了解轴承和齿轮中的点蚀
定义:什么是点蚀?
坑 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:
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。.
类别															
																	 
									 
									 
									 
									 
									 
									