SKF轴承跑圈原因、危害与解决方法全解析

在工业设备的日常运行中，轴承跑圈是一个让很多工程师头疼的问题。它不仅影响设备的正常运转，还可能导致设备故障甚至损坏。今天，就让我们一起深入了解轴承跑圈的来龙去脉，以及为什么它会对轴承造成伤害，还有如何有效解决这一问题。

一、什么是轴承跑圈？

轴承跑圈是指滚动轴承与其配合的轴或孔发生了相对滑动（相对位移）。这种现象在工业设备中较为常见，尤其是在长期运转的设备中更容易出现。轴承跑圈可以分为两种情况：轴承内圈与轴发生滑动称为跑内圈，轴承外圈与轴承座孔发生滑动称为跑外圈。

二、轴承跑圈的原因

轴承跑圈的原因是多方面的，主要包括以下几个方面：

1.配合公差不当

轴承与轴或轴承座的配合公差是影响轴承跑圈的关键因素之一。如果配合公差过大（间隙配合），轴承与轴或轴承座之间的挤压力不足，无法产生足够的静摩擦力来保持相对静止，从而在扭力作用下发生相对滑动，导致跑圈。

2.加工和安装精度不足

轴、轴承、轴承座的加工精度和安装精度对轴承的运行状态至关重要。如果加工精度不足，如表面粗糙度不符合要求，或者安装过程中操作不当，可能会导致配合间隙增大，从而引发跑圈。

3.温差影响

轴承在运转过程中会产生热量，导致轴与轴承、轴承座之间存在温差。如果温差过大，可能会使轴承的内圈或外圈膨胀或收缩，从而破坏原有的配合松紧度，导致跑圈。

4.振动过大

设备运行时的振动会增加轴承的动载荷，使轴承与轴或轴承座之间的配合面受到反复的冲击。长期的振动可能导致配合面磨损，进而引发跑圈。

5.轴承材质问题

轴承的材质直接影响其强度、刚度和耐磨性。如果轴承材质不符合要求，或者轴承合金的摩擦系数过高，可能会导致轴承在运行过程中更容易发生跑圈。

三、为什么轴承跑圈会对轴承造成伤害？

轴承跑圈会对轴承及相关部件造成严重伤害，影响轴承内部滚动体运行状态。

轴承运转过程中，在轴承的负荷区，滚动体和滚道之间主要是滚动摩擦。当轴承跑圈的时候，负荷区内部滚动体和滚道之间的摩擦状态可能发生改变，使得滚动体和滚道之间不是纯滚动摩擦，从而造成一系列影响。

1.加剧磨损

当轴承跑圈时，原本紧密配合的轴或轴承座与轴承之间发生相对滑动，这种滑动摩擦会加剧轴和轴承座的磨损。长期下去，轴可能会被磨细，轴承座孔可能会被磨大，最终导致设备精度下降，甚至部件报废

同时，轴承滚动体和滚道之间的摩擦（滚动滑动摩擦混合）可能会加剧轴承内部的磨损，造成滚道或者滚动体的伤害，从而出现轴承噪声、发热等问题。

2.局部过热

跑圈过程中，摩擦力大幅增加，大量机械能被转化为热能，导致轴承局部温度升高。这种局部过热不仅会加速润滑油的老化和失效，还可能使轴承材料的机械性能下降，进一步加剧磨损。

3.破坏配合精度

轴承跑圈会破坏原有的配合精度，使轴承与轴或轴承座之间的间隙增大。这种变化会影响设备的正常运行，降低设备的精度和效率。

4.引发其他故障

跑圈可能导致轴承内部结构损坏，如滚动体与滚道之间的接触应力增加，引发疲劳点蚀、剥落等问题。此外，跑圈还可能使轴承的保持架变形，影响滚动体的正常运转。

四、轴承跑圈的危害

轴承跑圈对设备的运行和寿命有严重的负面影响：

1.滚动体与滚道的接触应力变化轴承跑圈时，滚动体与滚道之间的接触应力分布会变得不均匀。原本设计的滚动接触变为部分滑动接触，导致局部应力集中。这种不均匀的应力分布会加速滚动体和滚道的磨损，甚至引发疲劳点蚀和剥落。

2.润滑失效跑圈会导致润滑油或润滑脂的分布被破坏，润滑效果下降。滚动体与滚道之间的摩擦系数增加，进一步加剧磨损。同时，润滑失效会使轴承内部温度升高，加速润滑油的老化和失效。

3.保持架变形轴承跑圈时，滚动体与保持架之间的相对运动发生变化，可能导致保持架受到额外的应力。如果保持架的材料强度不足或设计不合理，可能会导致保持架变形甚至损坏。保持架变形后，滚动体的运动轨迹也会受到影响，导致滚动体之间相互碰撞，进一步加剧轴承内部的磨损。

4.局部过热跑圈过程中，摩擦力大幅增加，大量机械能被转化为热能，导致轴承局部温度升高。局部过热不仅会加速润滑油的老化和失效，还可能使轴承材料的机械性能下降，进一步加剧磨损。

1. 5.     轴承精度下降轴承跑圈会破坏原有的配合精度，使轴承与轴或轴承座之间的间隙增大。这种变化会影响设备的正常运行，降低设备的精度和效率。配合精度的破坏还会导致轴承内部的滚动体与滚道之间的接触状态改变，进一步降低轴承的性能。

2. 6.     振动和噪声增加轴承跑圈会导致设备运行时的振动和噪声增加。这种增加的振动不仅会影响设备的运行效率，还可能导致其他部件的损坏。振动和噪声的增加也会进一步加剧轴承的磨损。

3. 7.     轴承寿命缩短轴承跑圈会导致滚动体与滚道之间的接触应力增加，加速疲劳失效的过程。疲劳失效是轴承的主要失效形式之一，跑圈会显著缩短轴承的使用寿命。

4. 8.     内部结构损坏轴承跑圈可能导致轴承内部结构损坏，如滚动体与滚道之间的接触应力增加，引发疲劳点蚀、剥落等问题。此外，跑圈还可能使轴承的保持架变形，影响滚动体的正常运转。

五、轴承跑圈的解决方法

针对轴承跑圈的问题，可以采取以下措施进行解决：

1.优化配合公差

根据轴承的使用工况和受力情况，合理选择配合公差，确保轴承与轴、轴承座之间的配合既不过紧也不过松。

2.提高加工和安装精度

严格控制轴、轴承、轴承座的加工精度和表面粗糙度，确保安装过程符合技术要求，避免因加工或安装不当导致的配合间隙增大。

3.控制温差

在设计和使用过程中，应考虑轴承的热膨胀和收缩特性，通过合理的设计和散热措施，控制轴承运行时的温差。

4.减少振动

通过优化设备的结构设计、安装减振装置或调整设备的运行参数，减少设备运行时的振动。

5.选择合适的轴承材质

根据设备的使用环境和工况，选择强度高、刚度好、耐磨性强的轴承材质。

6.修复措施

如果轴承已经发生跑圈，可以采用镶套、堆焊、刷镀、热喷涂、激光熔覆等修复方法，恢复轴承的配合精度。

六、总结

轴承跑圈是一种常见的故障现象，其原因多种多样，包括配合公差不当、加工和安装精度不足、温差影响、振动过大以及轴承材质问题等。轴承跑圈不仅会加剧设备的磨损，降低运行效率，还可能影响设备的精度和寿命。因此，合理选择配合公差、提高加工和安装精度、控制温差、减少振动以及选择合适的轴承材质是预防轴承跑圈的关键措施。如果轴承已经发生跑圈，应及时采取修复措施，恢复设备的正常运行。