滾動軸承常見的失效形式原因分析

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1、.滾動軸承常見的失效形式及原因分析+浪逐風(fēng)尖2008-11-0510:55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在接觸應(yīng)力的反復(fù)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

2、滾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紋路．產(chǎn)生部位主要出現(xiàn)在套圈和滾動體的滾動表面．??軸承疲勞失效的機理很復(fù)雜，也出現(xiàn)了多種分析理論，如最大靜態(tài)剪應(yīng)力理論、最大動態(tài)剪應(yīng)力理論、切向力理論、表面微小裂紋理論、油膜剝落理論、溝道表面彎曲理論、熱應(yīng)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：???1、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

3、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(fù)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：A、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

4、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，這種情況很容易造成產(chǎn)品的早期失效。??2、材料品質(zhì)的影響......??軸承工作時，零件滾動表面承受周期性交變載荷或沖擊載荷。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(yīng)力。在接觸應(yīng)力反復(fù)作用下，零件工作表面將產(chǎn)生接觸疲勞而導(dǎo)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

5、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???軸承熱處理包括正火、退火、滲碳、淬火、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

6、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(yīng)力分布發(fā)生變化，導(dǎo)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(yīng)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。??不正確

7、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(yīng)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(yù)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

8、面起源型疲勞可以通過改善材料品質(zhì)等措施。而提高零件加工質(zhì)量尤其是零件表面質(zhì)量、提高使用質(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(yù)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