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微型轴承失效原因及解决方法


[中华轴承网] 2019/11/19 作者:中华轴承网

所谓的微型轴承就是小轴承,主要指的是公制系列,外径小于9mm;英制系列,外径小于9.525mm的各类轴承,其中内径最小可以做到0.6mm,一般内径为1mm的较多。

微型轴承常见的材料有:碳钢、轴承钢、不锈钢、塑料、陶瓷等,

微型轴承用途:适用于各类工业设备、小型回转电机等高转速低噪音的领域,如:办公器械,微型电机,仪表仪器,激光雕刻,小型钟表,软驱动器,压力转子,齿科牙钻,硬盘马达,步进电机,录像机磁鼓,玩具模型,计算机散热风扇、点钞机、传真机等等相关领域。

微型轴承为什么会失效,原因是:

1、当微型轴承不旋转时由于滚珠在微型轴承圈间振动而产生的椭圆形压痕。这种破坏称为低荷振蚀。这种破坏在运输中的设备和不工作时仍振动的设备中都会产生。此外,低荷振蚀产生的碎屑的作用就象磨粒一样,会进一步损害微型轴承。与剥蚀不同,低荷振蚀的特征通常是由于微振磨损腐蚀在润滑剂中会产生淡红色。

解决方法:消除振动源并保持良好的微型轴承润滑可以防止低荷振蚀。给设备加隔离垫或对底座进行隔离可以减轻环境的振动。另外在微型轴承上加一个较小的预载荷不仅有助于滚珠和微型轴承圈保持紧密的接触,并且对防止在设备运输中产生的低荷振蚀也有帮助。

2、造成微型轴承卡住的原因是缺少内隙、润滑不当和载荷过大。在卡住之前,过大的摩擦和热量使微型轴承钢软化。过热的微型轴承通常会改变颜色,一般会变成蓝黑色或淡黄色。摩擦还会使保持架受力,这会破坏支承架,并加速微型轴承的失效。

3、材料过早出现疲劳破坏是由重载后过大的预载引起的。如果这些条件不可避免,就应仔细计算微型轴承寿命,以制定一个维护计划。

另一个解决办法是更换材料。若标准的微型轴承材料不能保证足够的微型轴承寿命,就应当采用特殊的材料。另外,如果这个问题是由于载荷过大造成的,就应该采用抗载能力更强或其他结构的微型轴承。

4、蠕动不象过早疲劳那样普遍。微型轴承的蠕动是由于轴和内圈之间的间隙过大造成的。蠕动的害处很大,它不仅损害微型轴承,也破坏其他零件。

蠕动的明显特征是划痕、擦痕或轴与内圈的颜色变化。为了防止蠕动,应该先用肉眼检查一下微型轴承箱件和轴的配件。

蠕动与安装不正有关。如果微型轴承圈不正或翘起,滚珠将沿着一个非圆周轨道运动。这个问题是由于安装不正确或公差不正确或微型轴承安装现场的垂直度不够造成的。如果偏斜超过0.25",微型轴承就会过早地失效。检查润滑剂的污染比检查装配不正或蠕动要困难得多。污染的特征是使微型轴承过早的出现磨损。润滑剂中的固体杂质就象磨粒一样。如果滚珠和保持架之间润滑不良也会磨损并削弱保持架。在这种情况下,润滑对于完全加工形式的保持架来说是至关重要的。相比之下,带状或冠状保持架能较容易地使润滑剂到达全部表面。

5、锈是湿气污染的一种形式,它的出现常常表明材料选择不当。如果某一材料经检验适合工作要求,那么防止生锈的最简单的方法是给微型轴承包装起来,直到安装使用时才打开包装。

避免微型轴承失效的方法:

解决微型轴承失效问题的最好办法就是避免失效发生。这可以在选用过程中通过考虑关键性能特征来实现。这些特征包括噪声、起动和运转扭矩、刚性、非重复性振摆以及径向和轴向间隙。

扭矩要求是由润滑剂、保持架、微型轴承圈质量(弯曲部分的圆度和表面加工质量)以及是否使用密封或遮护装置来决定。润滑剂的粘度必须认真加以选择.

因为不适宜的润滑剂会产生过大的扭矩,这在小型微型轴承中尤其如此。另外,不同的润滑剂的噪声特性也不一样。举例来说,润滑脂产生的噪声比润滑油大一些。因此,要根据不同的用途来选用润滑剂。

在微型轴承转动过程中,如果内圈和外圈之间存在一个随机的偏心距,就会产生与凸轮运动非常相似的非重复性振摆(NRR)。保持架的尺寸误差和微型轴承圈与滚珠的偏心都会引起NRR。和重复性振摆不同的是,NRR是没有办法进行,补偿的。

在工业中一般是根据具体的应用来选择不同类型和精度等级的微型轴承。例如,当要求振摆最小时,微型轴承的非重复性振摆不能超过0.3微米。同样,机床主轴只能容许最小的振摆,以保证切削精度。因此在机床的应用中应该使用非重复性振摆较小的微型轴承。

在许多工业产品中,污染是不可避免的,因此常用密封或遮护装置来保护微型轴承,使其免受灰尘或脏物的侵蚀。但是,由于微型轴承内外圈的运动,使微型轴承的密封不可能达到完美的程度,因此润滑油的泄漏和污染始终是一个未能解决的问题。

一旦微型轴承受到污染,润滑剂就要变质,运行噪声也随之变大。如果微型轴承过热,它将会卡住。当污染物处于滚珠和微型轴承圈之间时,其作用和金属表面之间的磨粒一样,会使微型轴承磨损。采用密封和遮护装置来挡开脏物是控制污染的一种方法。

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