滾動軸承工作表面失效分析

2009-12-17

袁和會，魏玉瑋，劉志英
（西北軸承股份有限公司）

　　摘要：滾動軸承在工作狀態下，滾道表面長期受交變載荷的作用，由于化學及物理方面的因素，導致滾動軸承工作表面產生點腐蝕及疲勞效應，造成軸承早期失效，針對軸承早期失效———點腐蝕及疲勞，從材料本身的質量及軸承的工作條件，分析了軸承點腐蝕及疲勞失效發生及發展的原理，闡述了影響表面點腐蝕及疲勞失效的因素：材料的冶煉質量、熱處理狀態、表面加工精度、表面殘余應力、潤滑油、接觸表面塑性變形等，提出了相應的改進措施，以減少點腐蝕及疲勞失效現象的發生，提高軸承的使用壽命。
　　關鍵詞：滾動軸承；表面失效；分析
　　滾動軸承工作表面失效分析是提高軸承可靠性系統工程中的重要環節，軸承在工作中喪失其規定功能，從而導致故障或不能正常工作的現象稱為失效，軸承失效按其壽命可分為正常失效和早期失效兩種。本文主要是針對點腐蝕及疲勞導致軸承早期失效的原因進行分析，并提出改進措施，以提高軸承的使用壽命和可靠性。
　　1 點腐蝕產生的原因
　　點腐蝕是金屬表面缺陷、疏松以及夾渣等產生微電池作用的結果。當金屬表面存在缺陷、疏松以及夾渣等時，這些部位的電化學性能和其他部位不同。這些部位成為溶解趨勢較強的陽極，其他部位成為陰極，金屬本身是良好的導電體，金屬表面吸附的水液則是離子導體，這樣就好似有許多短路的原電池進行著放電的化學反應，陽極溶解和陰極放電的速度快，金屬腐蝕的速度也就快。點腐蝕呈圓形，周圍沒有裂紋，能夠向深處擴展，甚至穿透金屬，引起應力集中并且在高接觸應力下導致表面剝落，造成軸承失效。
　　2 疲勞失效產生的原因
　　疲勞失效是各類軸承表面Z常見的失效形式之一，是金屬在交變載荷的長期作用下而產生的失效，主要表現為疲勞裂紋的萌生、擴展和斷裂的過程。裂紋的產生有兩種方式：①從表面產生，即在滾動軸承的接觸過程中，因外載的作用在工作表面引起周期性變化的接觸應力，在表層產生塑性變形和形變硬化，Z后在工作表面出現微小裂紋，由表面向里發展，在該裂紋形成的兩個表面之間，由于潤滑劑的