GBT 24611-2009 滚动轴承 损伤和失效 术语、特征及原因

滚动轴承损伤和失效术语、特征及原因2009-11-15发布2010-04-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 在实际工况下，轴承的损伤或失效往往是几种机理同时作用的结果。失效可能是由于安装或维护在条标题中只给出了常见的失效模式名称，而其相似的表述或同义词，则在标题下面用改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否GB/T6930-2002滚动轴承词汇(ISO5593:1997,IDT)滚动轴承失效是严格按照其失效的主要原因进行划分的，但未必总是能够很容象)或者失效机理和失效模式区分开来，大量相关的文献也都证实了这一点。六个大类和不同的小类(见图1)。5图1失效模式分类5失效模式5.1.1通用定义疲劳系指由滚动体和滚道接触处产生的重复应力引起的组织变化。疲劳明显地表现为颗粒从表面上剥5.1.2次表面起源型疲劳根据赫兹理论，在滚动接触载荷作用下，组织发生变化并在表面下某一深度(即次表面)开始出现显微裂纹，显微裂纹的出现常常是由轴承钢中的夹杂物(见图2)引起的。在白色浸蚀区(蝴蝶形)边缘观察到的显微裂纹通常向滚动接触表面扩展，进而产生小片状剥落、剥落(麻点),然后剥离(见图3)。5.1.3表面起源型疲劳 ——微凸体显微剥落，见图5;—显微剥落区(暗灰色),见图6。形压痕引起的表面起源型疲劳见A.2.6.1和A.2.6.3。图2具有“蝴蝶现象”(白色浸蚀区)的次表面显微裂纹(放大比率500:1)5.2.2磨粒磨损(颗粒磨损；三体磨损)5.2.3粘着磨损(涂抹、滑伤、粘结)会发生涂抹(滑伤)(见图8);当载荷相对于转速过小时，滚动体和滚道之间也会发生涂抹。由于润滑不充分，挡边引导面和滚子端面均会发生涂抹(见图9)。对于满装滚动体(无保持架)轴承，如果轴承套圈相对其支承面(如安装轴或轴承座)“转动”,则在套圈端处也会发生涂抹，甚至还会引起图10所示的套圈开裂。当作用于轴承上的径向载荷相对轴承套圈旋转并且轴承套圈以很小的间隙(间隙配合)安装在其支承面上时，常会发生这种损伤。由于两零件直径之间存发生蠕动时，套圈和支承面接触区内的微凸体被滚辗，造成套圈表面外观光亮(见A.2.4.7)。在蠕动微动腐蚀和磨损。在某些承载条件下且当套圈和支承面之间的过盈量不够大时，则以微动腐蚀为主(见图6深灰色区(放大比率1.25:1)5.3.1通用定义整整图10套圈端面上的涂抹(套圈同时断裂)5.3.2锈蚀(氧化、生锈)当钢制滚动轴承零件与湿气(如水或酸)接触时，表面发生氧化。随后出现腐蚀麻点，最后表面出现剥落(见图11)。最终产生腐蚀麻点(见图12和图13)。5.3.3摩擦腐蚀(摩擦氧化)致表面和材料氧化，可看到粉状锈蚀和(或)一个或两个配合表面上材料的缺失。5.3.3.2微动腐蚀(微动锈蚀)于不合适的配合(配合过盈量太小或表面太粗糙)以及载荷和(或)振动造成的。5.3.3.3伪压痕(振动腐蚀)周期性振动时，由于弹性接触面的微小运动和(或)回弹，滚动体和滚道接触区将出现伪压痕。根据对于静止轴承，凹陷出现在滚动体节距处，并常变成淡红色或发亮(见图15)。在旋转过程中，由于发生振动而造成的伪压痕则表现为间距较小的波纹状凹槽(见图16),不应将此误认为是电流通过产生的波纹状凹槽(见5.4.3和图19)。与电流通过造成的波纹状凹槽相比，由振动造成5.4.2电压过大(电蚀麻点)这种损伤表现为一系列直径不超过100μm的小环形坑(见图17),这些环形坑沿滚动方向呈珠状重叠排列在滚动体和滚道接触表面(见图18)。5.4.3电流泄漏(电蚀波纹状凹槽)弱也会发生这种现象，随着时间的推移，环形坑将发展为波纹状凹槽，如图19所示。只能在滚子和套圈滚道上的凹槽底部颜色发暗(见图20和图21)。图21中波纹状凹槽附近的腐蚀斑纹(用铅笔尖指示)是图17电流通过形成的环形坑图19电流泄漏形成的波纹状凹槽图20内圈滚道上的波纹状凹槽和颜色变暗的钢球图21滚针轴承内圈上的波纹状凹槽5.5塑性变形 5.5.2过载(真实压痕)对应于滚动体节距的位置形成浅的凹陷或凹槽(见图22)。此外，预载荷过大或装拆过程中操作不当也会发生过载(见图23)。装拆不当也能造成轴承其他零件(如防尘盖、垫圈和保持架)的过载和变形(见图24)。a)由软质颗粒(如纤维或木材)造成的压痕；b)由淬硬钢颗粒(如来自齿轮或轴承)造成的压痕；c)由硬质矿物颗粒(如砂轮)造成的压痕。尖硬物体也能导致滚道和滚动体表面出现压痕和V形小刻痕(见图26)。图26V形小刻痕(凿坑)过载断裂是由于应力集中超过了材料的拉伸强度造成的，也可因局部应力过大，如冲击(见图27)或因过盈配合过紧造成应力过大(见图28)所引起。成并逐步扩展到零件截面的某一部分，最终造成过载断裂。疲劳断裂主要发生在套圈和保持架上(见图29和图30)。在图30下方的放大图中，保持架过梁断裂表面上的疲劳开裂条纹清晰可见。有时，轴承座或轴对轴承套圈的支承不足时，也会引起疲劳断裂(见图31)。热裂是由滑动产生的高摩擦热造成的，裂纹通常出现在垂直于滑动方向处(见图32)。由于表面二次图27直接锤击造成的过载断裂图28过盈配合过紧造成的调心滚子轴承内圈过载断裂图29弯曲造成的支承辊外圈的疲劳断裂图30保持架过梁的疲劳断裂图31轴承座支承不足造成的外圈疲劳断裂图32内圈端面的热裂就实际的失效分析而言，对接触轨迹，尤其是对给定使用条件下滚道上的旋转轨迹进行分析是非可能的原因磨损断裂磨损增大磨伤划伤咬粘痕迹，涂抹擦伤，胶合痕迹波纹状凹槽，搓板纹振纹过热运转麻点小片状剥落，剥落一般性腐蚀(锈蚀)微动腐蚀(锈蚀)电蚀环形坑，电蚀波纹状凹槽贯穿纹裂，断裂保持架断裂局部剥落，碎屑变形压痕印痕熱裂热处理裂纹磨削裂纹润滑剂润滑剂过多工作条件电流通过安装电绝缘不良安装不当受热不均固定不当配合不正确设计轴承选型不当備运贮存不当生振动制造热处理不当磨削不当表面精加工不良材料组织缺陷的代的代图A.1单向径向载荷—内圈旋转、外圈静止内圈：旋转轨迹宽度一致，位于滚道中部并延伸至整个圆周。外圈：旋转轨迹位于滚道中部，在载荷方向最宽，末端逐渐变细。具有常规配合和常规径向游隙时旋转轨迹小于滚道圆周的二分之一。图A.2单向径向载荷一内圈静止、外圈旋转内圈：旋转轨迹位于滚道中部，在载荷方向最宽，末端逐渐变细。具有常规配合和常规径向游隙时，旋转轨迹小于滚道圆周的二分之一。外圈：旋转轨迹宽度一致，位于滚道中部并延伸至整个圆周。图A.4单向轴向载荷一内圈和(或)外圈旋转外圈：旋转轨迹在受压处最宽，位于滚道上两个完全相反的区域。轨迹长度取决于压缩量的大小A.1.2.3推力轴承A.2.1总则下列图例按照图1所示的失效模式分类进行排序，失效分类基于所观察到的外观形每一图例均有对失效的说明，以标题“失效原因”给出。说明中包括对失效、失效的可能(主要)A.2.2疲劳失效原因如果要求寿命较长，则应使用具有较高承载能力的轴承。失效原因失效原因失效原因失效原因由于安装和(或)搬运不当，滚道上对应于滚动体节失效原因范围内；轴承的径向游隙选择不当。失效原因失效原因失效原因失效原因失效原因失效原因磨损痕迹。润滑周期。失效原因检查载荷条件和润滑，检查轴承对工作条件的适用性。A.2.3.7轴承端面与配合零件摩擦造成的擦伤失效原因动同样也可造成微动腐蚀型磨损。选择合适的配合并采用更紧的固定。检查有关承载和振动方面的应用条件。失效原因重过载。综合温度升高造成表面硬度降低。保持架上的磨损颗粒被碾进滚道并粘附在上面。如果继续运转，就可能造成突然失效。重新考虑轴承的选型。失效原因保持架兜孔的硬颗粒也能造成极线失效原因由于间隙太小或偏斜，滚动体的运动受到约束；振动过大；润滑不充分；轴承选型不合适；安装不当用另一种轴承和保持架来代替。失效原因失效原因子组件偏斜，且在安装过程中未经旋转造成的。径向游隙不合适也能造成同样的损伤。时，缓慢旋转内圈。检查径向游隙。失效原因圆柱滚子轴承套圈和滚道上的深位锈蚀是由于水分侵改善密封并使用具有良好防锈性能的润滑脂或润滑油。失效原因不当造成的；或者是由于防锈不充分造成的。物中取出轴承。失效原因承。失效原因或使用过程中静止轴承上存在腐蚀性液体造成以及所规定的再润滑周期是否合适。检查密封。失效原因失效原因可能发生的变形。失效原因根据载荷和运转条件选择合适的配合。失效原因和滚动体之间发生摆动。套圈相对另一套圈缓慢旋转。A.2.4.9伪压痕(振纹)失效原因也可通过施加预载荷来降低轴承对振动的敏感度失效原因滚道和滚动体上的环形坑是由于电流通过引起的。失效原因电流泄漏引起的。沟槽底部外观发黑，钢球颜色变暗。失效原因度的电流通过旋转的轴承引起的。凹槽底部颜色变失效原因圆锥滚子轴承过度偏斜造成过载和部分滚动体接触交叉接触痕迹。失效原因性变形并在滚动体节距处出现压痕。失效原因距处出现压痕。随后的滚辗又导致压痕处出现剥落失效原因安装或运转过程中受到污染，密封不良。等润滑装置进行清洁。改善密封。失效原因失效原因失效原因与轴配合过紧，由于过盈配合产生的拉应力造成疲劳失效原因失效原因失效原因由振动引起疲劳断裂见A.3