滚动轴承的失效分析及预防方法

滚动轴承是机械运转必不可少的基本组成部分之一。尽管滚动轴承体积小且成本低，但是一旦滚动轴承失效，对运行机械和整个生产设备的损失是巨大的。随着技术的飞速发展，企业对滚动轴承的质量提出了越来越高的要求。特别是自动化和连续生产企业对滚动轴承的可靠性有非常严格的要求。因此，如何提高滚动轴承的可靠性已经成为滚动轴承制造商和用户迫切需要解决的主要问题之一。滚动轴承的可靠性与滚动轴承的失效模式密切相关。为了提高轴承的可靠性，有必要从轴承的失效模式入手，仔细分析滚动轴承的失效原因，找到解决失效的具体措施。

一.轴承失效机理

1.接触疲劳破坏

接触疲劳失效是指由于轴承工作表面上的交变应力导致的材料疲劳失效。

接触疲劳失效的常见形式是接触疲劳剥落。接触疲劳剥落发生在轴承的工作表面上，并经常伴有疲劳裂纹。它首先从接触表面下方的最大交变切应力处发生，然后扩展到表面以形成不同的剥落形状，例如点蚀或点蚀剥落，其中小片状称为浅层剥落。由于剥离表面的逐渐扩大，它将缓慢膨胀至深层，形成深层剥离。深层剥落是接触疲劳失效的疲劳根源。

2.磨损失效

磨损失效是指由于工作表面之间的相对滑动摩擦而导致金属在工作表面上连续磨损而引起的失效。

持续的磨损会逐渐损坏轴承零件，并最终导致轴承尺寸精度的下降和其他问题。磨损失效是各种类型轴承的常见失效模式之一。按照磨损形式，可分为磨粒磨损和粘着磨损。

磨粒磨损是指由轴承的工作表面之间的外来硬颗粒或硬异物或金属表面磨损碎屑以及接触表面的相对运动引起的磨损。它经常在轴承的工作表面上引起沟状的刮擦。

粘附磨损是指由于摩擦表面上的微小突起或异物而导致的在摩擦表面上的不均匀力。当润滑条件严重恶化时，局部摩擦会产生热量，这很容易引起摩擦表面的局部变形和摩擦显微焊接。此时，表面金属可能会部分熔化，并且接触表面上的力会撕裂基材上的局部摩擦焊接点，并增加塑性变形。

3.断裂失效

轴承断裂失效的主要原因是缺陷和过载。当外部载荷超过材料的强度极限并且导致零件断裂时，称为过载断裂。过载的主要原因是主机突然故障或安装不正确。当冲击过载或剧烈振动时，诸如微裂纹，缩孔，气泡，大的异物，过热的组织以及轴承零件的局部烧伤等缺陷也会导致缺陷处的断裂，这称为缺陷断裂。需要指出的是，在轴承的制造过程中，可以对原材料进行复检，锻造和热处理的质量控制以及加工过程的控制，以正确地分析上述缺陷是否存在。但是一般来说，大多数常见的轴承断裂失效都是过载失效。

4.腐蚀失效

某些滚动轴承在实际运行中不可避免地暴露于水，水蒸气和腐蚀性介质中，这些物质会导致滚动轴承生锈和腐蚀。另外，滚动轴承在运行过程中会受到微电流和静电的影响，从而导致滚动轴承的电流腐蚀。

滚动轴承的锈蚀和腐蚀会在环和滚动体的表面上产生坑状的锈蚀，梨皮状的锈蚀，以及在滚动体之间间隔相同的凹坑状的锈蚀，以及整体生锈和腐蚀。最终造成滚动轴承的故障。

5.游隙变化失效

在滚动轴承的工作过程中，由于外部或内部因素的影响，原来的配合间隙改变，精度降低，甚至引起“卡死”，这被称为间隙改变失败。外部因素，例如过盈量过大，安装不当，温度上升引起的膨胀，瞬时过载等；内部因素如残余奥氏体和处于不稳定状态的残余应力等，这是间隙变化失败的主要原因。

在正常情况下，如果可以正确使用轴承，则可以使用直到疲劳寿命。轴承的早期故障主要由制造精度，安装质量，使用条件，润滑效果，异物侵入，热影响和主机突然故障等因素引起。

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