罗志刚，于庆杰，公平，姜铁寅，刁庆

（中国航发哈尔滨轴承有限公司，哈尔滨 150025）

航空发动机轴承故障会严重影响发动机的飞行任务，其失效形式不同、影响因素复杂，对发动机轴承的失效进行分析并提出预防改进措施具有重要意义。

航空发动机在飞行故障分解检查后发现，附件机匣内部支承轴承D209NQ发生故障，保持架铆钉全部断裂脱落，外圈沟道剥落，影响发动机正常使用。经统计，2010年至今，该类轴承铆钉断裂及沟道剥落故障共发生3起，故障率较低。文中主要分析轴承损伤机理，并根据故障分析提出预防改进措施。

1 故障现象

机匣轴承分解后发现外圈沟道有一条长约50 mm、宽约7.5 mm、深约0.01 mm的剥落区（图1），其位置基本居于沟底。铆合上下两半保持架的10根铆钉中9根从原铆钉头处断开，1根在中部断裂（图2）。

图1 外圈沟道剥落形貌Fig.1 Flakingmorphology of outer ring raceway

图2 铆钉断裂形貌Fig.2 Fracturemorphology of rivets

2 故障分析

2.1 形貌分析

利用扫描电镜对保持架铆钉断口进行观察，铆钉头部断裂均属于疲劳断裂，疲劳断裂源起始于铆钉圆头根部，断裂起始部位有微振形成的挤压摩擦痕迹，典型铆钉断口形貌如图3所示。

图3 铆钉断口形貌Fig.3 Fracturemorphology of rivet

利用扫描电镜对外圈剥落区进行观察如图4所示，未发现明显的材质缺陷，剥落区不连续，且深度较浅，具有鳞片状剥落的特征，为表面起源型剥落。

图4 外圈沟道剥落区微观形貌Fig.4 Micromorphology of outer ring raceway flaking area

2.2 铆钉强度分析

保持架材料为QAL10－3－1.5，铆钉材料为ML15。由于保持架材料热膨胀系数略大，在130℃受热后保持架轴向伸长量大于铆钉伸长量，相互作用产生应力为239.16 MPa，铆钉应力分布如图5所示，而铆钉材料抗拉强度为390 MPa，故铆钉强度可满足使用要求。……