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SKF軸承跑圈原因、危害與解決方法全解析
點擊次數：101 發布時間：2025-3-7
在工業設備的日常運行中，軸承跑圈是一個讓很多工程師頭疼的問題。它不僅影響設備的正常運轉，還可能導致設備故障甚至損壞。今天，就讓我們一起深入了解軸承跑圈的來龍去脈，以及為什么它會對軸承造成傷害，還有如何有效解決這一問題。
一、什么是軸承跑圈？
軸承跑圈是指滾動軸承與其配合的軸或孔發生了相對滑動（相對位移）。這種現象在工業設備中較為常見，尤其是在長期運轉的設備中更容易出現。軸承跑圈可以分為兩種情況：軸承內圈與軸發生滑動稱為跑內圈，軸承外圈與軸承座孔發生滑動稱為跑外圈。
二、軸承跑圈的原因
軸承跑圈的原因是多方面的，主要包括以下幾個方面：
1.配合公差不當
軸承與軸或軸承座的配合公差是影響軸承跑圈的關鍵因素之一。如果配合公差過大（間隙配合），軸承與軸或軸承座之間的擠壓力不足，無法產生足夠的靜摩擦力來保持相對靜止，從而在扭力作用下發生相對滑動，導致跑圈。
2.加工和安裝精度不足
軸、軸承、軸承座的加工精度和安裝精度對軸承的運行狀態至關重要。如果加工精度不足，如表面粗糙度不符合要求，或者安裝過程中操作不當，可能會導致配合間隙增大，從而引發跑圈。
3.溫差影響
軸承在運轉過程中會產生熱量，導致軸與軸承、軸承座之間存在溫差。如果溫差過大，可能會使軸承的內圈或外圈膨脹或收縮，從而破壞原有的配合松緊度，導致跑圈。
4.振動過大
設備運行時的振動會增加軸承的動載荷，使軸承與軸或軸承座之間的配合面受到反復的沖擊。長期的振動可能導致配合面磨損，進而引發跑圈。
5.軸承材質問題
軸承的材質直接影響其強度、剛度和耐磨性。如果軸承材質不符合要求，或者軸承合金的摩擦系數過高，可能會導致軸承在運行過程中更容易發生跑圈。
三、為什么軸承跑圈會對軸承造成傷害？
軸承跑圈會對軸承及相關部件造成嚴重傷害，影響軸承內部滾動體運行狀態。
軸承運轉過程中，在軸承的負荷區，滾動體和滾道之間主要是滾動摩擦。當軸承跑圈的時候，負荷區內部滾動體和滾道之間的摩擦狀態可能發生改變，使得滾動體和滾道之間不是純滾動摩擦，從而造成一系列影響。
1.加劇磨損
當軸承跑圈時，原本緊密配合的軸或軸承座與軸承之間發生相對滑動，這種滑動摩擦會加劇軸和軸承座的磨損。長期下去，軸可能會被磨細，軸承座孔可能會被磨大，最終導致設備精度下降，甚至部件報廢
同時，軸承滾動體和滾道之間的摩擦（滾動滑動摩擦混合）可能會加劇軸承內部的磨損，造成滾道或者滾動體的傷害，從而出現軸承噪聲、發熱等問題。
2.局部過熱
跑圈過程中，摩擦力大幅增加，大量機械能被轉化為熱能，導致軸承局部溫度升高。這種局部過熱不僅會加速潤滑油的老化和失效，還可能使軸承材料的機械性能下降，進一步加劇磨損。
3.破壞配合精度
軸承跑圈會破壞原有的配合精度，使軸承與軸或軸承座之間的間隙增大。這種變化會影響設備的正常運行，降低設備的精度和效率。
4.引發其他故障
跑圈可能導致軸承內部結構損壞，如滾動體與滾道之間的接觸應力增加，引發疲勞點蝕、剝落等問題。此外，跑圈還可能使軸承的保持架變形，影響滾動體的正常運轉。
四、軸承跑圈的危害
軸承跑圈對設備的運行和壽命有嚴重的負面影響：
1.滾動體與滾道的接觸應力變化軸承跑圈時，滾動體與滾道之間的接觸應力分布會變得不均勻。原本設計的滾動接觸變為部分滑動接觸，導致局部應力集中。這種不均勻的應力分布會加速滾動體和滾道的磨損，甚至引發疲勞點蝕和剝落。
2.潤滑失效跑圈會導致潤滑油或潤滑脂的分布被破壞，潤滑效果下降。滾動體與滾道之間的摩擦系數增加，進一步加劇磨損。同時，潤滑失效會使軸承內部溫度升高，加速潤滑油的老化和失效。
3.保持架變形軸承跑圈時，滾動體與保持架之間的相對運動發生變化，可能導致保持架受到額外的應力。如果保持架的材料強度不足或設計不合理，可能會導致保持架變形甚至損壞。保持架變形后，滾動體的運動軌跡也會受到影響，導致滾動體之間相互碰撞，進一步加劇軸承內部的磨損。
4.局部過熱跑圈過程中，摩擦力大幅增加，大量機械能被轉化為熱能，導致軸承局部溫度升高。局部過熱不僅會加速潤滑油的老化和失效，還可能使軸承材料的機械性能下降，進一步加劇磨損。
5. 軸承精度下降軸承跑圈會破壞原有的配合精度，使軸承與軸或軸承座之間的間隙增大。這種變化會影響設備的正常運行，降低設備的精度和效率。配合精度的破壞還會導致軸承內部的滾動體與滾道之間的接觸狀態改變，進一步降低軸承的性能。
6. 振動和噪聲增加軸承跑圈會導致設備運行時的振動和噪聲增加。這種增加的振動不僅會影響設備的運行效率，還可能導致其他部件的損壞。振動和噪聲的增加也會進一步加劇軸承的磨損。
7. 軸承壽命縮短軸承跑圈會導致滾動體與滾道之間的接觸應力增加，加速疲勞失效的過程。疲勞失效是軸承的主要失效形式之一，跑圈會顯著縮短軸承的使用壽命。
8. 內部結構損壞軸承跑圈可能導致軸承內部結構損壞，如滾動體與滾道之間的接觸應力增加，引發疲勞點蝕、剝落等問題。此外，跑圈還可能使軸承的保持架變形，影響滾動體的正常運轉。
五、軸承跑圈的解決方法
針對軸承跑圈的問題，可以采取以下措施進行解決：
1.優化配合公差
根據軸承的使用工況和受力情況，合理選擇配合公差，確保軸承與軸、軸承座之間的配合既不過緊也不過松。
2.提高加工和安裝精度
嚴格控制軸、軸承、軸承座的加工精度和表面粗糙度，確保安裝過程符合技術要求，避免因加工或安裝不當導致的配合間隙增大。
3.控制溫差
在設計和使用過程中，應考慮軸承的熱膨脹和收縮特性，通過合理的設計和散熱措施，控制軸承運行時的溫差。
4.減少振動
通過優化設備的結構設計、安裝減振裝置或調整設備的運行參數，減少設備運行時的振動。
5.選擇合適的軸承材質
根據設備的使用環境和工況，選擇強度高、剛度好、耐磨性強的軸承材質。
6.修復措施
如果軸承已經發生跑圈，可以采用鑲套、堆焊、刷鍍、熱噴涂、激光熔覆等修復方法，恢復軸承的配合精度。
六、總結
軸承跑圈是一種常見的故障現象，其原因多種多樣，包括配合公差不當、加工和安裝精度不足、溫差影響、振動過大以及軸承材質問題等。軸承跑圈不僅會加劇設備的磨損，降低運行效率，還可能影響設備的精度和壽命。因此，合理選擇配合公差、提高加工和安裝精度、控制溫差、減少振動以及選擇合適的軸承材質是預防軸承跑圈的關鍵措施。如果軸承已經發生跑圈，應及時采取修復措施，恢復設備的正常運行。