滚动轴承失效模式之磨损失效 / 开普饭

一、轴承失效模式

轴承失效最好按照其失效的根本原因进行分类,但未必总是能够很容易地将原因与特征(症状)或者失效机理与失效模式一一对应,大量相关的文献也都证实了这一点。基于使用中的可见的明显特征外观,本标准将失效模式分为六大类和不同的小类，分类见下思维导图。

二、磨损

2.1 概述

磨损指在使用过程中,两个滑动或滚动/滑动接触表面相互作用造成材料的不断移失。

2.2磨粒磨损

磨粒磨损(颗粒磨损,三体磨损)是存在硬颗粒时由于滑动产生的材料移失,当一硬的表面或颗粒滑过另一表面时,通过切削或犁沟作用而从该表面移除材料。磨损后表面会发生某种程度的变暗,磨粒的粗细和特性不同,变暗程度不同(见图1)。

图1 调心滚子轴承内圈上的磨粒磨损

由于旋转表面,可能还有保持架(见图2)上的材料被磨掉,磨粒数量逐渐增多,最终磨损进入一个加速过程,从而导致轴承失效。

图2 金属实体保持架兜孔上的已发展的磨粒磨损

虽然表面一般会有一定程度的变暗,但当磨粒非常细时会发生抛光效应,形成非常亮的表面(见图3)。

注:滚动轴承的“跑合”是一自然的短期过程,此过程之后,运转状态(如噪声或工作温度)将趋于稳定,甚至得到改善。由此,运行轨迹可见,但这并非表示轴承受到损伤。

图3 圆锥滚子轴承滚子大端面和内圈大挡边表面及滚道上的磨粒磨损

2.3 黏着磨损

黏着磨损是材料从一表面转移到另一表面,并伴随有摩擦发热,有时还伴有表面回火或重新淬火。这一过程会产生局部应力集中并可能导致接触区开裂或剥落。

在润滑不充分的情况下,当发生滑动且摩擦带来的局部温升引起接触面黏着时,发生涂抹(滑伤、黏结、划伤、粗化),导致材料转移。假如滚动体受载过小并在其再次进入承载区时受到强烈的加速作用,则在滚动体和滚道之间常常会发生涂抹(见图4,图5)。在涂抹严重的情况下会发生咬黏。与磨粒磨损的逐渐积累过程相反﹐涂抹常常是突然发生。