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泵用推力球轴承磨损失效故障举例说明

推力球轴承磨损失效是常见的故障之一,例如:某型液压泵在使用过程中,泵内的推力球轴承发生严重磨损失效故障,具体的推力球轴承磨损失效形式,下面中华轴承网(简称:华轴网)做出了一下详细介绍。

泵用推力球轴承磨损失效故障举例说明

推力球轴承

1、泵用推力球轴承磨损失效故障形貌

该推力球轴承由轴圈、座圈、保持架和11粒钢球组成。其中轴圈滚道磨损严重,局部可见粗糙的凹坑,受磨损和挤压作用滚道的边缘部分凸起出现“爬坡”现象(见图1、图2);座圈整体损伤较轻,滚道表面呈金黄色较光滑,局部可见小的点坑和碾压沟槽(见图3)。11粒钢球均出现高温变色呈暗黑色,3粒钢球破碎(红箭头所指部位),8 粒钢球相对完整均出现不同程度的磨损或挤压损伤,个别钢球卡死于兜孔内无法转动保持架兜孔磨损,边缘部分凸起(见图4 )。

泵用推力球轴承磨损失效故障举例说明

图1 轴圈滚道整体磨损形貌

泵用推力球轴承磨损失效故障举例说明

图2 轴圈滚道放大形貌

泵用推力球轴承磨损失效故障举例说明

图3 座圈滚道放大形貌

泵用推力球轴承磨损失效故障举例说明

图4 钢球和保持架外观损伤情况

2、钢球断口特征

破碎断裂的3粒钢球断口特征基本相同,断口宏观表面呈蓝黑色,表面磨损严重;微观以韧窝特征为主,局部可见沿晶+韧窝混合特征,呈过载断裂特征(见图5)。

泵用推力球轴承磨损失效故障举例说明

宏观形貌

泵用推力球轴承磨损失效故障举例说明

微观形貌

图5 钢球断口宏观和微观图

3、推力球轴承磨损失效结果分析

故障轴承轴圈、座圈及钢球均未见疲劳剥落痕迹,说明轴承故障初期主要表现应是磨损,查阅前期资料,发现该轴承以往故障形貌基本相似,轴承轴圈磨损严重,多数钢球表面均有大面积磨损和变黑现象,卡滞在保持架兜孔内不能转动。

出现这一现象, 应是轴承在故障发生过程中,磨损产生的大量金属屑挤夹在保持架兜孔内,阻碍了钢球的转动,直至卡死,最终轴承轴圈与钢球保持架组件产生严重滑动磨损。

该推力轴承在泵内装配使用时座圈外径无定位,主要靠6根弹簧压紧外端面产生的预紧力实现定位,轴承在工作过程中要承受交变轴向偏心载荷,轴承座圈难免会出现定的径向摆动,产生径向偏移,随着座圈径向移动量的增加,接触角会明显减小,严重时可使钢球出现“爬坡”状态,这种“爬坡” 状态的产生最终可从轴圈或座圈沟道的异常接触痕迹中得到判断。

如果轴承安装时,轴圈出现定位不准,形成初始偏心,加之工作过程中在交变轴向偏心载荷作用下,轴承座圈再出现一定的径向摆动,两者叠加,就会使座圈径向移动量明显增加,这必将导致轴承运转不稳定,偏离正常工作轨迹,从而导致轴承零件工作表面早期磨损。

本次故障轴承轴圈沟道边缘磨损严重,受磨损和挤压作用,沟道的边缘部分凸起出现典型的“爬坡”现象,且轴圈、座圈及钢球均未见疲劳剥落痕迹,说明轴承故障初期主要表现应是磨损,磨损的产生应与轴承工作过程中出现运转不稳定,钢球与滚道接触位置偏离正常工作轨迹有关。

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