张振潮，任文亮，铁晓艳

(1.国家轴承质量监督检验中心，河南 洛阳 471039；2.洛阳轴研精密机械有限公司，河南 洛阳 471039)

1 试验方案及问题

以带内圈的向心滚针和保持架组件的寿命可靠性试验为例，对试验中出现的非正常疲劳失效原因进行分析。带内圈的向心滚针和保持架组件以座孔的孔壁为外滚道。为保证载荷能力和运转性能，试验装置孔壁的硬度、加工精度和表面质量应与轴承外圈相同。

某带内圈向心滚针和保持架组件如图1所示。轴承内圈、滚针材料均为GCr15轴承钢，保持架材料为PA66-GF25，轴承尺寸为Φ21.8 mm×Φ32 mm×25.8 mm，额定动载荷Cr=22 700 N，额定静载荷C0=38 600 N，初始径向游隙Gr=0.022 mm，滚子有效长度Lwe=20.5 mm，内滚道直径dr=27 mm。对其进行寿命可靠性试验。

图1 试验轴承

依据常规试验经验，轴承内圈转速一般为轴承极限转速的20%～60%，当量动载荷一般为基本额定动载荷Cr的20%～30%，试验载荷误差、转速误差控制在±2%。由此取当量动载荷P=Fr=5 772 N,转速n=4 000 r/min，则当量动载荷与额定动载荷的比值为

(1)

基本额定寿命的计算值为

(2)

依此数据(载荷、转速)进行寿命试验,试验采用脂润滑，试验前认真检查试验装置(图2)，确保其满足试验要求。

图2 试验机简图

试验中监测试验轴承的温度、载荷与噪声，有异常情况立刻停机检查。

试验至46.5及66 h时，1，4号位轴承滚针相继出现非正常疲劳剥落，且失效均发生于保持架接口附近的滚针端部，失效情况如图3所示。

图3 滚针轴承失效图

2 失效原因分析

使用和研究表明，直素线接触的滚子轴承在其两端存在着严重的应力集中，可高达中部应力的3～7倍，主要是由于直素线滚针接触的边缘效应和滚针偏斜所致，应力集中长度占接触长度的7%～16%。……