某電機(jī)用戶出現(xiàn)立式電機(jī)軸承噪聲異常，電機(jī)軸承拆卸后滾道如下圖所示：
圖中為NU型圓柱滾子軸承內(nèi)圈滾道照片。滾道上出現(xiàn)兩類失效痕跡：①沿著滾道圓周方向的失效痕跡，如圖中紅色標(biāo)記處；②沿著軸承軸向的失效痕跡，如圖中黃色標(biāo)記處
周向痕跡失效分析
圖中紅色標(biāo)記部分的失效痕跡是沿著軸承外圈周向分布。并且布滿整個(gè)軸承滾道。應(yīng)該是軸承承載的接觸面。從接觸軌跡的角度看，接觸的痕跡處在內(nèi)圈滾道偏向一側(cè)的地方。因此可以判斷軸承承載的方向與軸線并不垂直。因此存在幾種可能性：
①軸與軸承室的偏心負(fù)荷；
②軸承室或者軸的形位公差不良；
首先，如果軸與軸承室之間存在偏心負(fù)荷，作為內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)的圓柱滾子軸承而言，其負(fù)荷痕跡布滿一整圈，因此無(wú)法確認(rèn)是否為偏心負(fù)荷。需要對(duì)軸承外圈或者滾動(dòng)體進(jìn)行檢查。此軸承混動(dòng)體與滾道如下圖所示：
圖中可以看到，軸承內(nèi)潤(rùn)滑脂狀態(tài)良好。但是從滾動(dòng)體上可以看到偏向一側(cè)的接觸軌跡。如果是軸承承受偏心負(fù)荷，滾動(dòng)體接觸軌跡應(yīng)該兩邊對(duì)稱，而不是單獨(dú)一邊出現(xiàn)。
當(dāng)軸承室或者軸的圓柱度出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，滾道經(jīng)過(guò)變形呈現(xiàn)錐形，會(huì)出現(xiàn)一側(cè)分布的接觸軌跡。由此可以判斷，這個(gè)軸承存在存在軸承室或者軸錐度不良的可能性，因此需要進(jìn)一步檢查尺寸進(jìn)行排除或者確認(rèn)。
失效痕跡分析
圖中紅色標(biāo)記的部分呈現(xiàn)表面疲勞的特征，而潤(rùn)滑脂狀態(tài)良好。這樣呈現(xiàn)出軸承負(fù)荷輕的特征。但是僅僅憑借表面形貌的推斷還缺乏證據(jù)。
觀察軸承系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)是立式電機(jī)采用了圓柱滾子軸承。經(jīng)詢問(wèn)了解到圓柱滾子軸承位于軸伸端。而軸伸端連接的負(fù)荷是聯(lián)軸節(jié)負(fù)荷。
對(duì)于立式電機(jī)，聯(lián)軸節(jié)負(fù)荷的時(shí)候，聯(lián)軸節(jié)的重量和轉(zhuǎn)子重量都作為電機(jī)的軸向負(fù)荷施加在定位軸承上。這臺(tái)電機(jī)是用一個(gè)圓柱滾子軸承加一個(gè)深溝球軸承的結(jié)構(gòu)布置方式。圓柱滾子軸承不能承受軸向力，因此深溝球軸承作為定位軸承承受上述軸向力。而電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候沒(méi)有外界徑向負(fù)荷。這樣對(duì)于圓柱滾子軸承而言，大概率會(huì)出現(xiàn)徑向負(fù)荷不足的可能性。
上述分析與前面的失效痕跡分析完全吻合。因此可以得到一個(gè)結(jié)論，此電機(jī)圓柱滾子軸承徑向負(fù)荷不足導(dǎo)致滾道表面出現(xiàn)表面疲勞。
圖中黃色標(biāo)記出的失效痕跡，呈現(xiàn)沿著軸承軸向的失效痕跡，切分布狀態(tài)為大致與滾子間距相等的群組分布。如下圖所示：
仔細(xì)觀察失效痕跡不難發(fā)現(xiàn)，失效痕跡呈現(xiàn)軸向粗細(xì)不均的狀態(tài)，顯示為某物體沿著軸向某一方向劃過(guò)的趨勢(shì)。
由以上兩點(diǎn)可以判斷，此軸承在安裝的時(shí)候存在滾子在滾道上的軸向滑動(dòng)。因?yàn)樵诎惭b的時(shí)候不可能一次裝入，因此有反復(fù)的挪動(dòng)，因此呈現(xiàn)與滾子間距相類的群組分布。
結(jié)論與建議
由上述分析可以看到，此電機(jī)軸承存在三個(gè)問(wèn)題：
第一、軸承配置不當(dāng)。立式電機(jī)無(wú)徑向負(fù)荷的時(shí)候使用圓柱滾子軸承會(huì)有很大可能性不能滿足圓柱滾子中軸承的最小負(fù)荷，從而出現(xiàn)滾道表面的失效。建議調(diào)整那軸承配置。
第二、軸承室或者軸形位公差存在問(wèn)題。需要對(duì)軸和軸承室的錐度進(jìn)行檢查并且修正
第三、電機(jī)軸承裝配的的時(shí)候裝配不當(dāng)，導(dǎo)致滾道劃傷。因此建議改善電機(jī)軸承裝配工藝，保護(hù)軸承免受傷害。
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