二
滾動軸承常見失效模式及對(duì)策
1. 溝道單側極限位置剝落
溝道單側極限位置剝落主要表現在溝道與擋邊交界處有嚴重的(de)剝落環帶。産生原因是軸承安裝不到位或運轉過程中突發軸向過載。
采取的(de)對(duì)策是确保軸承安裝到位或将自由側軸承外圈配合改爲間隙配合，以期軸承過載時(shí)使軸承得(de)到補償。如果無法确保安裝到位，可(kě)以提高(gāo)潤滑劑的(de)油膜厚度(提高(gāo)潤滑油的(de)粘度)，或減低軸承的(de)負載等方法來(lái)減少軸承的(de)直接接觸。
2. 溝道在圓周方向呈對(duì)稱位置剝落
對(duì)稱位置剝落表現在内圈爲周圍環帶剝落，而外圈呈周向對(duì)稱位置剝落(即橢圓的(de)短軸方向)，原因主要是因爲外殼孔橢圓過大(dà)或兩半分(fēn)離式外殼孔結構，這(zhè)在摩托車用(yòng)凸輪軸軸承中表現尤爲明(míng)顯。
當軸承壓入橢圓偏大(dà)的(de)外殼孔中或兩半分(fēn)離式外殼固緊時(shí)，軸承外圈産生橢圓，在短軸方向的(de)遊隙明(míng)顯減少甚至負遊隙。
軸承在載荷的(de)作用(yòng)下(xià)，内圈旋轉産生周向剝落痕迹，外圈隻在短軸方向的(de)對(duì)稱位置産生剝落痕迹。這(zhè)是該軸承早期失效的(de)主要原因，經對(duì)該軸承失效件檢驗表明(míng)，該軸承外徑圓度已從原工藝控制的(de)0.8um變爲27um。此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大(dà)于徑向遊隙值。
因此，可(kě)以肯定該軸承是在嚴重變形及負遊隙下(xià)工作的(de)，工作面上易早期形成異常的(de)急劇磨損與剝落。
采取的(de)對(duì)策是提高(gāo)外殼孔加工精度或盡可(kě)能不采用(yòng)外殼孔兩半分(fēn)離結構。
3. 滾道傾斜剝落
在軸承工作面上呈傾斜剝落環帶，說明(míng)軸承是在傾斜狀态下(xià)工作的(de)，當傾斜角達到或超過臨界狀态時(shí)易早期形成異常的(de)急劇磨損與剝落。産生的(de)原因主要是因爲安裝不良，軸有撓度、軸頸與外殼孔精度低等。
采取對(duì)策爲确保軸承安裝質量與提高(gāo)軸肩、孔肩的(de)軸向跳動精度，或提高(gāo)潤滑油的(de)粘度以獲得(de)較厚的(de)潤滑油膜。
4．套圈斷裂
套圈斷裂失效比較少見，通(tōng)常是突發性過載造成的(de)。産生原因較爲複雜(zá)，如軸承的(de)原材料缺陷(氣泡縮孔)、鍛造缺陷(過燒)、熱(rè)處理(lǐ)缺陷(過熱(rè))、加工缺陷(局部燒傷或表面微裂紋)、主機缺陷(安裝不良、潤滑貧乏、瞬時(shí)過載)等。受過載沖擊負荷或劇烈振動均有可(kě)能使套圈斷裂。
采取的(de)對(duì)策是避免過載沖擊載荷、選擇适當的(de)過盈量、提高(gāo)安裝精度、改善使用(yòng)條件及加強軸承制造過程中的(de)質量控制。
5. 保持架斷裂
保持架斷裂屬于偶發性非正常失效模式。其産生原因主要有以下(xià)五個(gè)方面：
a.保持架異常載荷
如安裝不到位、傾斜、過盈量過大(dà)等易造成遊隙減少，加劇摩擦生熱(rè)，表面軟化(huà)，過早出現異常剝落。随著(zhe)剝落的(de)擴展，剝落異物(wù)進入保持架兜孔中，導緻保持架運轉阻滞并産生附加載荷，加劇了(le)保持架的(de)磨損，如此惡化(huà)的(de)循環作用(yòng)，便可(kě)能造成保持架斷裂。
b. 潤滑不良
主要指軸承運轉處于貧油狀态，易形成粘著(zhe)磨損，使工作表面狀态惡化(huà)，粘著(zhe)磨損産生的(de)撕裂物(wù)易進入保持架，使保持架産生異常載荷，有可(kě)能造成保持架斷裂。
c.外來(lái)異物(wù)的(de)侵入是造成保持架斷裂失效的(de)常見模式
由于外來(lái)硬質異物(wù)的(de)侵入，加劇了(le)保持架的(de)磨損與産生異常附加載荷，也(yě)有可(kě)能導緻保持架斷裂。
d. 蠕變現象也(yě)是造成保持架斷裂的(de)原因之一
所謂蠕變多(duō)指套圈的(de)滑動現象，在配合面過盈量不足的(de)情況下(xià)，由于滑動而使載荷點向周圍方向移動，産生套圈相對(duì)軸或外殼向圓周方向位置偏離的(de)現象。蠕變一旦産生，配合面顯著磨損，磨損粉末有可(kě)能進入軸承内部，形成異常磨損--滾道剝落-保持架磨損及附加載荷的(de)過程，以至可(kě)能造成保持架斷裂。
e. 保持架材料缺陷
(如裂紋、大(dà)塊異金屬夾雜(zá)物(wù)、縮孔、氣泡)及鉚合缺陷(缺釘、墊釘或兩半保持架結合面空隙，嚴重鉚傷)等均可(kě)能造成保持架斷裂。
采取對(duì)策爲在制造過程中加以嚴格控制。
6. 卡傷
所謂卡傷是由于在滑動面損傷産生的(de)部分(fēn)的(de)微小燒傷彙總而産生的(de)表面損傷。滑道面、滾動面圓周方句的(de)線狀傷痕。滾子端面的(de)擺線狀傷痕，靠近滾子端面的(de)軸環面的(de)卡傷。造成卡傷的(de)主要原因有：過大(dà)載荷，過大(dà)預壓，潤滑不良，異物(wù)咬入，内圈外圈的(de)傾斜，軸的(de)撓度、軸、軸承箱的(de)精度不良等。
可(kě)以通(tōng)過适當的(de)預壓，改善潤滑劑和(hé)潤滑方法，提高(gāo)軸、軸承箱的(de)精度來(lái)解決。
7. 磨損
磨損失效是指表面之間的(de)相對(duì)滑動摩擦導緻其工作表面金屬不斷磨損而産生的(de)失效。造成磨損失效的(de)因素主要有潤滑劑失效或缺乏潤滑劑，潤滑方式不對(duì)，有磨粒進入軸承内部，負載過大(dà)等。
解決方法可(kě)以通(tōng)過改善潤滑劑或改善潤滑方法，增強密封機構等。
8．擦傷
所謂擦傷，是在滾道面和(hé)滾動面上，有随著(zhe)滾動的(de)打滑和(hé)油膜熱(rè)裂産生的(de)微小燒傷的(de)彙總而發生的(de)表面損傷。産生帶有粘著(zhe)的(de)粗糙表面。造成擦傷的(de)原因主要有高(gāo)速輕載荷、急加減速、潤滑劑不适當、水(shuǐ)的(de)侵入等。
解決方法：改善預壓，改善軸承遊隙，使用(yòng)油膜性好的(de)潤滑劑，改善潤滑方法，改善密封裝置等。
9. 壓痕
咬入了(le)金屬小粉末或異物(wù)的(de)時(shí)候，在滾道面或轉動面上産生的(de)凹痕或由于安裝時(shí)受到沖擊，在滾動體的(de)間距間隔上形成了(le)凹面(布氏硬度壓痕)。引起壓痕的(de)主要因素是：金屬粉末等異物(wù)咬入，組裝時(shí)或運輸過程中受到的(de)沖擊載荷過大(dà)等。
解決方法：改善密封裝置，過濾潤滑油，改善組裝及使用(yòng)方法等。
10. 燒傷
滾道、滾動體以及保持架在旋轉中急劇發熱(rè)直至變色、軟化(huà)、熔敷和(hé)破損。造成燒傷的(de)原因有潤滑不良，過大(dà)載荷(預壓過大(dà))，轉速過大(dà)，遊隙過小，水(shuǐ)、異物(wù)的(de)侵入，軸、軸承箱的(de)精度不良，軸的(de)撓度大(dà)等。
可(kě)以通(tōng)過改善潤滑劑及潤滑方法，糾正軸承的(de)選擇，研究配合、軸承間隙和(hé)預壓，改善密封裝置，檢查軸和(hé)軸承箱的(de)精度或改善安裝方法來(lái)解決。
11. 電流腐蝕
所謂電蝕是指電流在旋轉中的(de)軸承套圈和(hé)滾動體的(de)接觸部分(fēn)流動時(shí)，通(tōng)過薄薄的(de)潤滑油膜發出火花，其表面出現局部的(de)熔化(huà)和(hé)凹凸現象。引起電流腐蝕的(de)主要原因是外圈與内圈間的(de)電位差以及靜電的(de)作用(yòng)。
解決方法：在設定電路時(shí)，電流不通(tōng)過軸承，對(duì)軸承進行絕緣，靜電接地。
12.生鏽腐蝕
軸承的(de)生鏽和(hé)腐蝕有滾道、滾動體表面的(de)坑狀鏽、全面生鏽及腐蝕。軸承的(de)生鏽和(hé)腐蝕會造成套圈、滾動體表面的(de)坑狀鏽，梨皮狀鏽及滾動體間隔相同的(de)坑狀鏽、全面生鏽及腐蝕。造成滾動軸承生鏽腐蝕失效的(de)原因很多(duō)，主要有：水(shuǐ)、腐蝕性物(wù)質(漆、煤氣等)的(de)侵入，潤滑劑不合适，由于水(shuǐ)蒸氣的(de)凝結而附有水(shuǐ)滴，高(gāo)溫多(duō)濕時(shí)停轉，運輸過程中防鏽不良，保管狀态不合适，使用(yòng)不合适等。
解決的(de)方法有：改善密封裝置，研究潤滑方法，停轉時(shí)的(de)防鏽措施，改善保管方法，使用(yòng)時(shí)要加以注意。
三
寫在最後
除上述常見的(de)失效形式外，滾動軸承在實際運行中還(hái)有很多(duō)的(de)失效形式，有待我們進一步的(de)分(fēn)析研究。
綜上所述，從軸承常見失效機理(lǐ)與失效模式可(kě)知，盡管滾動軸承是精密而可(kě)靠的(de)機構基礎體，但使用(yòng)不當也(yě)會引起早期失效。
一般情況下(xià)，如果能正确使用(yòng)軸承，可(kě)使用(yòng)至疲勞壽命爲止。軸承的(de)早期失效多(duō)起于主機配合部位的(de)制造精度、安裝質量、使用(yòng)條件、潤滑效果、外部異物(wù)侵入、熱(rè)影(yǐng)響及主機突發故障等方面的(de)因素。
因此，正确合理(lǐ)地使用(yòng)軸承是一項系統工程，在軸承結構設計、制造和(hé)裝機過程中，針對(duì)産生早期失效的(de)環節，采取相應的(de)措施，可(kě)有效地提高(gāo)軸承及主機的(de)使用(yòng)壽命。
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