SKF軸承跑圈原因、危害與解決方法全解析

在工業(yè)設(shè)備的日常運(yùn)行中，軸承跑圈是一個(gè)讓很多工程師頭疼的問(wèn)題。它不僅影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還可能導(dǎo)致設(shè)備故障甚至損壞。今天，就讓我們一起深入了解軸承跑圈的來(lái)龍去脈，以及為什么它會(huì)對(duì)軸承造成傷害，還有如何有效解決這一問(wèn)題。

一、什么是軸承跑圈？

軸承跑圈是指滾動(dòng)軸承與其配合的軸或孔發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)（相對(duì)位移）。這種現(xiàn)象在工業(yè)設(shè)備中較為常見(jiàn)，尤其是在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備中更容易出現(xiàn)。軸承跑圈可以分為兩種情況：軸承內(nèi)圈與軸發(fā)生滑動(dòng)稱為跑內(nèi)圈，軸承外圈與軸承座孔發(fā)生滑動(dòng)稱為跑外圈。

二、軸承跑圈的原因

軸承跑圈的原因是多方面的，主要包括以下幾個(gè)方面：

1.配合公差不當(dāng)

軸承與軸或軸承座的配合公差是影響軸承跑圈的關(guān)鍵因素之一。如果配合公差過(guò)大（間隙配合），軸承與軸或軸承座之間的擠壓力不足，無(wú)法產(chǎn)生足夠的靜摩擦力來(lái)保持相對(duì)靜止，從而在扭力作用下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，導(dǎo)致跑圈。

2.加工和安裝精度不足

軸、軸承、軸承座的加工精度和安裝精度對(duì)軸承的運(yùn)行狀態(tài)至關(guān)重要。如果加工精度不足，如表面粗糙度不符合要求，或者安裝過(guò)程中操作不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致配合間隙增大，從而引發(fā)跑圈。

3.溫差影響

軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致軸與軸承、軸承座之間存在溫差。如果溫差過(guò)大，可能會(huì)使軸承的內(nèi)圈或外圈膨脹或收縮，從而破壞原有的配合松緊度，導(dǎo)致跑圈。

4.振動(dòng)過(guò)大

設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)會(huì)增加軸承的動(dòng)載荷，使軸承與軸或軸承座之間的配合面受到反復(fù)的沖擊。長(zhǎng)期的振動(dòng)可能導(dǎo)致配合面磨損，進(jìn)而引發(fā)跑圈。

5.軸承材質(zhì)問(wèn)題

軸承的材質(zhì)直接影響其強(qiáng)度、剛度和耐磨性。如果軸承材質(zhì)不符合要求，或者軸承合金的摩擦系數(shù)過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致軸承在運(yùn)行過(guò)程中更容易發(fā)生跑圈。

三、為什么軸承跑圈會(huì)對(duì)軸承造成傷害？

軸承跑圈會(huì)對(duì)軸承及相關(guān)部件造成嚴(yán)重傷害，影響軸承內(nèi)部滾動(dòng)體運(yùn)行狀態(tài)。

軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，在軸承的負(fù)荷區(qū)，滾動(dòng)體和滾道之間主要是滾動(dòng)摩擦。當(dāng)軸承跑圈的時(shí)候，負(fù)荷區(qū)內(nèi)部滾動(dòng)體和滾道之間的摩擦狀態(tài)可能發(fā)生改變，使得滾動(dòng)體和滾道之間不是純滾動(dòng)摩擦，從而造成一系列影響。

1.加劇磨損

當(dāng)軸承跑圈時(shí)，原本緊密配合的軸或軸承座與軸承之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，這種滑動(dòng)摩擦?xí)觿≥S和軸承座的磨損。長(zhǎng)期下去，軸可能會(huì)被磨細(xì)，軸承座孔可能會(huì)被磨大，最終導(dǎo)致設(shè)備精度下降，甚至部件報(bào)廢

同時(shí)，軸承滾動(dòng)體和滾道之間的摩擦（滾動(dòng)滑動(dòng)摩擦混合）可能會(huì)加劇軸承內(nèi)部的磨損，造成滾道或者滾動(dòng)體的傷害，從而出現(xiàn)軸承噪聲、發(fā)熱等問(wèn)題。

2.局部過(guò)熱

跑圈過(guò)程中，摩擦力大幅增加，大量機(jī)械能被轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致軸承局部溫度升高。這種局部過(guò)熱不僅會(huì)加速潤(rùn)滑油的老化和失效，還可能使軸承材料的機(jī)械性能下降，進(jìn)一步加劇磨損。

3.破壞配合精度

軸承跑圈會(huì)破壞原有的配合精度，使軸承與軸或軸承座之間的間隙增大。這種變化會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，降低設(shè)備的精度和效率。

4.引發(fā)其他故障

跑圈可能導(dǎo)致軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，如滾動(dòng)體與滾道之間的接觸應(yīng)力增加，引發(fā)疲勞點(diǎn)蝕、剝落等問(wèn)題。此外，跑圈還可能使軸承的保持架變形，影響滾動(dòng)體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

四、軸承跑圈的危害

軸承跑圈對(duì)設(shè)備的運(yùn)行和壽命有嚴(yán)重的負(fù)面影響：

1.滾動(dòng)體與滾道的接觸應(yīng)力變化軸承跑圈時(shí)，滾動(dòng)體與滾道之間的接觸應(yīng)力分布會(huì)變得不均勻。原本設(shè)計(jì)的滾動(dòng)接觸變?yōu)椴糠只瑒?dòng)接觸，導(dǎo)致局部應(yīng)力集中。這種不均勻的應(yīng)力分布會(huì)加速滾動(dòng)體和滾道的磨損，甚至引發(fā)疲勞點(diǎn)蝕和剝落。

2.潤(rùn)滑失效跑圈會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂的分布被破壞，潤(rùn)滑效果下降。滾動(dòng)體與滾道之間的摩擦系數(shù)增加，進(jìn)一步加劇磨損。同時(shí)，潤(rùn)滑失效會(huì)使軸承內(nèi)部溫度升高，加速潤(rùn)滑油的老化和失效。

3.保持架變形軸承跑圈時(shí)，滾動(dòng)體與保持架之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化，可能導(dǎo)致保持架受到額外的應(yīng)力。如果保持架的材料強(qiáng)度不足或設(shè)計(jì)不合理，可能會(huì)導(dǎo)致保持架變形甚至損壞。保持架變形后，滾動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)軌跡也會(huì)受到影響，導(dǎo)致滾動(dòng)體之間相互碰撞，進(jìn)一步加劇軸承內(nèi)部的磨損。

4.局部過(guò)熱跑圈過(guò)程中，摩擦力大幅增加，大量機(jī)械能被轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致軸承局部溫度升高。局部過(guò)熱不僅會(huì)加速潤(rùn)滑油的老化和失效，還可能使軸承材料的機(jī)械性能下降，進(jìn)一步加劇磨損。

1. 5.     軸承精度下降軸承跑圈會(huì)破壞原有的配合精度，使軸承與軸或軸承座之間的間隙增大。這種變化會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，降低設(shè)備的精度和效率。配合精度的破壞還會(huì)導(dǎo)致軸承內(nèi)部的滾動(dòng)體與滾道之間的接觸狀態(tài)改變，進(jìn)一步降低軸承的性能。

2. 6.     振動(dòng)和噪聲增加軸承跑圈會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和噪聲增加。這種增加的振動(dòng)不僅會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行效率，還可能導(dǎo)致其他部件的損壞。振動(dòng)和噪聲的增加也會(huì)進(jìn)一步加劇軸承的磨損。

3. 7.     軸承壽命縮短軸承跑圈會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)體與滾道之間的接觸應(yīng)力增加，加速疲勞失效的過(guò)程。疲勞失效是軸承的主要失效形式之一，跑圈會(huì)顯著縮短軸承的使用壽命。

4. 8.     內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞軸承跑圈可能導(dǎo)致軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，如滾動(dòng)體與滾道之間的接觸應(yīng)力增加，引發(fā)疲勞點(diǎn)蝕、剝落等問(wèn)題。此外，跑圈還可能使軸承的保持架變形，影響滾動(dòng)體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

五、軸承跑圈的解決方法

針對(duì)軸承跑圈的問(wèn)題，可以采取以下措施進(jìn)行解決：

1.優(yōu)化配合公差

根據(jù)軸承的使用工況和受力情況，合理選擇配合公差，確保軸承與軸、軸承座之間的配合既不過(guò)緊也不過(guò)松。

2.提高加工和安裝精度

嚴(yán)格控制軸、軸承、軸承座的加工精度和表面粗糙度，確保安裝過(guò)程符合技術(shù)要求，避免因加工或安裝不當(dāng)導(dǎo)致的配合間隙增大。

3.控制溫差

在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中，應(yīng)考慮軸承的熱膨脹和收縮特性，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和散熱措施，控制軸承運(yùn)行時(shí)的溫差。

4.減少振動(dòng)

通過(guò)優(yōu)化設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝減振裝置或調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，減少設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)。

5.選擇合適的軸承材質(zhì)

根據(jù)設(shè)備的使用環(huán)境和工況，選擇強(qiáng)度高、剛度好、耐磨性強(qiáng)的軸承材質(zhì)。

6.修復(fù)措施

如果軸承已經(jīng)發(fā)生跑圈，可以采用鑲套、堆焊、刷鍍、熱噴涂、激光熔覆等修復(fù)方法，恢復(fù)軸承的配合精度。

六、總結(jié)

軸承跑圈是一種常見(jiàn)的故障現(xiàn)象，其原因多種多樣，包括配合公差不當(dāng)、加工和安裝精度不足、溫差影響、振動(dòng)過(guò)大以及軸承材質(zhì)問(wèn)題等。軸承跑圈不僅會(huì)加劇設(shè)備的磨損，降低運(yùn)行效率，還可能影響設(shè)備的精度和壽命。因此，合理選擇配合公差、提高加工和安裝精度、控制溫差、減少振動(dòng)以及選擇合適的軸承材質(zhì)是預(yù)防軸承跑圈的關(guān)鍵措施。如果軸承已經(jīng)發(fā)生跑圈，應(yīng)及時(shí)采取修復(fù)措施，恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)行。