NTN轴承的检查几个要点与失效原因分析

根据NTN轴承工作表面磨削变质层的形成机理，影响磨削变质层的主要因素是磨削热和磨削力的作用。下面我们就来分析一下关于NTN轴承失效的原因。

1.NTN轴承的磨削热

在NTN轴承的磨削加工中，砂轮和工件接触区内，消耗大量的能，产生大量的磨削热，造成磨削区的局部瞬时高温。运用线状运动热源传热理论公式推导、计算或应用红外线法和热电偶法实测实验条件下的瞬时温度，可发现在0.1～0.001ms内磨削区的瞬时温度可高达1000～1500℃。这样的瞬时高温，足以使工作表面一定深度的表面层产生高温氧化，非晶态组织、高温回火、二次淬火，甚至烧伤开裂等多种变化。

（1）表面氧化层

瞬时高温作用下的钢表面与空气中的氧作用，升成极薄（20～30nm）的铁氧化物薄层。值得注意的是氧化层厚度与表面磨削变质层总厚度测试结果是呈对应关系的。这说明其氧化层厚度与磨削工艺直接相关，是磨削质量的重要标志。

（2）非晶态组织层

磨削区的瞬时高温使工件表面达到熔融状态时，熔融的金属分子流又被均匀地涂敷于工作表面，并被基体金属以极快的速度冷却，形成了极薄的一层非晶态组织层。它具有高的硬度和韧性，但它只有10nm左右，很容易在精密磨削加工中被去除。

（3）高温回火层

磨削区的瞬时高温可以使表面一定深度（10～100nm）内被加热到高于工件回火加热的温度。在没有达到奥氏体化温度的情况下，随着被加热温度的提高，其表面逐层将产生与加热温度相对应的再回火或高温回火的组织转变，硬度也随之下降。加热温度愈高，硬度下降也愈厉害。

（4）二层淬火层

当磨削区的瞬时高温将工件表面层加热到奥氏体化温度（Ac1）以上时，则该层奥氏体化的组织在随后的冷却过程中，又被重新淬火成马氏体组织。凡是有二次淬火烧伤的工件，其二次淬火层之下必定是硬度极低的高温回火层。

（5）磨削裂纹

二次淬火烧伤将使工件表面层应力变化。二次淬火区处于受压状态，其下面的高温回火区材料存在着最大的拉应力，这里是最有可能发生裂纹核心的地方。裂纹最容易沿原始的奥氏体晶界传播。严重的烧伤会导致整个磨削表面出现裂纹（多呈龟裂）造成工件报废。

1)NTN轴承的质量。解体轴承箱期间,首先,检查润滑油脂是否有变质、结块、杂质等不良情况,这是判断轴承损坏原因的重要依据。其次,检查轴承有无咬坏和磨损;检查轴承内外圈、滚动体、保持架其表面的光洁度以及有无裂痕、锈蚀、脱皮、凹坑、过热变色等缺陷,测量NTN轴承游隙是否超标;检查轴套有无磨损,坑点,脱皮,若有以上情况应更换新NTN轴承。

2)NTN轴承的配合。轴承安装时轴承内径与轴、外径与外壳的配合非常重要,当配合过松时,配合面会产生相对滑动称为蠕变。蠕变一旦产生会对磨损配合面,损伤轴或外壳,而且磨损粉末会侵入轴承内部,造成发热、振动和破坏。过盈过大时,会导致外圈外径变小或内圈内径变大,减小NTN轴承内部游隙。为选择适合用途的配合,要考虑轴承负荷的性质、大小、温度条件、内圈外圈的旋转状各种条件因素。

3)NTN轴承各部配合间隙的调整。NTN轴承间隙过小时,由于油脂在间隙内剪力摩擦损失过大,也会引起轴承发热,同时,间隙过小时,油量会减小,来不及带走摩擦产生的热量,会进一步提高NTN轴承的温升。但是,间隙过大则会改变轴承的动力特性,引起转子运转不稳定。因此需要针对不同的设备和使用条件选择核实的轴承间隙。国华太仓#8机组B引风机运行中长期存在轴承温度偏高问题,在2008年机组C级检修中,针对此问题进行重点检查。检查发现NTN轴承润滑、叶轮静平衡、联轴器找正均正常,遂将排查重点放在NTN轴承各部间隙上。经测量轴承推力间隙只有0.07mm,分析推力间隙过小为轴承温度偏高原因。用磨床将推力轴承中隔环研磨0.07~0.08mm,扩大推力间隙,使轴承推力间隙扩大至0.14~0.15mm,在运行中NTN轴承温度正常,彻底消除了长期遗留的缺陷,保证了设备的安全稳定运行。云南磷电#1机组引风机轴承长期温度过高,达80~90℃,造成轴承使用寿命大大缩短,多次更换NTN轴承均未解决问题。在2008年C级检修中,检查发现轴与端盖轴封之间间隙过小,在冷态试转时轴承温度正常,热态运行时轴受热膨胀,与端盖轴封产生摩擦。分析此为NTN轴承温度长期过高的原因,将端盖孔车削0.5mm,使轴与端盖轴封间隙扩大0.25mm,避免运行中轴受热膨胀后与端盖产生摩擦。经过处理,NTN轴承温度过高的问题得到了根本改善,冷态及热态运行中轴承温度正常,且轴承箱未出现渗漏油现象,保证了轴承良好的运行条件,减少了NTN轴承的更换频率,节省了检修维护费用。