軸承的失效機(jī)理(一)
滾動(dòng)軸承的失效形式很多,其基本形式有:磨損(磨料磨損、疲勞磨損、粘著磨損、微動(dòng)磨損)失效、接觸疲勞失效、斷裂失效、腐蝕失效和壓痕失效。磨損失效是滾動(dòng)軸承最常見的失效形式。由于工作狀況的復(fù)雜性,有時(shí)會(huì)表現(xiàn)多種失效形式。
由于滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和使用不同,導(dǎo)致其失效形式原因的多樣化。主要有裝配不當(dāng)、潤滑不良、過載、沖擊、振動(dòng)、磨料或有害液體的侵入、環(huán)境溫度過高或過低、材質(zhì)缺陷和制造精度低等。
1.接觸疲勞失效
指軸承工作表面受到交變應(yīng)力的作用而產(chǎn)生實(shí)效。接觸疲勞剝落發(fā)生在軸承工作表面,往往也伴隨著疲勞裂紋,首先從接觸表面以下最大交變切應(yīng)力處產(chǎn)生,然后擴(kuò)展到表面形成不同的剝落形狀,如點(diǎn)狀為點(diǎn)蝕或麻點(diǎn)剝落,剝落成小片狀的稱淺層剝落。由于剝落面的逐漸擴(kuò)大,而往往向深處擴(kuò)展,形成深層剝落。深層剝落是接觸疲勞失效的疲勞源。
2.磨損失效
指表面之間的相對(duì)滑動(dòng)摩擦導(dǎo)致其工作表面金屬不斷磨損而產(chǎn)生失效。持續(xù)的磨損將引起軸承零件逐漸損壞,并最終導(dǎo)致軸承尺寸精度喪失及其他相關(guān)問題。磨損可能影響到形狀變化,配合間隙增大及工作表面形貌變化,可能影響到潤滑劑或使其污染達(dá)到一定程度而造成潤滑功能完全喪失,因而使軸承喪失旋轉(zhuǎn)精度乃至不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。磨損失效是各類軸承常見的失效模式之一,按磨損形式通?煞譃樽畛R姷哪チDp和粘著磨損。
磨粒磨損是指軸承工作表面之間擠入外來堅(jiān)硬粒子或硬質(zhì)異物或金屬表面的磨屑且接觸表面相對(duì)移動(dòng)而引起的磨損,常在軸承工作表面造成犁溝狀的擦傷。硬質(zhì)粒子或異物可能來自主機(jī)內(nèi)部或來自主機(jī)系統(tǒng)其他相鄰零件由潤滑介質(zhì)送進(jìn)軸承內(nèi)部。粘著磨損是指由于摩擦表面的顯微凸起或異物使摩擦面受力不均,在潤滑條件嚴(yán)重惡化時(shí),因局部摩擦生熱,易造成摩擦面局部變形和摩擦顯微焊合現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)表面金屬可能熔化,接觸面上作用力將局部摩擦焊接點(diǎn)從基本上撕裂而增大塑性變形。這種粘著——撕裂——粘著的循環(huán)過程構(gòu)成了粘著磨損,一般而言,輕微的粘著磨損稱為擦傷,嚴(yán)重的粘著磨損稱為咬合。
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