孙中文

(中国铁路济南局集团有限公司青岛机车车辆监造项目部 山东 青岛 266111)

1 轴承外圈剥离的概况

某型号动车组车轴轴承在TADS(音响诊断系统)系统诊断及检修过程发现，个别轴承外圈在低于寿命周期内发生剥离(见图1)，行驶里程从9万km到190万km不等，同厂家不同的速度等级轴承剥离发生综合比例约为0.009%，该轴承的寿命周期是240万km，结构为双列圆锥滚子轴承，剥离在轴承A列和B列均有发生。

根据统计数据，发生剥离的轴承其疲劳寿命是相当离散的，外圈剥离出现的概率与时间、运行里程没有必然联系。外圈剥离一般发生在承载区域，剥离形态基本保持一致。

图1 轴承外圈剥离图

2 轴承外圈剥离发生的原因

轴承外圈剥离发生的概率高于内圈和滚子，这是由外圈的工作状态决定的，外圈的安装位置是固定的，其承载区位于外圈的上部区域，载荷集中作用于这一区域，其他区域不受力，如图2所示。而内圈和滚子的承载区是变动的，接触频率相等，因此外圈发生剥离的概率高于内圈和滚子。

图2 轴承外圈承载状态示意图

经过对剥离轴承进行原材料化学成分、非金属夹杂物、金相组织、剥落表面形貌、钢中气体分析及硬度检查，发现多数是次表面起源型的非金属夹杂物引起的剥离，其次，由表面起源型的网状碳化物引起的剥离也偶有发生。

滚动轴承在循环应力作用下，滚动体和滚道接触处产生的重复应力引起组织变化，并在表面下某一深度开始出现显微裂纹，产生不可逆的结构变化，区域内材料晶格发生滑移，进而萌生疲劳裂纹。……