|
微动磨损的定义 微动磨损（fretting），顾名思义，是一种特殊形式的滑动磨损，当滑动面之间的相对运动幅度非常小时，可以观察到这种磨损。基本的材料去除机制几乎相同，但微动磨损和滑动磨损之间存在一些重要区别： - 滑动面之间的相对运动很小，通常不超过150μm。 - 微动磨损通常发生在表面之间。很多时候，这种微小的相对运动是相关物体在负载下的振动或弹性变形的结果。 - 由微动磨损形成的碎屑通常不会从它们产生的地方去除。金属氧化物通常比相应的金属占据更大的体积，这可能会导致粘附效应，从而无法进行相对运动。氧化物积累也可导致摩擦和磨损的减少。 - 微动磨损可促进疲劳裂纹的产生。 对轴承的影响 当滚动轴承在机器运行过程中损坏时，整台机器或设备可能会卡住或发生故障。由于过早失效或意外失效的轴承会导致故障，因此，能够提前识别和预测故障非常重要，以便采取预防措施。 发生的条件及区域 - 微动磨损是由于两个表面之间反复滑动造成的。 - 微动磨损发生在配合表面以及滚道圈和滚动体之间的接触区域。 - 微动腐蚀在视觉上通常体现为红棕色或黑色磨损颗粒。 可能的原因 - 润滑不良（或无润滑） - 小幅度的振动。如果振动载荷作用在接触元件上引起小幅振荡，润滑剂将从接触处排出，零件会显著磨损 - 过盈（配合）不足 对策 - 使用适当的润滑 - 轴承进行预先加载 - 检查过盈配合 - 在配合表面涂上一层润滑剂 案例1 零件：深沟球轴承内圈 症状：内孔表面微动磨损 原因：振动  案例2 零件：角接触球轴承内圈 症状：内孔的整个圆周表面微动磨损 原因：过盈配合不足  案例3 零件：双列圆柱滚子轴承外圈 症状：滚道表面滚子间隔处的微动锈蚀  泵沙龙注1：以上图片及信息来源于NSK轴承。 案例4 零件：圆锥滚子轴承外圈 症状：外径表面微动锈蚀  对泵轴及轴套的影响 当拆卸轴承箱唇形密封（位于轴承旁边的橡胶密封）时，人们会注意到唇形密封下的泵轴处出现了磨损的凹槽。人们还可能会在泵轴/轴套的其它几个位置看到同样的损坏： - 填料密封填料的下方。 - 在许多流行的单封和双重机械密封弹簧加载O形圈的下方。 - 橡胶波纹管的下方。 有些人将这种轴或轴套损坏的情况也称为微动磨损，它会带来几个问题： - 更换泵轴/轴套的成本往往很高。 - 在拆卸损坏的轴套过程中（必须要先拆除轴承，如两端支撑型泵），泵轴承经常被损坏。 - 减小轴径以适应耐磨轴套。这种减少削弱了轴的强度（对于OH2和OH3型泵，提高了L3/D4值），导致了轴的偏转问题。 - 密封可能会“挂”在磨蚀槽中，导致搭接的密封面打开。 - 磨损的凹槽将成为流体的额外泄漏路径。这是密封失效的主要原因之一。 是什么导致了这种微动磨损的问题？一块柔软的橡胶或一只光滑的聚四氟乙烯O形圈是如何磨损坚硬的泵轴/轴套的？这似乎不可能。 令人惊讶的是，它与空气中的污垢或流体中的磨料无关。即使在无菌环境中泵送经过滤的清洁润滑剂，也会出现这种问题。 要了解微动磨损，必须首先了解“耐腐蚀”一词。有些材料耐腐蚀，有些则不耐腐蚀。有什么不同？铁会生锈，但铝会氧化。 如果氧化层是保护性的，则该材料被认为是耐腐蚀的。以铝为例： - 铝金属暴露于含氧的环境时，会在其表面形成一层氧化铝来保护自身。它非常明显，看起来几乎是白色的。 - 氧化铝更常见的名称是陶瓷。一种致密、坚硬、耐腐蚀的材料。 在铝表面形成这种致密的陶瓷层后，氧化或生锈的速度会降低到每年小于0.05 mm，这就是耐腐蚀的定义。 如果填料、唇形密封/聚四氟乙烯O形圈摩擦或抛光了该保护氧化层，则氧化物将立即重新生成，以保护基材。正是这种不断地去除和重新生成氧化物，导致泵轴/轴套明显的磨损。 轴的振动和轴向间隙，导致轴通过机械密封动态橡胶或聚四氟乙烯零件持续的轴向移动。由于轴承油封和填料是固定的，因此在泵运行时，旋转轴/轴套将不断地被这些材料抛光。 与微动磨损有关还有一种情况，被去除的陶瓷氧化物会被嵌入柔软的橡胶或聚四氟乙烯零件中，从而对基材金属产生磨损或研磨作用。 不锈钢通过形成称为氧化铬的保护性氧化物来保持自身，氧化铬是最硬的陶瓷之一。当这种氧化物形成时，即是人们常说的活性不锈钢被“钝化”了。正是这种嵌入填料、聚四氟乙烯或橡胶唇中的氧化铬，对轴/轴套造成了如此大的损坏。 因此，导致微动磨损的原因有两种： - 通过橡胶或聚四氟乙烯的摩擦作用去除氧化层或钝化层。 - 去除的硬质陶瓷嵌入橡胶或聚四氟乙烯上，导致的研磨作用。 如何预防微动磨损呢？ - 用迷宫式密封或较新的密封（如positive face）更换轴承、唇形或油脂密封件。 - 停止使用那种切割（拼接）的填料。 - 不要使用在泵轴或轴套上设计有动态弹性体的机械密封。大多数原始设备密封都这样设计的。固定集装式密封、最平衡的O形圈密封和所有正确安装的波纹管密封，消除了轴动态弹性体及其相关的微动磨损。 总结 微动磨损是一种特殊的磨损过程，发生在两种材料之间的接触区域，并在振动或其它力的作用下发生微小的相对运行。 当零部件的功能退化或由于诱发材料损坏而缩短其使用寿命时，微动磨损成为了设计师的一个重要考虑及应对的方面。因为在严重情况下，材料损伤会引发或促进其它失效机制，如微动疲劳、微动腐蚀或应力腐蚀开裂。 |
|
|
来自： 新用户52260gzy > 《待分类》
