滚动轴承失效机理详解.ppt

滚动轴承失效机理 滚动轴承的失效形式很多，其基本形式有：磨损(磨料磨损、疲劳磨损、枯着磨损、微动磨 损)失效、接触疲劳失效、断裂失效、腐蚀失效和压痕失效。磨损失效是滚动轴承员常见的失效 形式。由于工作状况的复杂性，有时会表现多种失效形式。 由于滚动轴承的结构和使用不同，导致其失效形式原因的多样化。主要有装配不当、润滑 不良、过载、冲击、振动、磨料或有害液体的侵入、环境温度过高或过低、材质缺陷和制造精度低 等。 1．接触疲劳失效 接触疲劳失效系指轴承工作表面受到交变应力的作用而产生失效。接触疲劳剥落发生在 轴承工作表面，往往也伴随着疲劳裂纹，首先从接触表面以下最大交变切应力处产生．然后 扩展到表面形成不同的剥落形状，如点状为点蚀或麻点剥落，剥落成小片状的称浅层剥落。 出于剥落面的逐渐扩大，而往往向深层扩展，形成深层剥落。裸层利落是接触疲劳失效的疲 劳源。 2．磨损失效 磨损失效系指表面之间的相对滑动摩摈导致其工作表画金属不断磨损而产生的失效。持 续的磨损将引起轴承罕件逐渐损坏，并最终导致轴承尺寸精度丧失及其他相关问题。磨损可 能影响到形状变化，配合间隙增大及工作表面形貌变化，可能影响到润滑剂或使其污染达到 一定程度而造成润滑功能完全丧失，因而使轴承丧失旋转精度乃至不能正常运转。磨损失效 是各类轴承常见的失效模式之一，按磨损形式通常可分为最常见的磨粒磨损和粘着磨损。 磨粒磨损系指轴承工作表面之间挤入外来坚硬粒子或硬质异物或金属表面的磨屑且接触 表面相对移动而引起的磨损，常在轴承工作表面造成犁沟状的擦伤。硬质粒子或异物可能来 自主机内部或来自主机系统其他相邻零件由润滑介质送进轴承内部。粘着磨损系指由于摩擦 表面的显微凸起或异物使摩擦面受力不均，在润滑条件严重悲化时，出局部摩擦生热，易造 成摩擦面局部变形和摩擦显微焊合现象，严重时表面金属可能局部熔化，接触面上作用力将 局部摩擦焊接点从基体，L：撕裂而增大塑性变形。这种粘着——撕裂——粘着的循环过程构成 了粘着磨损，一般而言，轻微的粘着磨损称为擦伤，严重的枯着磨损称为咬合。 3．断裂失效 轴承断裂失效主要原因是缺陷与过载两大因素。当外加载荷超过材料强度极限而造成零 件断裂称为过载断裂。过载原因主要是主机突发故障或安装不当。轴承零件的微裂纹、缩孔、气泡、大块外来杂物、过热组织及局部烧伤等缺陷在冲击过载或剧烈振动时也会在缺陷处引起 断裂，称为缺陷断裂。应当指出，轴承在制造过程中，对原材料的入厂复验、锻造和热处理质 量控制、加工过程控制中可通过仪器正确分析上述缺陷是否存在，今后仍必须加强控制。但一 般来说，通常出现的轴承断裂失效大多数为过载失效。 4．游隙变化失效 轴承在工作中，由于外界或内在因素的影响，使原有配合间隙改变，精度降低，乃至造成 “咬死”称为游隙变化失效。外界因素如过盈量过大，安装不到位，温升引起的膨胀量、瞬时过 载等，内在因素如残余奥氏体和残余应力处于不稳定状态等均是造成游隙变化失效的主要原 轴承常见失效模式及原因 综上所述，从轴承常见失效机理与失效模式可知，尽管滚动轴承是精密而可靠的机构基 础体，但使用不当也会引起早期失效。一般情况下，如果能正确使用轴承，可使用至疲劳寿 命为止。轴承的早期失效多起子主机配合部位的制造精度、安装质量、使用条件、润滑效果、外 部异物侵入、热影响及主机突发故障等方面的因素。因此，正确合理地使用轴承是一项系统工 程，在轴承结构设计、制造和装机过程中，针对产生早期失效的环节，采取相应的措施，可有 效地提高轴承及主机的使用寿命。 轴承振动频率及波形