淺談軸承失效原因分析

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1、血歩失斂卮?分悟滾動軸承在使用過程中,由于很多原因造成其性能指標達不到使用要求時就產(chǎn)生了失效或損壞?常見的失效形式有疲勞剝落、磨損、塑性變形、腐蝕、燒傷、電腐蝕、保持架損壞等。一,疲勞剝落疲勞有許多類型,對于滾動軸承來說主要是指接觸疲勞。滾動軸承套圈各滾動體表面住接觸應力的反復作用下，其滾動表面金屬從金屬基體呈點狀或片狀剝落下來的現(xiàn)象稱為疲勞剝落。點蝕也是由于材料疲勞引起一種疲勞現(xiàn)象,但形狀尺寸很小，點蝕擴展后將形成疲勞剝落。疲勞剝落的形態(tài)特征一般具有一定的深度和面積，使?jié)L動表面呈凹凸不平的鱗狀,有尖銳的溝角.通常呈顯疲勞擴展特征的海灘裝

2、紋路.產(chǎn)生部位主要出現(xiàn)在套圏和滾動體的滾動表面.軸承疲勞失效的機理很復雜,也出現(xiàn)了多種分析理論,如最大靜態(tài)剪應力理論、最大動態(tài)剪應力理論、切向力理論、表面傲小裂紋理論、油膜剝落理論、溝道表面彎曲理論、熱應力理論等。這些理論中沒有一個理論能夠全面解釋疲勞的各種現(xiàn)象,只能對其中的部分現(xiàn)象作出解釋。目前對疲勞失效機理比較統(tǒng)一的觀點有:7、次表面起源型次表面起源型認為軸承在滾動接觸部位形成油膜的條件下運轉(zhuǎn)時，滾動表面是以內(nèi)部（次表面）為起源產(chǎn)生的疲勞剝落。2、表面起源型表面起源型認為軸承在滾動接觸部位未形成油膜或在邊界潤滑狀態(tài)下運轉(zhuǎn)時,滾動表面是

3、以表面為起源產(chǎn)生的疲勞剝落。.3、工程模型工程模型認為在一般工作條件下,軸承的疲勞是次表面起源型和表面起源型共同作用的結(jié)果。疲勞產(chǎn)生的原因錯綜復雜,影響因素也很多，有與軸承制造有關(guān)的因素，如產(chǎn)品設(shè)計、材料選用、制造工藝和制造質(zhì)量等;也有與軸承使用有關(guān)的因素，如軸承選型、安裝、配合、潤滑、密封、維護等。具體因素如下:4、制造因素1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)使用性能目標值來確定的,這些目標值如載荷容量、壽命、精度、可靠性、振動、磨損、摩擦力矩等。在設(shè)計時,由于各種原因，會造成產(chǎn)品設(shè)計與使用的不適用或脫節(jié),甚至偏離了目標值,這種情

4、況很容易造咸產(chǎn)品的早期失效。2、材料品質(zhì)的影響軸承工作時，寒件滾動表面承受周期變載荷或沖擊載荷。由于零件之間的接觸面積很小,因此，會產(chǎn)生極高的接觸應力。在接觸應力反復作用下，零件工作表面將產(chǎn)生接觸疲勞而導致金屬剝落。就材料本身的品質(zhì)來講，其表面缺陷有裂紋、表面夾渣、折疊、結(jié)疤、氧化皮和毛刺等,內(nèi)部缺陷有嚴重偏析和疏松、顯微孔隙、縮孔、氣泡、白點、過燒等,這些缺陷都是造成軸承早期疲勞剝落的主要原因。在材料品質(zhì)中，另一個主要影響軸承疲勞性能的因素是材料的純潔度,其具體表現(xiàn)為鋼中含氧量的多少及夾雜物的數(shù)量多少、大小和分布上。3、熱處理質(zhì)量的影響

5、軸承熱處理包括正火、退火、滲碳、淬幾回火、附加回火等。其質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)的加工質(zhì)量及產(chǎn)品的使用性能。4、加工質(zhì)量的影響首先是鋼材金屬流線的影響。鋼材在軋制或鍛造過程中，其晶粒沿主變形方向被拉長,形成了所謂的鋼材流線（纖維）組織。試驗表明,該流線方向平行于套圈工作表面的與垂直的相比，其疲勞壽命可相差2。5倍。其次是磨削變質(zhì)層。磨削變質(zhì)層對軸承的疲勞壽命與磨損壽命有很大的影響。變質(zhì)層的產(chǎn)生使材料表面層的組織結(jié)構(gòu)和應力分布發(fā)生變化,導致表面層的硬度下降、燒傷，甚至微裂紋,從而對軸承疲勞壽命產(chǎn)生影響。受冷熱加工條件及質(zhì)量控制的影響,產(chǎn)品在加工過

6、程中會出現(xiàn)質(zhì)量不穩(wěn)定或加工誤差，如熱加工的材料淬、回火組織達不到工藝要求、硬度不均勻和降低,冷加工的幾何精度超差、工作表面的燒傷、機械傷、銹蝕、清潔底低等,會造成軸承零件接觸不良、應力集中或承載能力下降,從而對軸承疲勞壽命產(chǎn)生不同程度的影響。B、使用因素使用因素主要包括軸承選型、安裝、配合、潤滑、密封、維護等。不正礎(chǔ)的安裝方法很容易造成成軸承損壞或零件局部受力產(chǎn)生應力集中,引起疲勞。過大的配合過盈量容易造成內(nèi)圈滾道面張力增加及零件抗疲勞能力下降,甚至出現(xiàn)斷裂。潤滑不良會引起不正常的摩擦磨損，并產(chǎn)生大量的熱量,影響材料組織和潤滑劑性能。如果

7、潤滑不當,即便選用再好的材料制造,加工精度再高,也起不到提高軸承壽命的效果。密封不良容易使雜質(zhì)進入軸承內(nèi)部,既影響零件之間的正常接觸形成疲勞源，又影響潤滑或污染潤滑劑。根據(jù)疲勞產(chǎn)生的機理和主要影響因素,可以有針對性地提出預防措施。如對表面起源損傷引起的疲勞,可以通過對零件表面進行表面強化處理，對次表面起源型疲勞可以通過改善材料品質(zhì)等措施。而提髙寒件加工質(zhì)量尤其是寒件表面質(zhì)量、提髙使用質(zhì)量、控制雜質(zhì)流入軸承內(nèi)部、保證潤滑質(zhì)量等措施對預防和延緩疲勞都有十分重要的意義。二、表面塑性變形表面塑性變形主要是指零件表面由于壓力作用形成的機械損傷。在接

8、觸表面上,當滑動速度比滾動速度小得多的時候會產(chǎn)生表面塑性變形。表面塑性變形分為一般表面塑性變形和局部表面塑性變形兩類。力、一般表面塑性變形是由于粗糙表面互相滾動和滑動,同時，使粗糙表面不斷產(chǎn)生