故障时,应遵循以下流程进行诊断,找到根本原因:
1.现场调查:检查润滑记录、维护历史、运行参数(负载、转速、温度)。
2.外观检查:观察烧伤的分布特征(对称/不对称)、润滑剂残留状态、密封情况。
3.根本原因分析:
如果润滑剂碳化严重且均匀,首先怀疑润滑问题。
如果烧伤不对称,或滚道有压痕,重点检查安装和对中问题。
如果工况确实苛刻,轴承全面损坏,则需重新评估选型是否合理。
预防SKF轴承烧伤的核心在于:精准的选型、专业的安装、科学的润滑和规范的维护。对待高精密的SKF轴承,必须像对待精密仪器一样,任何环节的疏忽都可能导致昂贵的代价。