高温轴承滚珠失效的原因有哪些

窑车专用高温轴承

由于建材、陶瓷和耐火材料工业的发展，隧道窑车使用量日益增多。作为窑车轮轴支承的轴承，其需求量日益增大。

隧道窑车是建筑材料、陶瓷、耐火材料和电瓷等行业 装载坯件至窑内焙烧的关键设备，其支承普遍采用滚动轴承。

窑车工作环境酷似低速前进的高温火车。 每车分别装四套或八套轴承。 轴承运转方式有随轴转(内圈转)和随轮转(外圈转)两种。 使用的轴承型号大多为205~215 305~316，其中陶瓷厂多用208、209、305、308、309或310轴承。

在隧道窑中，车辆靠液压推进或绞绳牵引，断续地在高温中前进。窑炉中炉膛温度高达1100~1400℃，尽管采用许多隔热措施，窑车轮子和轴承还是受到辐射热和传导热的烧烤，温度一般都在100℃以上，有的可达到200~300℃，甚至更高 。

窑车推进速度为0.1~1m/h,轴承转速为0.01~0.1/min，随窑线和产品的不同，窑车在窑炉中一次进行时间为10~50h，一般窑车重量(含坯重)2~10t，由于高温下密封困难，轴承还受到灰尘和腐蚀气体的侵扰。 为防止轴承卡死，延长轴承使用寿命，推进轻松，以节约能源，窑车轴承的结构和润滑成了窑车轴承设计和使用中的技术关键。

国内窑车轴承现状

多年前，国内尚无窑车专用轴承供应，用户只好选择普通深沟球轴承，也有少数用户用圆锥滚子轴承或自制的滚针轴承，普通轴承由于游隙小，保持架高温变形以及套圈受热塑性变形等原因，轴承容易卡死，经常出现“重车”，严重影响坯件的炼制。

采用普通轴承时，换修期一般为半年左右，有的甚至只能用1~2个月，润滑方法为每班对出窑车加一次油，造成不少麻烦和浪费。

龙腾窑车专用高温轴承

临清市龙腾轴承有限公司根据窑车轴承高温、重载、低速和多粉尘等工况特点，在轴承结构设计中，采用了无保持架、增设装球缺口的结构，这不仅解决了保持架变形的问题，而且由于装满球而提高了轴承的承载力，为使轴承运转灵活，设计中选用了大游隙。

耐高温轴承型号

耐高温轴承的型号与普通轴承不同，大致分为两种情况：

一种是轴承的材质为轴承钢制造，经高温回火处理的。另一种为轴承的零件由耐热钢制造。

其中轴承钢材质高温轴承后缀代号的含义如下：

后置代号/S0---零件经高温回火处理，工作温度可达150℃

后置代号/S1---零件经高温回火处理，工作温度可达200℃

后置代号/S2---零件经高温回火处理，工作温度可达250℃

后置代号/S3---零件经高温回火处理，工作温度可达300℃

后置代号/S4---零件经高温回火处理，工作温度可达350℃。

轴承材质由耐热钢制造，后缀代号如下：

后置代号：/HN---材料为Cr4Mo4v

后置代号：/HN1---材料为Cr14M04

后置代号：/HN2---材料为Cr15Mo4V

后置代号：/HN3---材料为W18cr4v

龙腾高温轴承型号有;

970100 970200 970300

970101 970201 970301

970102 970202 970302

970103 970203 970303

970104 970204 970304

970105 970205 970305

970106 970206 970306

970107 970207 970307

970108 970208 970308

970109 970209 970309

970110 970210 970310

970111 970211 970311

970112 970212 970312

970113 970213 970313

970114 970214 970314

970115 970215 970315

970116 970216 970316

970117 970217 970317

970118 970218 970318

970119 970219 970319

970120 970220 970320

970121 970221 970321

970122 970222 970322

970124 970224 970324

970126 970226 970326

970128 970228 970328

970130 970230 970330

970132 970232

970134 970234

970136 970236

970138 970238

龙腾高温轴承采用Gcr15厚料轴承钢，G16级钢球，数控精密对豁，不易掉球。完全满足于窑车、托辊等环境的使用。 有效地 减少和避免了窑车 停车事故，提高坯件质量。受到了用户的一致好评!

(运转世界大国龙腾 龙出东方 腾达天下 龙腾三类调心滚子轴承 刘兴邦CA CC E MB MA)

高温轴承滚珠失效的原因

钢珠是轴承零件中的关键部件，轴承正常转动时，主要是滚动摩擦，所以对轴承表面完整性有很高的要求，尤其是航空轴承，主要用在转速快、温度高等恶劣条件下，对轴承中滚珠的寿命提出了更高的要求，滚珠一旦出现损伤，会对轴承的旋转精度产生严重影响。

某轴承在运行159min时出现异常，拆套后检查发现1粒滚珠表面存在裂纹，内圈、外圈等处未见明显异常。

常见滚珠失效现象主要有剥落、磨损、碎裂等，一般滚珠失效都是轴承故障后引起。本次失效轴承运行时间较短，且较早的发现了滚珠表面缺陷，如果发现不及时，轴承再运行一段时间，该滚珠缺陷位置会形成大面积剥落，缺陷会跟着剥落一起脱落，造成剥落源丢失，可以导致对故障的根本原因造成误判，所以针对类似剥落现象要充分全方面考虑其剥落的根本原因。

分析过程

一、外观检查

滚珠表面可见一处长条状裂纹，中间宽、两头尖细，长度约为4.6mm宽度约0.6mm，裂纹表面呈浅灰色，其宏观形貌及局部放大图如下:

二、微观观察

滚珠裂纹呈长条状(如上图)，对靠近裂纹端部的I区进行观察。根据形貌特征，将I区分为A、B、C区。A区表面光滑没有断口形貌，局部光滑表面有小坑，个别位置还存在挤压变形留下的条纹，B区有明显断裂特征，表面有疲劳扩展产生的条带，A、B区之间存在明显的分界线，C区断裂特征明显，断口主要为韧窝(如下图图三)。

对裂纹II区进行观察，断口中心有明显的分界，如下图：对标记位置放大观察，发现其与I区表面状态相似均较光滑;其余位置断裂特征明显，存在疲劳条带如下图。

裂纹表面成分分析

通过对故障滚珠裂纹、完好球面进行成分分析，结果见下表

故障滚珠裂纹区含有o，含量较低，完好球面未检测到O的存在 。

金相组织观察

经显微镜观察，故障滚珠裂纹边缘组织与心部组织无差异，组织均为回火马氏体+碳化物(图5)淬回火组织符合标准要求

裂纹位置判定

该轴承滚珠采用热压成形，热压后会形成两极和一个环带，成品滚珠经50%盐酸水溶液，加热到80℃，洗30min后，可显现出两极，缺陷位于一个极的边缘，具体位置见图6

硬度检测

滚珠的硬度检测结果见下表、硬度均匀，符合技术要求

通过以上分析可知：故障滚珠失效性质为疲劳开裂

铸锭中的孔洞在后续加工过程中被拉长、压扁而保存下来，以微裂纹形式存在于钢材内部，由于其存在亚表面、接触应力较大区域，从而成为裂纹源，导致疲劳开裂。

审核编辑：汤梓红