蔡双利 罗坤 董家明

摘 要：滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，被广泛应用于国民经济和国防事业的各个领域，滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，它的运转状况直接影响着主机运行状况。本文主要列出了滚动轴承常见的失效形式及影响其失效的因素，次要说明了轴承失效的分析方法。

关键词：滚动轴承；失效形式；失效因素；失效分析

1 滚动轴承的失效形式

滚动轴承失效的形式比较复杂，但其常见的损伤机理主要有以下几个基本形式。

1 接触疲劳失效

接触疲劳失效是滚动轴承表面最常见的失效形式之一。滚动轴承在转动时，轴承表面受到交变应力的作用，经过一定应力循环后，各接触表面的局部区域将发生金属的剥落，并形成麻点。滚动轴承的接触疲劳失效有点蚀和剥落两种形式。其中滚动体或内外圈滚道上的点蚀破坏是滚动轴承的早期的失效形式之一，它的表现形式为轴承表面出现麻点。剥落发生在轴承工作表面，往往也伴随着疲劳裂纹，点蚀扩展后也将形成疲劳剥落。

2 塑性变形失效

滚动轴承在承受大的静载荷或冲击载荷时，很可能使滚动体与内外圈滚道接触处的局部应力超过零件材料的屈服极限而产生塑性变形，形成不均匀的压痕。这些塑性变形压痕的出现，会使轴承在运转中产生振动和噪声，影响轴承的运转精度，从而使轴承失效。

3 磨损失效

在轴承工作过程中，由于在轴承内部，滚动体和套筒滚道之间，以及保持架与滚动体和套圈之间存在着相对滑动，从而会导致轴承零件表面的磨损。当轴承中有异物侵入时，这种磨损会更为剧烈，结果会使轴承零件工作表面的质量下降，配合游隙增大，旋转精度降低，还会引起震动和噪声，最后导致滚动轴承的失效。磨损失效按其形成机理可以分为磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损和微振磨损，其中最常见的是磨粒磨损和粘着磨损。磨粒磨损是由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在轴承滚道上作相对运动引起的，这种磨损会在轴承摩擦副表面沿滑动方向形成划痕。粘着磨损又称咬合磨损，它是指两零件接触面发生金属粘着，而在随后的相对运动中该粘着处被破坏，而使金属材料从一个表面被拉拽下来转移到另一个表面的一种磨损形式。且当两表面出现严重磨损时，甚至会使两表面之间咬死，而不能相对运动。

2 影响滚動轴承失效的因素

造成轴承失效的原因往往是多方面的，其设计制造过程的全部影响因素都可能会导致轴承的失效，因此分析判断起来比较困难。一般来说，我们可以从两个方面来考虑分析，即使用因素和内在因素。

1 使用因素也称为外来因素，它主要是指安装调整、使用保养、维护修理等是否符合规定的技术要求。其中安装条件是该影响因素中的首要因素之一。轴承的不正确安装会使轴承各零件之间的受力状态发生变化，使零件在受力不正常的状态下运转，导致轴承提前失效。因此，根据轴承的技术要求，应当对轴承的载荷情况、转速情况、润滑情况、温度情况和周围介质情况进行监控和检查，并在发生异常情况时立即查找其原因，从而找到解决方法，使其恢复正常工作。

2 内在因素也称为制造质量因素，它主要包括结构设计、制造工艺和材料质量这三大因素。首先，结构设计在能实现轴承功能的前提下，也应具备先进性，这样才能延长轴承的使用寿命。滚动轴承的制造一般需要经过以下的加工工序：锻造、热处理、车削、磨削和装配等。为了提高轴承的寿命，各加工工序的合理性、稳定性和稳定性等要得到足够的重视，其中与轴承失效有着直接关系的是热处理和磨削加工工序。从近年来对轴承工作表面变质层的研究表明，磨削工艺与轴承表面质量密切相关。

选择制造滚动轴承的材料是否合适，对其失效形式和使用性能也有着很大的影响。其中轴承材料的冶金质量曾经是影响滚动轴承早期失效的主要因素。但随着冶金技术的进步，原材料质量得到了改善。但是选的材料是否合适仍然是轴承失效分析所必须考虑的因素。

总之，我们需要根据大量的分析数据和失效形式，来找到轴承失效的主要因素，根据相应的失效因素，找到解决方法和改进措施，从而避免轴承发生突然地早期失效，延长轴承的寿命。

3 滚动轴承失效的分析方法

为了很好地找到轴承失效的因素，需要采取合理有效的分析方法。在一般情况下，轴承的失效分析大体可以分为：收集失效实物和工作条件等资料，对其进行检查测量、微观形貌的分析和光学电子显微分析等。综合利用以上分析手段，进行分析判断，进而得出正确的结论。

4 小结

所有的轴承都会不可避免地会发生失效，但是我们应该尽可能地避免轴承的早期失效，使轴承在额定寿命阶段正常运行。因此，轴承在使用时，需要进行定期的诊断以保证系统正常运转。当轴承发生失效后，要根据轴承的失效形式，进行失效分析，确定失效因素，进而采取有效的措施使轴承恢复正常。

参考文献

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