軸承斷裂分析

      滾動軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的重要零件。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，啟動阻力小及對潤滑劑粘度敏感性低，運動精度高，成本低等優(yōu)點 ，而且它正標(biāo)準(zhǔn)化，選用潤滑、維護(hù)都很方便，因此在一般機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。但是它同時也具有承受沖擊能力差，滾動體上載荷分布不均勻等缺點，因此在機(jī)械生產(chǎn)中常會出現(xiàn)軸承的磨損、刮傷、膠合，產(chǎn)生噪聲，甚至整個軸承燒傷等現(xiàn)象。這將影響到整個企業(yè)的正常生產(chǎn)工作，嚴(yán)重時可能會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此分析滾動軸承的失效原因及尋找有效的預(yù)防措施就顯得尤為重要。 

      滾動軸承的失效類型大致有6種，分別是軸承的疲勞剝落、軸承的磨損失效、塑性變形、保持架破壞、軸承刮傷和軸承斷裂。下文主要對軸承的疲勞剝落和磨損失效進(jìn)行詳細(xì)描述。

      疲勞剝落是軸承失效的主要形式，當(dāng)出現(xiàn)疲勞失效后，會造成較強(qiáng)烈的振動、噪聲和發(fā)熱現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因是因為軸承的內(nèi)外滾道和滾動體表面在正常工作狀態(tài)下，既承受載荷又產(chǎn)生相對滾動，同時軸承又受到軸徑向載荷，在周期性的交變載荷作用下，產(chǎn)生交變應(yīng)力，且循環(huán)次數(shù)變多，達(dá)到一定數(shù)值后，軸承表面會出現(xiàn)與滑動方向垂直的疲勞裂紋，裂紋會受到應(yīng)力作用和潤滑油的侵蝕。當(dāng)裂紋向軸承襯和襯背結(jié)合面擴(kuò)展后，造成軸承襯材料的剝落。由于產(chǎn)生的剝落周邊不規(guī)則，剝落面的逐漸擴(kuò)大，進(jìn)而往往向深層擴(kuò)展。深層剝落是接觸疲勞失效的疲勞源。有時候還會產(chǎn)生二次受損。

      軸承的滾道和滾動體之間相對運動產(chǎn)生摩擦導(dǎo)致其表面金屬不斷磨損而產(chǎn)生失效稱為磨損失效。粘著磨損和磨料磨損是滾動軸承常見的磨損失效主要形式。粘著磨損是因為兩個配合面上局部應(yīng)力很高，使之產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性變形，并產(chǎn)生牢固的粘合或焊合。而當(dāng)摩擦副表面發(fā)生粘合后，如果粘合出處的結(jié)合強(qiáng)度大于基體的強(qiáng)度，剪切撕脫將發(fā)生在相對強(qiáng)度較低的金屬亞表層，造成軟金屬粘著在相對較硬的金屬表面上，形成細(xì)長條狀，不均勻，不連續(xù)的條痕；而在軟金屬表面則想成凹坑和凹槽。磨損失效是軸承在運轉(zhuǎn)中由于受到水分、酸性或堿性物質(zhì)的侵入可能會造成軸承的銹蝕失效。另外軸承在工作過程中還會受到微電流和靜電的作用，造成滾動軸承的電流腐蝕。