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啤嶺機電設備（上海）有限公司
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NNTB626/YA軋機軸承失效分析

2013-10-10

（技術中心）仵永剛 盛偉 魏建文 梁艷
　　摘　要：經過對NNTB626/YA森基米爾軋機軸承失效進行分析討論，找出該套軸承的失效原因，并提出一些建議。
　　關鍵詞：森基米爾軋機軸承；失效
　　某鋼鐵公司森基米爾軋機上安裝使用我公司生產的NNTB626/YA軸承，工作不到兩個小時就出現抱死，造成外圈碎裂，致使整個軋機系統癱瘓，給用戶及公司造成了較大的經濟損失。為此用戶方送檢失效軸承要求分析，找出失效原因。
　　1　失效軸承檢查
　　1.1 外觀檢查
　　該失效軸承外圈端面的編號為Y5-4，見圖1。
　　外圈打字端一側滾道及該側的內套滾道、滾子、擋圈及保持架損壞較另一側嚴重，稱之為a列滾道、a列滾子、a擋圈及保持架a側，與之相對應的另一部分則稱之為b。
　　①外圈
　　外圈已沿軸向斷裂，斷口面為脆性新斷口，斷口附近的外徑面上可見有兩條軸向的啃擦傷痕，應為軸承抱死后外圈與中間輥啃擦所致，見圖2。
　　a列滾道有升溫變色現象，且該列滾道兩側較為嚴重尤其以外側Z為嚴重，中間較輕，見圖3箭頭所指處，故熱源應位于兩側，內側較輕應與該處潤滑條件相對較好有關。該列滾道的中擋邊有嚴重的磨損升溫變色發藍現象，且已產生塑性變形并凸起卡死保持架，而該列滾道的外擋邊磨損較輕；
　　b列滾道上僅有少量壓坑，兩側擋邊磨損輕微。
　　②內圈
　　a列滾道有升溫變色現象，與外圈相同也是該列滾道兩側較為嚴重且外側Z為嚴重，見圖4箭頭所指處。該列滾道外側已變色發藍且已產生塑性變形。
　　b列滾道無明顯異常。經測量，內圈高度合格。
　　③滾子
　　a列滾子外徑面兩端有溫升變色現象且位于滾道外側的外徑面較為嚴重，見圖5，該列滾子兩端面皆有啃擦傷痕及升溫變色，嚴重的已發藍且端面的加工凹穴已被磨掉，見圖6。

　　b列滾子除兩側端面有輕微磨損外，其余正常。
　　④保持架
　　a側兜孔梁有輕微變形，其根部有磨損，應為中擋邊的凸起與之磨擦所致，兜孔內磨損輕微，見圖7。
　　⑤擋圈
　　a擋圈內側端面有嚴重的啃擦傷痕，已產生金屬起皮及碎屑，且該側已有嚴重的升溫變色現象，見圖8。b擋圈內側端面僅有輕微磨損。
　　結合外圈、內圈、滾子及擋圈四者的異常現象分析，上述現象應是由于a列滾子兩端面分別與外圈a列滾道中擋邊及擋圈磨擦所致。
　　1.2 金相及硬度檢查
　　切取失效軸承內、外圈、滾子及擋圈制成金相試樣在顯微鏡下觀察，依據相關標準評定。
　　1.2.1 材料質量檢查（依據YB9-68標準評定），見表1。
　　1.2.2 熱處理質量檢查（依據JB/T 1255-2001標準評定），見表2。
　　上述材料質量以及熱處理質量均符合標準要求。
　　2　分析討論
　　該失效軸承在運轉時由于外圈、滾子及擋圈之間出現異常磨損，致使軸承溫升變色，進而引起軸承抱死導致外圈斷裂并失效。
　　就軸承自身而言，假設保持架a側兜孔、a列滾子、外圈a列滾道三者的相互配合有問題，那么滾子會與外圈a列滾道的兩側擋邊同時出現嚴重磨損，并且由于該列滾道外側擋邊潤滑條件比中擋邊差，因此該側擋邊磨損及塑性變形應比該側中擋邊嚴重得多，但事實上卻與之相反，外側磨損輕微。故保持架、滾子和外圈三者配合不可能有問題；而內圈經測量，尺寸合格，也不可能是內圈的問題。
　　軸承如果在使用過程中出現異常軸向竄動，加之該套軸承安裝在支撐輥中部，載荷Z大，導致該套牟出承不易復位，則會引起滾子與外圈中擋邊及一側擋圈發生異常磨擦。
　　3　結論
　　綜合上述檢查分析結果，該套軸承由于在使用中出現異常軸向竄動，并且不能及時復位，使得軸承外圈擋邊、滾子及擋圈三者出現異常磨擦，導致軸承溫升抱死，進而斷裂失效。
　　4　建議
　　為了避免或減少此類失效，應從設計角度改善外徑的設計使外徑帶有一定的凸度，并提高軸承的潤滑狀態。可以考慮采用特殊熱處理工藝提高軸承的抗沖擊性能，增加抗摩擦性，或者選用高清潔度鋼制造。另外，在使用過程中應保持潤滑油的清潔，采用可靠的密封方法，避免外物進人軸承內。
　　經協商討論后，用戶方認可該結論，并在隨后的生產及使用過程中進一步改進，目前尚未有類似問題反饋。
來源：《軸承技術》2007年第2期