润滑

润滑与密封

200 TIM KEN 工程手册

表 134. 润滑脂兼容性图表

复合铝基

Timken®食品安全油脂

复合钡基

硬脂酸钙

钙 12 羟基

复合钙基

磺酸钙

Timken®高级轧钢轴承油脂

Timken®重载荷钼基油脂

非皂基钙

锂硬脂酸盐

锂 12 羟基

复合锂基

通用聚脲

聚脲抗剪稳定油脂

Timken®多用途油脂

Timken®全能油脂

Timken®高级合成油脂

Timken®带座轴承油脂

= 最佳选择

= 兼容

= 界限线

= 不兼容

复合铝基

复合钡基

硬脂酸钙

钙 12 羟基

复合钙基

磺酸钙

非皂基钙

锂硬脂酸盐

锂 12 羟基

复合锂基

聚脲

聚脲 S S

警告

将润滑脂混合使用可能会导致轴承润滑不

良。请始终遵循设备供应商提供的具体润

滑说明。

润滑与密封

密封

TIM KEN 工程手册 201

　　图149中表示的冲压件密封对于油脂润滑的和在清洁条件

下操作的应用场合是有效的。图 150 中所示的设计在轴承两

侧采用冲压件，使润滑脂紧紧地靠近轴承。安装在轴承外侧

的抛油环增加了迷宫效应。

　　冲压件的设计应在转动和静止部件之间在径向提供0.5

-0.6mm游隙。最小的轴向游隙应为3mm。

机加工的抛油环

　　在游隙要求更小的场合，机制部件与其它的密封元件一

起使用，以替代冲压件。这会使润滑剂更加有效的保留，并

能从轴承座中排除外来异物。图 151 和152 中是几个示例。

　　图152中所示伞状抛油环与环形槽闭合结合。该组合在高

轴速下可以有效的保留润滑油且防止污物进入。

密封

选择正确的密封

　　当为Timken®轴承应用选择合适的密封设计时，必须考

虑到润滑剂的类型、操作环境、应用转速和总体的操作条件。

轴表面粗糙度

　　重要的是要保证轴表面的机加工不会产生螺旋形槽纹，因

为螺旋形槽纹会使润滑剂挤出或使污染物进入轴承空隙内。通

常成形磨削可达到满意的表面粗糙度要求。

油脂润滑—— 排气

　　当油脂润滑与摩擦或非摩擦密封一起使用时，应在两个

轴承之间的孔腔内设置排气口。当轴承腔和大气之间存在压

差时，这可防止污染物通过密封而进入轴承内。

立式轴封—— 油润滑

　　润滑立式轴的轴承是一个困难的问题。为了简便的原因，

通常采用润滑脂，油雾或油一空气进行润滑。然而，某些高

转速和/或重载荷应用场合则使用循环油润滑。这就要求有一

个良好密封系统和一台吸入泵，它的用途是将润滑油从底部

轴承部位抽出。

非接触式密封

金属冲压件

　　金属冲压封盖在清洁的应用场合是有效的。在环境恶劣的

条件下，冲压封盖要与其它密封元件联合使用，形成有效的迷

宫密封，防止外来异物进入轴承腔内。

图 149. 金属冲压件 图 150. 金属冲压件

图 151. 带有组合环形槽的

机加工抛油环

图 152. 带有组合环形槽的伞状抛

油环

密封

润滑与密封

202 TIM KEN 工程手册

环形槽

　　环形槽封盖经常使用于油脂润滑，并同径向唇形密封一

起，主要用在常常存在较严重的污物和灰尘的场合下。根据

设计的不同，封盖常常在孔径或外径部位有多条机加工的槽。

槽内充满润滑脂，具有硬化和提供紧密密封盖的作用。当采用

润滑油作润滑剂时，这些槽具有干扰毛细管作用的倾向，毛

细管作用会从轴承腔中引出润滑油。当装置要求在一种极端

污染的环境下运行时，环形槽和机加工的迷宫有效地保护了

油脂润滑的轴承（图153）。当与紧密的运行游隙一起应用并

有尽可能多的环形槽时，上述类型的封盖是十分有效的。建

议尺寸示于表 135。

图 153. 带有机加工迷宫的环形槽

接触式密封

径向唇式密封

　　径向唇式密封具有多种类型和形状,能满足不同的密封要

求。在清洁的环境下，其主要要求是将润滑剂保留在轴承座

中。唇尖向内的单一的唇式密封是经常采用的。当需要向外排

除污物时，唇尖向外的唇式密封（图154）常被采用。

图 154. 径向唇形密封

　　唇式密封有弹簧的或不带弹簧唇边的两种形式。弹簧能使

密封表面上的唇边维持恒定压力，因而能在更长使用周期内提

供更加有效的密封。当环境条件需要密封防止污染物进入轴承

腔内，以及要求保留润滑剂不向外流出时，常常使用带两个或

三个唇边的密封。在特别脏的条件下，附加的抛油环或护罩常

常作为主要密封加以使用，这样，密封唇边和密封表面受到了

保护，避免快速磨损和过早损坏密封（图 155）。

　　密封耐磨表面通常要求其表面粗糙度为 0.25 -0.40μmRa。

对于暴露于严重污染的应用场合，耐磨密封表面通常应具有至

少为 HRC 45 表面硬度。对于更为详尽的指导，应向密封供应

商提出咨询。

图 155. 唇式密封和机加工迷宫

70˚ b

a c

mm

in.

尺寸 a

3.20 - 4.80

0.125 - 0.190

尺寸 b 4.00 - 4.80

0.160 - 0.190

尺寸 c 0.5a

径向间隙 0.25 - 0.40

0.010 - 0.016 直径 ≤ 50 mm (2 in.)

1.3 最大

0.05 最大 直径＞ 50 mm (2 in.)

表 135. 环形槽，建议尺寸

间隙

润滑与密封

密封

TIM KEN 工程手册 203

图 156. DUO FACE® -PLUS 密封

隔膜密封

　　隔膜密封（图157）现可以订购。金属唇边部件的设计是面

对外滚道（外圈）的狭窄面承受弹簧载荷的。图158中所示的密

封具有紧靠轴承座密封的第二个唇边部件。

图 157. 隔膜密封 图 158. 隔膜密封

机械面密封

　　这些密封常用于转速低，重污染的环境中。图159 表示其

中一种可供的专有形式的机械面密封。这种密封通常需要在

油浴中运行。对于高转速和其它特殊的应用场合，也可提供

设计应用。

图 159. 低转速和污染环境中使用的机械面密封

V 形环密封

　　V 形环密封可与润滑脂或润滑油一起使用。当转速升

高，唇边部件具有从密封表面拉脱的倾向，并起到抛油环

的作用。这种密封可以与润滑油也可以与润滑脂一起使用

（图160）。有关应用限制，请向您的 V 形环密封制造商提

出咨询。

图 160. V 形环密封

“DUO- FACE® PLUS”密封

　　“DUO - FACE®PLUS”密封（图156）具有两个唇边分别密

封在轴承座内孔和外圈小端面的磨削表面。这就无需机加工特

殊的密封表面。“DUO - FACE®PLUS”密封已经成功地使用在

许多不同类型的油脂润滑的应用场合。“DUO - FACE®PLUS”

密封在多种脂润滑应用中得到成功应用。

润滑

润滑与密封

204 TIM KEN 工程手册

图 161. 1个防尘罩—— 后缀 D 图 162. 2 个防尘罩—— 后缀 DD

图 163. 后缀 L. 图 164. 后缀 LD

图 165. 双机械密封—— 后缀 LL

图 166. W -LL 型 图 167. 典型的安装

带有防尘盖和密封圈的球轴承

防尘罩（D 型）

　　K和W单列径向型轴承都供有一个防尘罩，由其后缀D 表

示，或具有2个防尘罩，以DD后缀表示。防尘盖提供保护，

防止粗粒污物或污屑进入轴承，且能使它从开口侧再次润滑

轴承，如（图161）。

　　双防尘罩轴承可以采用铁姆肯公司推荐的球轴承润滑脂，

以适当量预先润滑轴承，这些轴承的设计主要用于不需要再次

润滑的应用场合，典型的安装方法如（图162）所示。

迷宫或机械密封（L 型）

　　只有无填充槽的轴承才带有机械密封，可以提供单密封形

式提供，以后缀L 表示。另外，也提供可以一个密封和一个防

尘罩形式的轴承，以后缀 LD 表示，双密封形式的以后缀 LL

表示。这些轴承都具有标准的孔径，外径和外圈宽度，但其内

圈宽度比标准的非防尘罩和防尘罩轴承的宽度要宽。正如以上

所说，在 L 和 LD 型式中，内圈稍稍偏离于相对密封的一侧，

以便在轴承安装于封闭轴承座时留出间隙。

　　铁姆肯公司开发了机械密封，它是一种无摩擦的密封，用

于有效地保留润滑脂并排除外来杂物。它由两块“碟形”钢板

组成。其内部构件牢牢地固定在轴承的外圈上，并提供充足的

润滑脂腔空间及其有效的保留润滑脂。外部构件则压紧在内

圈的外径部位，如抛油环一样转动，向外抛出污染物。内、

外构件之间的紧密的运行间隙保证其能在极其苛刻的条件下

达到有效的密封。这种密封结构在高转速下是十分有效的，

因为实际上它是无摩擦的，并可利用抛油环的作用。在高转

速气动工具、小型电机、泵、家用电器和相似的高转速应用

场合中机械密封轴承十分受欢迎。有关LL型的典型的安装布

置如图165所示。

　　带有机械密封的宽型径向轴承（W- LL 型）的设计，对于

双密封是以前缀 W 和后缀 LL 表示的。它们制造成标准的孔径

和外径，但其宽度与相对应的双列轴承的宽度尺寸是一样的。

超宽尺寸为在工厂过滤的长寿命润滑脂提供了更大空间，并在

轴上和轴承座中提供了额外的支承作用，这样对于诸如电机的

应用场合，锁紧螺母和锁紧垫圈就没有必要了。典型的安装方

法如图167所示。

润滑与密封

润滑

TIM KEN 工程手册 205

毡密封（T 型）

　　毡密封由两块固定在轴承外圈的金属板组成，两板间夹有

毡垫圈。该垫圈在装入轴承之前，要用油浸没饱和，与磨削光

滑的内圈的外径部位相接触，使密封摩擦力达到最小程度。

　　仅非填充型的轴承可以采取毡密封形式，且有以下几种形

式：1个密封（以后缀 T表示），一个密封和一个防尘罩（以后

缀TD表示）和两个密封（以后缀TT表示）。这些轴承的孔径和

外径与标准的非防尘罩和防尘罩形式轴承的尺寸一样，但其总

宽度要大些。如图所示，在T 和TD型式中，其密封对侧的内圈

稍稍偏移，当轴承安装于封闭的轴承座中时，以便留有间隙。

橡胶密封（P 型）

　　带有一个或两个橡胶密封的径向轴承的命名是分别以后

缀 P 和PP 表示的。除超小尺寸外，在尺寸上它们与开式的和

防尘罩型的轴承是可以相互代用的。

　　P 型设计是一种采用模塑合成橡胶做成的可靠接触密封。

它牢固地固定在外圈，密封件向外扩展并齐跨在内圈。密封圈

面对内圈半径向外扩展的形状确保恒定而可靠的接触，有效地

防止了污染物的进入或润滑剂的损失。因为它们在尺寸上与标

准的单列径向型轴承可以互换，所以，铁姆肯公司的橡胶密封

轴承提供了一种方便又紧凑的设计。

　　宽型径向橡胶密封轴承（W- PP型）的命名对于双密封是

以前缀W和后缀PP表示的，它们制造成标准的孔径和外径，

但其宽度与其相应的双列轴承的尺寸是一样的。该设计也采

用模塑密封件。

　　额外的宽度对轴和轴承座来说提供了更大的接触面积，同

时也为润滑脂在震荡下移动提供了更大空间。

　　这些宽型橡胶密封轴承特别适合于电机制造商采用，它

们的优点有助于简化设计。电机设计简化的典型实例如图171

所示。

图 168. 后缀 T. 图 169. 后缀 TD.

后缀 PP P 型 PP 型

图 170. 典型安装布置

图 171. 装有 W -PP 型轴承的电机组合 图 172. W -PP 型典型安装

密封

润滑与密封

206 TIM KEN 工程手册

图 173. 护罩密封后缀 R R

图 174. 三重密封

橡胶密封（R 型）

　　由铁姆肯公司发明的一种最先进的密封设计就是R型橡胶

密封轴承。这是一种三部件结构的可靠的接触密封，采用两个

钢罩固定合成橡胶。密封元件向外扩展，安放在内圈的磨削表

面。本设计中橡胶密封元件完全受到了紧密装配的外部钢罩或

护罩的保护，它紧贴着内圈外径部位的扩口形状紧密地套在密

封构件上。最内侧的构件翻卷在外圈的勾槽内，并将密封圈和

外部护罩封装起来。由于提供了牢固的密封接触，密封组件的

支承板与内圈的外径间有紧密的间隙，防止密封被向内推动。

　　实验室试验已经明确地证实了护罩型R密封的优越性能。

由于保持润滑剂的改善和对污染物的更好的预防，护罩设计保

护了橡胶密封，不受污物和纤维包裹物的磨蚀损坏，这些密封

的使用在农业和纺织工业中是十分盛行的。同时这种密封结构

也使用在标准的和重载荷系列宽内圈轴承中。

三重密封

　　三重护罩密封球轴承的设计是为包括特别苛刻的污染或

磨蚀环境在内的应用场合使用。产品以多种型式和尺寸进行

生产，在径向轴承和宽内圈轴承中都有应用。

　　每一种三重密封由模压至厚金属护罩帽内的三重丁腈橡胶

密封圈组成，所有三个密封唇都有较大扩展形状与内圈外径相

接触，能提供特别有效的防护，使润滑剂不受损失并不使潮湿

的或磨损性的污物进入轴承。与外侧密封唇紧密封装的护罩帽

有助于防护橡胶密封构件不受包裹物和磨蚀物的损害。

　　这些轴承的特点是其设计的平衡性，其特点包括滚道深，

滚珠尺寸大和内圈特宽或特厚。三重密封轴承的使用简化了轴

承座设计，它们特宽的内圈对轴提供了更有力的支承。这些轴

承广泛地使用于输送机和农用机械，例如圆盘犁耙、堆土机、

西红柿收割机、棉花收割机等。

轴承损伤类型

TIM KEN 工程手册 207

轴承损伤类型

　　轴承损伤在很多不同的运行条件下都有可能发生。本节

对滚动轴承最常出现的损伤情况进行了阐述，包括圆柱滚子

轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承以及球轴承等。重点提

示：正确的轴承维护与操作是确保轴承性能达到最佳的关键。

磨损 ——异物

　　滚动轴承最常见故障之一就是由于异物所引发的磨损和

损伤，异物会造成研磨损伤、擦伤或圆周线痕（槽痕）等。

图 176. 调心滚子轴承在滚子端面产生磨损，也是由微粒污染物造成的。

图 177. 微粒污染物造成圆锥滚子轴承磨损。 图 178. 恶劣环境下接触磨料和水，使带座轴承严重磨损。

图 175. 微粒污染物进入调心滚子轴承后，保持架表面、滚子与滚道之

间出现磨损。

研磨损伤

　　进入轴承内部的微小的异物可能会引起轴承过度研磨损

伤。沙粒、磨削和机加工过程中产生的金属微粒以及齿轮带来

的金属微粒或碳化物都会磨损或研磨滚子和滚道。在圆锥滚子

轴承中，滚子端面和内圈挡边的磨损程度要比滚道更加严重。

这种磨损能造成轴向游隙或内部间隙扩大，进而降低轴承的疲

劳寿命，导致轴承的偏心。此外，磨损也会影响轴承所在机器

的其他零件。异物可能通过已严重磨损或失效的密封圈进入轴

承。轴承座和零件初次清洗不干净，或过滤器失效，过滤器维

护不当，将导致磨粒积聚。

磨损

轴承损伤类型

208 TIM KEN 工程手册

磨损、槽痕

图 182. 此图片在显微镜下拍摄，反映了碎屑污染物对轴承

滚道的擦伤效应。相应的压痕表面图如右图 183 所示 。

图 179. 因碎屑污染物擦伤发生表面剥落的 图 180. 调心滚子轴承被硬质颗粒擦伤。

圆锥滚子轴承内滚道（内圈）。

槽痕

　　槽痕是由碎片或金属颗粒造成的极度

严重的磨损。这些污染物楔入软质保持架

材料，造成滚动构件出现刻槽，这将影响

滚动接触几何形状，降低轴承使用寿命。

图 181. 由其他疲劳零件、密封松动或维护不当所产生

的碎屑导致圆锥滚子轴承的滚道擦伤。

图 183

磨损 ——麻点与擦伤

　　硬质颗粒在轴承内滚动可引起滚子和滚道的麻点和擦伤。

轴承座清洁不当而残留的金属碎片或大颗粒灰尘将导致过早出

现疲劳损伤。外部碎屑污染通常是由灰尘、沙粒和环境颗粒造

成的，而内部碎屑污染则一般由齿轮、花键、密封圈、离合

图 185. 水平槽痕导致不当的滚动接触，降低

轴承寿命。

图184. 大颗粒污染物嵌入软质保持架材料，

导致槽痕。

器、制动器、接头以及轴承座等清洁不当或部件发生损伤或剥

落所致。硬质颗粒随着润滑过程在轴承中游走，最终导致轴承

内表面擦伤（压伤）。压痕形成突起，引起表面应力的集中，

造成轴承表面早期损伤，降低轴承的寿命。

TIM KEN 工程手册 209

轴承损伤类型

浸蚀 —— 腐蚀

图 186. 图中外圈滚道呈现严重腐蚀。这种类型的腐蚀可能只是表面锈斑，而非点蚀。

如果用细金刚砂布或磨粉布可以将污点清理干净，则轴承可再次使用。但如果存在麻

点，而且用轻度抛光也清除不掉，则应当弃用；或者如果可行，将其重新打磨。

图 189. 球轴承的内圈和保持架被水严重腐蚀。

图 187. 圆柱滚子轴承的内圈出现浸蚀和腐蚀现象。

图 190. 球轴承的外滚道呈现出浸蚀和腐蚀。

浸蚀 ——腐蚀

　　浸蚀或腐蚀是抗摩擦轴承遇到的最严重的问题之一。轴

承滚道及滚子表面高精度的加工，使其极易受到湿气和水的

腐蚀。

　　浸蚀通常是由于轴承座内温度变化，内部空气冷凝，水分

不断积聚所造成的。而湿气或水时常从损伤的、破损的或不适

图 188. 由于内圈滚道和滚子受到高度腐蚀

和点蚀，该轴承不能再使用了。

当的密封圈进入轴承。此外，轴承在拆卸、检查时，清洗和干

燥不当，也会引起这样的损伤。在轴承清洗和干燥以后或将轴

承放入仓库之时，都应当涂上润滑油或其他防腐剂，并用保护

纸包装好。无论是新轴承还是旧轴承，都应放置在干燥区域，

包上原包装，降低在安装前出现静态腐蚀的可能。

轴承损伤类型

210 TIM KEN 工程手册

润滑不足

润滑不足

　　润滑不足这个术语可以用来描述很多种可能发生的损伤

情况。这些情况的共同特征是：在轴承运行的过程中，润滑

剂不能够充分地隔离开轴承滚动和滑动接触的表面。

　　对于不同的轴承系统，应当根据经验、负荷、速度、密

封系统、运行情况以及预期寿命等因素来正确设计所需润滑

剂的用量、类型、等级、供应系统、粘度及添加剂，这一点

十分重要。如果未适当考虑这些因素，则轴承性能及其运行

性能可能达不到预期的效果。

　　由润滑不足所导致的轴承损伤表现迥异，可能是非常轻

微的热变色伴有滚子大端擦伤，也可能是轴承整体锁死伴有

极端的金属扭曲。

　　以下部分阐述因润滑不足导致的不同等级的轴承损伤：

图 191. 一级–骤升的工作温度导致变色。

图 192. 二级–重载、低速或是骤升的工作温度使油膜过薄导致微剥落。

图 193. 二级–不足的润滑油膜导致严重的挡边擦伤。

二级损伤——擦伤和剥落

润滑不足或完全没有润滑

错误的选择润滑剂或润滑方式

温度变化

运行条件的骤然变化

一级损伤——热变色

金属之间接触导致轴承温度过高

高温导致滚道和滚子变色

一般情况下，变色是从润滑剂影响到轴承表面。还有一些情

况是高温导致金属变色

TIM KEN 工程手册 211

轴承损伤类型

润滑不足

图 194. 三级—金属间接触导致圆锥滚子的热损伤。

图 195. 四级—过热导致滚子上严重的金属流动以及内圈挡边的变形和

保持架的扩张。

图 196. 四级—整个轴承锁死的例子。

四级损伤—整个轴承锁死

过高温度导致轴承上的金属流动，改变轴承的材料属性和

原本的内部几何结构。

这将导致滚子形变，保持架破坏，金属变形和轴承彻底损

坏。

　　仔细检查所有轴承，齿轮，密封，润滑剂和周边部件可帮

助判断损伤的主要成因。

三级损伤——滚子端过热

润滑油膜不足引起滚子大端面的高温和擦伤。

轴承损伤类型

212 TIM KEN 工程手册

疲劳剥落

图 197. 圆锥滚子轴承由于偏心、弯曲或重载而产生几何应力集中剥落。

图 198. 圆锥滚子轴承内圈因碎片或凸起的金属超出了润滑油膜，引起

表面凸物因素剥落。

疲劳剥落

　　简单说来，剥落是指轴承材料出现麻点或脱落。剥落最初

发生在滚道和滚子上。需要指出的是，本参考指南提到了各种

形式的“初级”轴承损伤，它们最终会恶化为以剥落为表现形

式的二级损伤。我们将剥落损伤分为三个类型：

表面凸物因素(PSO)剥落

　　表面凸物因素剥落来源于极高的局部应力。极高的局部应

力会引起轴承过早疲劳损伤。这种损伤是最常见的剥落损伤，

通常是由轴承内部的刻痕、压痕、碎片、蚀刻以及硬颗粒杂质

造成的，并且经常表现为箭头状剥落。

夹杂物因素剥落

　　夹杂物因素剥落是在轴承经历了数万次负荷周期后，轴承

内部含非金属夹杂物的次表面局部区域出现材料疲劳造成的。

其表现形式为局部的椭圆形剥落。随着近二十年内轴承钢洁净

度的提高，这种类型的剥落已经很少发生了。

几何应力集中(GSC)剥落

　　几何应力集中剥落来源于偏心、弯曲或边缘负荷引起轴

承局部区域的应力增加。这种损伤出现在滚道/滚子轨迹的最

边缘区域，通常是轴或轴承座加工问题或高负荷的最终结果。

TIM KEN 工程手册 213

轴承损伤类型

过量预负荷或过载

图 199. 图中的调心滚子轴承由于高负荷而产生了

严重剥落和破裂

过量预负荷或过载

过量预负荷会产生大量的热，并导致轴承损伤。其损伤形式在外观上与润滑不足

所导致的损伤形式相仿。这两种诱因常被混淆，故须进行彻底检查，才能确定问

题的根源所在。适用于一般操作的润滑剂未必适用于高预负荷的轴承，因为油膜

的强度可能不足以承载超高负荷。高预负荷下润滑失效所引起的损伤与第210页

所述的由润滑不足而导致的损伤相同。

在高预负荷下，即使使用了能够承载重负荷的极压型润滑剂，也可能产生另一种

形式的损伤。尽管润滑剂能应付负荷，防止滚动构件或滚道擦伤，但重负荷还是

可能导致次表面层出现过早疲劳剥落。该类型剥落的出现及随之而来的轴承寿命

问题将取决于轴承的预负荷量和承载能力。

图 200. 高负荷导致该圆柱滚子轴承疲劳剥落。 图 201. 球轴承的内圈出现了疲劳剥落。其断裂

形式属于二级损伤。

图 202. 由于过载，该圆柱滚子轴承的滚子表

面出现开裂。

图 203. 重载，低速导致圆锥滚子轴承内圈上

的润滑油膜不足。

图 205. 调心滚子轴承滚道出现严重的脱皮和剥

落。

图 204. 圆锥滚子轴承的严重过载导致滚子出

现过早的严重疲劳剥落。负荷过重，使滚子

上的金属大片脱落。

轴承损伤类型

214 TIM KEN 工程手册

游隙过大、偏心和轴承座或挡肩加工偏差

游隙过大

　　游隙过大导致较负载区小，在负载区之外的滚子和滚道之间的间隙大，滚子松动

不能贴合，这样滚子进出负载区时就会产生打滑和歪斜。滚子过度的运动就会导致在

外圈滚道上产生贝壳纹，保持架过度磨损并且滚子对滚道产生冲击。

图 206. 游隙过大时经常会在外圈滚道上发现

贝壳纹。这是由于松动的滚子进入小的负

载区时突然承受巨大载荷造成的。

图 207. 滚子过度运动导致保持架兜孔损伤。 图 208. 保持架兜孔小端过度磨损是典型的游隙

过大的标志。

图 209B. 轴承座偏心。

偏心和轴承座或挡肩加工偏差

　　偏心的轴承将缩短轴承的寿命，而使用寿命缩减多少则取决于偏心的程度。为

了充分发挥轴承的使用寿命，支撑轴承的底座和挡肩必须处于轴承厂商规定的偏心

极限之内。若偏心程度超出了极限，则轴承所承载的负荷将不能按预期的方式沿着

滚动体和滚道进行分配，而会集中于滚动体、球面或滚道的某一局部区域。在极度

偏心或角度偏移的情况下，负荷集中到滚动体和滚道的边缘。

　　局部负荷严重集中和高应力会导致金属过早产生疲劳。

偏心的原因：

轴承座或轴的加工不精确或磨损

高负荷下产生的偏移

轴或轴承座上的挡肩歪斜

图 209A. 轴偏心。

TIM KEN 工程手册 215

轴承损伤类型

操作与安装损伤

图 211. 这个不规则的滚子痕迹和图 210 的正好

180 度方向相对应。

图 210. 变形，加工不精确或者磨损的轴承贴合

面导致这个圆锥轴承外圈滚道上不规则的滚

子磨损痕迹。

图 212. 轴承座内孔加工锥度超差，导致这个

圆柱滚子轴承外圈的载荷分布不均，造成了

GSC剥落。

图 213. 操作不当或安装损

伤使圆锥滚子上产生了刻

痕和压痕。

图 215. 组装过程中因使用硬化的冲头造成

的凹痕。

图 214. 由于使用了不合适的安装工具，调心滚子轴承内圈

上的法兰出现破损。

操作与安装损伤

　　在操作和组装轴承时应小心谨慎，切不可使滚动体、滚道表面和边缘受到

损伤。如果滚道表面出现深度凿沟，或如果滚动体受到撞击或发生变形后，

受损区域附近的金属会相应凸起。当滚动构件经过这些受损表面时，会产生

高应力，并造成局部过早剥落。凿沟和深刻痕的直接影响是使轴承粗糙，并

出现振动和噪音。

图 216. 圆锥滚子上的间隔刻痕是由安装过程中滚子边缘撞击

滚道而引起的。这些刻痕 /压痕会使边缘凸起，产生过量的

噪音、振动以及应力集中。

轴承损伤类型

216 TIM KEN 工程手册

轴承保持器损伤

轴承保持器损伤

　　轴承安装过程中的不慎操作或使用工具的不当可能损伤保持器。保持器通常是由低碳钢、青铜或黄铜等材料制造而成，很

容易因操作或安装不当而损伤，并导致轴承过早的出现性能问题。

　　在某些情况下，保持器的破裂是由环境和运行条件所引起的。这一类型的损伤过于复杂，故本参考指南不予说明。若遇到

此类问题，请与您的铁姆肯公司销售或维修工程师联系。

图 217. 保持架因安装不当或因轴承跌落而变形。

图 219. 操作严重不当使该调心滚子轴承保持架的

梁上产生深度压痕。该损伤将导致滚子滚动不畅

并出现打滑，温度升高，使用寿命缩短。

图 218. 圆锥滚子受卡成歪斜状，原因是在安装过

程中保持架受到挤压，或是运行中有干涉。

TIM KEN 工程手册 217

轴承损伤类型

凸点与配合不当

图 223. 由于分体式轴承座上的尖点使应力集中，造成该外圈滚道的

局部发生剥落。

图 222. 外圈外圆上的伤痕是由轴承座上的凸点引起的。与此外圈外圆

上伤痕对应的外圈内滚道，在此处发生了剥落。

凸点与配合不当

　　在将外圈从轴承座或轮毂中取出时的操作不当或损伤，会使外圈的底座产生毛刺或凸点。若在使用工具过程中不慎将轴承

座内安装表面凿伤，则凿沟附近的区域会升高。若这些凸点未能在重新安装轴承外圈之前打平或磨平，则凸点会通过外圈影响

外圈的内表面，使之也相应的产生凸斑。当滚动体撞击这些凸起区域时，应力增加，导致轴承过早疲劳。

图 220. 由于轴承座磨损，导致该轴承在运行过程中配合松动，产生磨

损。结果调心滚子轴承外圈出现金属撕裂和磨损。

图 221. 配合不当造成了典型的磨擦腐蚀。轴承及其底座在承载负荷的

情况下发生相对位移，导致了这一磨损和腐蚀的产生。

轴承损伤类型

218 TIM KEN 工程手册

轴承座或轴的配合不当

轴承座或轴的配合不当

　　应遵循厂商推荐的轴承配合方式，以确保最佳的轴承性能。

　　一般而言，承载旋转负荷的轴承滚道应采取过盈配合或紧配合。例如，在轮毂上，轴承外圈就应当采取过盈配合，而安装

在静止轮轴上的轴承内圈一般采取小间隙松配合。旋转轴上的内圈一般采取过盈配合，而外圈可能采取过渡配合，甚至松配

合，这取决于具体应用情况。

图 226. 失圆或轴径过大导致圆锥滚子轴承的内圈发生破裂。

图 225. 由于安装在金属杂质或拱起的金属刻痕上，球轴承的内圈发生破裂。

图 224. 旋转轮毂的外圈采取松配合（应该是紧配合），结果使轴承滚道损伤。

图 227. 这就是在轮毂里发生松动的外圈。外圈转动使

轴承座磨损产生更大的间隙，外圈开始拉伸或铺开，

此时仍然继续磨损轴承座，外圈继续拉伸，这个过程

一直持续直到达到金属的断裂极限从而外圈裂开。

TIM KEN 工程手册 219

轴承损伤类型

布氏压痕和冲击损伤

布氏压痕和冲击损伤

　　安装时操作不当、运行中过高的冲击载荷或过量的静态载

荷，都可导致布氏压痕。

　　安装不当导致的布氏压痕，是由于力作用于非安装滚道上

所造成的。当轴承内圈与轴采用紧配合安装时，作用在外圈的

力，就会产生额外的轴向负荷，使滚子与滚道冲击接触，进而

导致布氏压痕。

　　图229A所示为拆卸轴承的错误方法，而229B所示为正确

的安装方法。

　　瞬间很高的冲击负荷，可导致轴承滚道产生布氏压痕，有

时甚至可使滚道和滚动体破裂。

图 228. 在高冲击载荷下，圆锥轴承外圈滚道产生布氏压痕和冲击损伤，

其内圈滚道上也会留下同样明显的压痕。这是真正的金属形变而非假

性布氏压痕所表现出的磨损状态。凹槽处的放大图显示凹槽上有磨削

加工的痕迹。

图 230. 调心滚子轴承内圈因冲击载荷产生的 图 231. 冲击负荷使球轴承内圈产生了布氏压痕。

滚子冲击伤。

图 232. 因应用选型不当，圆柱滚子轴承的

内圈在运转中碎裂。

图 229A. 错误。 图 229B. 正确

假性布氏压痕

　　假性布氏压痕，顾名思义，不是真性布氏压痕或压伤，它

实际上是磨损。它是在轴承处于静止状态时，滚动体发生轻微

的轴向移动而引起的。滚动体在滚道上来回滑动，会磨出一道

凹槽。而滑动是由振动造成的。

　　有时这种情况是不可避免的，例如汽车或其他设备用火车

或卡车进行的长途运输。当然，也发生在海运时。这样的振动

足以造成移动并引起假性布氏压痕。但可通过降低运输或储存

过程可能发生的相对位移或减小载重，大大减弱或消除振动。

　　小幅往复角振荡装置（不足滚动体旋转完整的一圈）中的

滚子轴承也会产生假性布氏压痕。

　　通过检查压伤或磨损的区域，可区分假性布氏压痕与真性

布氏压痕。假性布氏压痕会将表层磨去，而真性布氏压痕，原

始的表层仍会保留。

电流蚀痕

　　当电流在轴承上通过， 并在滚道与滚子之间的接触面被阻断时，就会产生电弧，并在局部产生高温。每次电流在球或滚子

与滚道之间被阻断时，两边都会留下蚀点，最终产生凹槽。当凹槽逐渐加深，噪音和振动也就随之出现。高强度电流，例如局

部短路，会导致表面粗糙并产生颗粒。高强度电流的大幅变化会引起更为严重的损伤，并导致在滚道与滚子或滚珠之间发生金

属熔接。而滚子上的金属凸起物在滚道上产生切口效应，造成噪音和振动。

　　电弧的起因包括带电皮带或砑光辊上的静电、接线错误、接地不当、焊接、绝缘不够或不当、电动机的转子线圈松动以及

短路等。

图 233. 圆锥滚子轴承外圈因振动或滚子与滚道之间的轴向相对位移而

引起的磨损。

图 234. 图中放大10倍后的电弧灼坑或微小

灼痕，是由于轴承静止时接地不当，产生

电弧造成的。

图 235. 轴承旋转时，因焊接而在调心滚子

轴承上造成的电弧凹槽。

图 236. 放大10倍的凹槽看到的微小轴向灼

痕，是轴承在旋转时有电流通过引起的。

轴承损伤类型

220 TIM KEN 工程手册

假性布氏压痕、电流蚀痕

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