轴承和齿轮中的点蚀是什么?表面损伤 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset",用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡 轴承和齿轮中的点蚀是什么?表面损伤 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset",用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡

了解轴承和齿轮中的点蚀

定义:什么是点蚀?

点蚀是指轴承滚道、滚动体或齿轮齿面上形成细小的凹坑、坑洼或凹陷。点蚀可由两种不同的机制引起:(1) 疲劳点蚀 (2)滚动接触疲劳造成的损伤,代表早期表面疲劳损伤;以及(2) 腐蚀点蚀 点蚀是由电化学腐蚀引起的,通过材料去除在表面形成凹坑。在轴承中,点蚀通常被认为是早期或轻微的腐蚀形式。 剥落, 而在齿轮中,点蚀被认为是一种特殊的失效模式,与齿轮断裂或过度磨损不同。.

点蚀会造成表面粗糙度和应力集中,从而产生 振动 噪声,如果不加以纠正,点蚀萌生可能会发展成更大的剥落,最终导致部件失效。.

点蚀类型

1. 疲劳点蚀(机械)

滚动接触疲劳试验结果:

微点蚀

  • 尺寸: 极小的凹坑(直径10-50微米)
  • 外貌: 哑光灰色表面纹理,肉眼几乎看不见
  • 地点: 集中在高压力区域
  • 进展: 根据具体情况,可能会发展成宏观点蚀或趋于稳定。
  • 常见于: 采用薄润滑油膜的齿轮,高速轴承

宏观点蚀(初始点蚀)

  • 尺寸: 直径 1-5 毫米,深度 0.1-0.5 毫米
  • 外貌: 清晰可见的陨石坑或凹坑
  • 过程: 地下疲劳裂纹扩展至表面
  • 进展: 通常会长成更大的碎片
  • 大体时间: 可能需要数月甚至数年才会发展成失败

2. 化学腐蚀点蚀

电化学过程的结果:

  • 原因: 与轴承表面接触的水分、酸或化学物质
  • 外貌: 粗糙的锈色凹坑,通常伴有腐蚀产物
  • 分配: 可能广泛分布于表面,而非局限于荷载区域。
  • 深度: 通常比疲劳坑浅
  • 压力源: 腐蚀坑是疲劳裂纹的萌生点。

3. 电蚀点蚀

  • 原因: 电流通过轴承时产生电弧
  • 外貌: 规则排列的小型、间距紧密的陨石坑(沟槽)
  • 常见于: 采用变频驱动的电机,轴接地不良。
  • 特征: 波纹状或波纹状外观
  • 检测: 视觉检查中的独特模式

检测方法

振动分析

点蚀会产生特征振动信号:

  • 早期: 高频振动略有增加
  • 故障频率: 外观 BPFO, BPFI, 或者 BSF 根据地点而定
  • 包络分析: 对检测早期点蚀最为有效
  • 进展: 随着凹坑增大,振幅和谐波次数也随之增加。

目视检查

  • 需要拆卸轴承或使用内窥镜进行检查
  • 寻找灰色哑光区域(微坑)或可见的陨石坑(宏观坑)。
  • 计数和测量凹坑大小以评估其严重程度
  • 用于记录和传播的照片

油分析

  • 油样中的金属颗粒表明活性物质已被去除。
  • 铁谱分析显示了点蚀与磨损的颗粒形貌特征。
  • 颗粒浓度增加表明损伤逐渐加重。

超声波检测

  • 表面粗糙度(例如点蚀)会增加超声波发射。
  • 用于无创监测的便携式超声探测器
  • 在振动症状消失前早期检测有效

病因及预防

疲劳点火预防

  • 足够的承载能力: 选择 L10 寿命超过所需使用寿命的轴承
  • 适当润滑: 确保足够的薄膜厚度(λ 比值 > 3)
  • 清洁度: 尽量减少造成应力集中的污染
  • 结盟: 防止因错位而产生边缘载荷
  • 负载控制: 避免过载(轴承寿命与载荷的倒数成反比)

腐蚀点蚀预防

  • 有效密封: 防止潮气渗入
  • 合适的润滑剂: 使用含有防腐蚀剂的润滑剂
  • 耐腐蚀材料: 适用于潮湿环境的不锈钢轴承
  • 存储保护: 保护备用轴承免受潮湿影响
  • 防止冷凝: 避免因热循环导致冷凝

电气点蚀预防

  • 变频电机应用中的正确轴接地
  • 电机一端的绝缘轴承
  • 陶瓷滚动元件(非导电)
  • 消除或最大限度地减少轴承电流

齿轮啮合

在齿轮应用中,点蚀具有以下特点:

齿轮齿面点蚀

  • 发生于牙齿接触区的表面
  • 集中在俯仰线附近,滑移和滚动在此交汇。
  • 在齿轮啮合频率下产生特征噪声和振动
  • 在某些应用中,适量使用是可以接受的。
  • 牙齿表面凹坑过多会导致牙齿断裂。

检测

  • 增加 齿轮啮合频率 振动
  • 轴频率处的边带
  • 可听见的噪声变化
  • 牙齿侧面的目视检查

严重程度评估

轴承点蚀严重程度标准

  • 初始: 少量散布的微坑, 受影响的负荷区小于 5%
  • 光: 载荷区5-25%可见点蚀
  • 缓和: 25-50% 区域出现大面积点蚀,开始融合。
  • 严重的: > 50% 区域,凹坑连接形成剥落,需立即更换

决策标准

  • 继续操作: 早期至轻微点蚀,需监测
  • 方案替换: 适度进站,1-3个月内更换一次。
  • 紧急更换: 严重点蚀,应尽快更换
  • 紧急关机: 快速进展、高振动或温度

点蚀是轴承劣化过程中的一个重要中间阶段——比一般的表面磨损更为严重,但如果及早发现,则可控。通过振动监测结合包络分析和适当的维护措施,可以在点蚀早期阶段识别出来,从而在发展成灾难性剥落失效之前进行计划性维护。.


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