某電機用戶出現(xiàn)立式電機軸承噪聲異常，電機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，因此無法確認(rèn)是否為偏心負(fù)荷。需要對軸承外圈或者滾動體進行檢查。此軸承混動體與滾道如下圖所示：
圖中可以看到，軸承內(nèi)潤滑脂狀態(tài)良好。但是從滾動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，滾動體接觸軌跡應(yīng)該兩邊對稱，而不是單獨一邊出現(xiàn)。
當(dāng)軸承室或者軸的圓柱度出現(xiàn)問題的時候，滾道經(jīng)過變形呈現(xiàn)錐形，會出現(xiàn)一側(cè)分布的接觸軌跡。由此可以判斷，這個軸承存在存在軸承室或者軸錐度不良的可能性，因此需要進一步檢查尺寸進行排除或者確認(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)是立式電機采用了圓柱滾子軸承。經(jīng)詢問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。
對于立式電機，聯(lián)軸節(jié)負(fù)荷的時候，聯(lián)軸節(jié)的重量和轉(zhuǎn)子重量都作為電機的軸向負(fù)荷施加在定位軸承上。這臺電機是用一個圓柱滾子軸承加一個深溝球軸承的結(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。而電機運行的時候沒有外界徑向負(fù)荷。這樣對于圓柱滾子軸承而言，大概率會出現(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。因此可以得到一個結(jié)論，此電機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的趨勢。
由以上兩點可以判斷，此軸承在安裝的時候存在滾子在滾道上的軸向滑動。因為在安裝的時候不可能一次裝入，因此有反復(fù)的挪動，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，此電機軸承存在三個問題：
第一、軸承配置不當(dāng)。立式電機無徑向負(fù)荷的時候使用圓柱滾子軸承會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題。需要對軸和軸承室的錐度進行檢查并且修正
第三、電機軸承裝配的的時候裝配不當(dāng)，導(dǎo)致滾道劃傷。因此建議改善電機軸承裝配工藝，保護軸承免受傷害。
相關(guān)閱讀
常見電機型號與軸承對照表
軸承噪聲從哪里來?怎樣的電機軸承聲音是正常的
電機軸承故障診斷與失效分析的第一步應(yīng)該做什么
