據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，電機(jī)軸承的失效中有百分之十六與不當(dāng)?shù)陌惭b有關(guān)。在一般的電機(jī)軸承安裝過(guò)程中，我們強(qiáng)調(diào)一系列操作環(huán)境，操作流程，操作方法，但事實(shí)上仍然有很多一線生產(chǎn)人員對(duì)軸承采取了不當(dāng)?shù)陌惭b方法。
對(duì)于電機(jī)中常用的軸承-溝球軸承而言，這些不當(dāng)?shù)牟僮髦凶畹湫偷木褪菍?duì)軸承的“敲擊”。敲擊總體上有兩種模式：第一種，敲擊的沖擊載荷不通過(guò)軸承滾動(dòng)體；第二種，通過(guò)軸承滾動(dòng)體。
安裝負(fù)荷，或者是安裝的敲擊，在一定限度內(nèi)只要不通過(guò)軸承的滾動(dòng)體，那么對(duì)軸承的損傷是可控的。控制好敲擊力，對(duì)軸承不會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p傷。
但是對(duì)于安裝力通過(guò)滾動(dòng)體的敲擊安裝，會(huì)對(duì)軸承造成傷害，換句話說(shuō)，是軸承損壞潛在的重要原因。嚴(yán)重的，在軸承滾道表面留下塑性變形，軸承一運(yùn)轉(zhuǎn)就有噪聲。萬(wàn)幸的是，這樣的問(wèn)題很容易發(fā)現(xiàn)。那么，另一種軸承內(nèi)部滾道部分有了輕微的變形，但是變形不至于導(dǎo)致軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)宏觀上的征兆。隨著軸承的進(jìn)一步持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，軸承滾道在初次損傷部位開始出現(xiàn)疲勞失效，從而可以聽到軸承的噪聲。
此時(shí)電機(jī)已經(jīng)在該工況下運(yùn)行了一段時(shí)間，如果維護(hù)人員注意到了這個(gè)噪聲及時(shí)更換維修，后果還比較可控；但是如果維護(hù)人員忽略了軸承的噪聲信息(尤其在一些環(huán)境噪音非常大的工況下)，軸承很容易最終失效燒毀甚至造成更大的損失。
這種情況下，軸承的失效會(huì)出現(xiàn)如下圖一樣的痕跡：
該失效形式看似屬于表面下疲勞(次表面疲勞)，但是其失效痕跡有固有的特征，最大的一點(diǎn)就是疲勞點(diǎn)成等間距分布，且間距等于軸承滾動(dòng)體之間的間距。
具備了這些特征，就可以比較有把握的判斷為安裝時(shí)候的敲擊帶來(lái)軸承滾道的失效。因?yàn)?，滾道表面等滾動(dòng)體間距的疲勞點(diǎn)說(shuō)明在等滾子間距的地方出現(xiàn)了初始疲勞的損傷。而如果疲勞是在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候出現(xiàn)的，由于滾動(dòng)體在滾道上做圓周運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有辦法停下來(lái)呈現(xiàn)等滾子間距的傷害。
所以，這種傷害只能是在軸承靜止的時(shí)候，同時(shí)存在有強(qiáng)大外力，產(chǎn)生的初始損傷的進(jìn)一步發(fā)展而導(dǎo)致的。
電機(jī)安裝之后，在不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承受巨大徑向負(fù)荷的機(jī)會(huì)不大，因此很大可能是安裝時(shí)候的敲擊損傷。(有別于振動(dòng)工況下的損傷，這種情況下失效點(diǎn)間距不一定等于滾子間距，他文另述。)
電機(jī)中另一種常用的軸承是圓柱滾子軸承。圓柱滾子軸承在安裝過(guò)程中最容易出現(xiàn)的損傷是軸承滾道以及滾動(dòng)體之間的軸向拉傷。
下圖是一個(gè)典型的圓柱滾子軸承安裝時(shí)對(duì)滾道造成的拉傷痕跡：
圖中所示的是一個(gè)NU型圓柱滾子軸承內(nèi)圈。內(nèi)圈表面有一些沿著軸向的痕跡，這些痕跡的典型特征是：
①沿軸承的軸向分布；
②失效痕跡呈現(xiàn)軸向拉伸痕跡(如果用顯微鏡觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)金屬表面刀痕方向改變)
③很多情況下呈現(xiàn)一頭大一頭小的三角形態(tài)
這種失效痕跡有時(shí)候與滾子間距相等，有時(shí)候呈現(xiàn)類似相等的分布。尤其在多次安裝之后，很有可能不呈現(xiàn)完全的等滾子間距痕跡。但是，一條失效痕跡等滾子間距的地方，往往可以找到另外其他的相似痕跡。
這樣的痕跡形成與安裝過(guò)程有關(guān)。通常安裝圓柱滾子軸承，會(huì)先把軸承內(nèi)圈熱套到軸上，將外圈裝在軸承端蓋上，然后將帶軸承外圈的端蓋放在軸承內(nèi)圈上，向軸承內(nèi)圈方向推。這個(gè)“推”的過(guò)程往往會(huì)造成軸承滾道拉傷，從而形成圖片中類似的痕跡。這樣的痕跡初期就會(huì)出現(xiàn)電機(jī)軸承的噪音，后期隨著失效的發(fā)展，會(huì)出現(xiàn)更多的并發(fā)癥。
不論是球軸承的安裝損傷還是圓柱滾子軸承的安裝損傷，在電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候如果看軸承的頻域振動(dòng)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)軸承圈的缺陷頻率，拆卸軸承就會(huì)發(fā)現(xiàn)類似于圖片的失效痕跡。只不過(guò)根據(jù)失效程度不同，痕跡的嚴(yán)重程度有所不同。
工程師如果遇到拆卸下來(lái)的軸承具備上述圖片特征，就可以在軸承的安裝環(huán)節(jié)尋找徹底解決問(wèn)題的方案。
作者：王勇
