【文章內(nèi)容簡介】 。軸承失效一般可分為止轉(zhuǎn)失效和喪精失效兩種， 止轉(zhuǎn)失教就是軸承失去工作能力而終止轉(zhuǎn)動．例如卡死、斷裂等 喪精失效就是因幾何尺寸變化了配合問I鰭c，失去了原設(shè)計要求的回轉(zhuǎn)精度，雖尚能繼續(xù)轉(zhuǎn)動，但屬非正常運轉(zhuǎn)。例如磨損、腐蝕等 軸承失效的影響因素很復(fù)雜，而且各類軸承的工作條件和失效因素的差異，產(chǎn)生的失效形式和形貌特征亦各不相同。按其損傷機理大致可分為：接觸疲勞失效、摩擦摩損失效、腐蝕失效、游隙變化失效、膠合失效等幾種基本形式[17,18]。167。滾動軸承在高接觸應(yīng)力的作用下，通過多次應(yīng)力循環(huán)后，在套圈或滾動體工作表面的局部區(qū)域產(chǎn)生小片或小塊金屬剝落，形成麻點或凹坑，從而引起振動，噪聲增大，磨損加劇，導(dǎo)致不能正常工作的現(xiàn)象稱為接觸疲勞失效，是滾動軸承失效的主要形式。使用中軸承的疲勞剝落一般容易出現(xiàn)在滾子的表面上，開始只是表面產(chǎn)生極小面積疲勞點和輕微的金屬顆粒剝離。這些零件疲勞所剝離的堅硬氧化物顆粒，像磨料一樣，是表面加快磨蝕。同時，軸承中的滾動表面受力不均，受力大的部位極易脫皮。接觸疲勞失效是偏航軸承表面最常見的失效形式之一，是軸承表面受到交變應(yīng)力的作用而產(chǎn)生的失效，接觸疲勞剝落在偏航軸承表面也有疲勞裂紋的萌生、擴(kuò)展和斷裂的過程初始的接觸疲勞裂紋首先從接觸表面以下最大正交切應(yīng)力處產(chǎn)生，然后擴(kuò)展到表面形成剝落，如麻點狀的稱為點蝕或麻點利落，剝落成小片狀的稱淺層剝落。初始裂紋在硬化層與心部交界區(qū)產(chǎn)生，造成硬化層的早期剝落則稱為硬化層剝落。如圖23所示圖23 偏航軸承的疲勞失效偏航軸承的疲勞失效損傷特征：（1） 偏航軸承的滾道僅一側(cè)表面剝落（2） 滾動體及滾道接觸邊緣剝落（3） 滾動體的圓周方向在對稱位置上有剝落（4） 受力表面較大面積壓光和微觀剝落（5） 裝配后偏航軸承早期出現(xiàn)的表面剝落（6） 滾道面和滾動體早期出現(xiàn)表面剝落167。 磨損偏航軸承在工作過程中由于滾動體與內(nèi)外滾道間的滾動和滑動運動，保持架與引導(dǎo)面間的滑動運動，引起軸承工作表面金屬不斷損失的現(xiàn)象叫軸承的磨損，如圖24所示。由于軸承工作表面不斷磨損使軸承零件產(chǎn)生尺寸和形狀的變化導(dǎo)致軸承配合間隙增大，工作表面形貌變化而喪失旋轉(zhuǎn)精度，由此引起工作溫度升高、振動、噪聲、摩擦力矩增大等，致使軸承不能正常工作的現(xiàn)象稱為磨損失效。磨損失效與材料性質(zhì)、粗糙度、潤滑狀態(tài)、接觸應(yīng)力、相對滑動率、表面摩擦系數(shù)、速度、溫度及環(huán)境介質(zhì)等有著密切關(guān)系。圖24 偏航軸承的磨損失效偏航軸承的磨損失效損傷結(jié)果是：損傷軸承，降低軸承的運轉(zhuǎn)周期。偏航軸承的磨損失效損傷特點：（1） 類似靜壓痕（2） 在配合表面上出現(xiàn)紅褐色磨損粉末的局部磨損（3） 滾道面、滾動體面、保護(hù)架等磨損（4） 偏航軸承擋邊磨損過大167。 腐蝕圖25 偏航軸承的腐蝕失效偏航軸承的腐蝕失效是偏航軸承失效形式中的重要一種，如圖25所示。在偏航軸承的制造中金屬表面要經(jīng)過特殊的防腐處理。偏航軸承的腐蝕失效結(jié)果是：表面由于電流[19]（主要是內(nèi)圈與外圈的電流差）、化學(xué)（水、潤滑脂、防腐漆等）和機械作用（微振等）產(chǎn)生損傷，喪失精度而不能繼續(xù)工作。偏航軸承的腐蝕失效損傷特征是：（1）空氣中水分的凝結(jié)，腐蝕性介質(zhì)侵入偏航軸承的金屬表面同環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化反應(yīng)而產(chǎn)生的磨損稱為銹蝕失效。偏航軸承在潮濕的環(huán)境以及酸性和有引起金屬銹蝕的介質(zhì)中工作，使軸承零件產(chǎn)生銹蝕斑點；最終導(dǎo)致失效。另外，潤滑劑中含有水分或在添加劑中有酸性、堿性成分也會導(dǎo)致失效。（2）電流通過產(chǎn)生電火花融化當(dāng)電流在偏航軸承內(nèi)部通過時，電流通過滾道和滾動體的接觸工作表面很薄的潤滑劑膜而引起火花，造成局部表面熔融的現(xiàn)象叫電蝕。電蝕失效肉眼可見，主要特征：搓板狀凹凸不平、黑色點狀小圓穴。電蝕由三部分組成：變質(zhì)層+硬化層+回火正常部分。（3）微振，裝配不良，游隙變化失效，咬死偏航軸承工作過程中，由于受到外界溫度影響以及自身內(nèi)在因素的變化，改變了原有的配合間隙，導(dǎo)致精度降低，甚至造成咬死的失效稱為游隙變化失效。造成這種現(xiàn)象一是偏航軸承在運轉(zhuǎn)過程中，由于超溫下工作，軸承零件、形狀不相同、膨脹系數(shù)不相同，造成游隙變化失效。二是因組織與應(yīng)力不穩(wěn)定使游隙變化。偏航軸承在高溫下運轉(zhuǎn)，但若零件的組織和應(yīng)力（殘余奧氏體）處于不穩(wěn)定狀態(tài)，隨著軸承工作時間的增長，而產(chǎn)生尺寸的變化，輕者喪失偏航精度，重者產(chǎn)生咬死現(xiàn)象。167。 膠合沖擊重載、潤滑不足、滾動體與套圈滾道或擋邊產(chǎn)生嚴(yán)重滑動、軸承游隙減小，摩擦力增大。滾動體與保持架兜孔間隙過小或卡緊等現(xiàn)象都會產(chǎn)生金屬間的直接接觸產(chǎn)生固相焊合。當(dāng)焊合強度大于接觸零件任一基體強度，使剪切力高于焊合強度，在接觸一方或二方的金屬深處產(chǎn)生的局部破壞 稱為膠合。偏航軸承的膠合失效損傷特征是：（1） 滾道面和滾動體表面出現(xiàn)膠合（2） 四點接觸球軸承的滾道面出現(xiàn)螺旋狀膠合（3） 滾動體與擋邊外出現(xiàn)膠合167。 塑性變形在外力和環(huán)境溫度作用下，軸承零件局部塑性流動或整體變形，致使整套軸承不能正常工作而造成的失效稱為變形失效。偏航軸承的塑性變形失效主要是沖擊載荷作用，在偏航軸承工作運轉(zhuǎn)中，風(fēng)速大小和風(fēng)的方向很不穩(wěn)定，并且變化的幅度很大，偏航軸承隨時要受到?jīng)_擊載荷的作用，是局部受載超過材料的屈服極限而產(chǎn)生壓痕，即產(chǎn)生塑性變形，如圖26所示。除此之外，偏航軸承工作條件惡劣，在很高的溫度和劇烈摩擦狀態(tài)工作，還會引起熱態(tài)變形下的表面應(yīng)力，嚴(yán)重時甚至產(chǎn)生裂紋。圖26 偏航軸承中鋼球的塑性變形失效偏航軸承塑性變形失效損傷的特征：（1） 零件的工作表面（溝道、滾動體等）上產(chǎn)生壓痕（2） 零件的表面的磕碰傷（3） 偏航軸承齒圈上的擦傷167。 其它失效形式 （1）變色　　變色是由于軸承在運轉(zhuǎn)過程中因發(fā)熱引起的表面顏色變化。另外，在溫度作用下潤滑劑中的部分化學(xué)物質(zhì)、磨損的金屬粉末等雜質(zhì)會黏附在零件表面上也會引起軸承零件顏色變化，這種變色又稱污斑。表面顏色一般呈淡黃色、黃色、茶色、棕紅色、紫藍(lán)色及藍(lán)黑色等，發(fā)熱引起的變色一般沒有深度。對于使用中的軸承若出現(xiàn)深度變色如紫藍(lán)色或藍(lán)黑色的則有可能形成了燒傷。零件腐蝕也會引起變色，但這類變色有一定深度。軸承零件在運轉(zhuǎn)過程中，因摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，若潤滑不充分或散熱條件差，熱量得不到及時的冷卻或擴(kuò)散，熱量的聚積使軸承溫度很快升高，溫度升高會使附著在軸承零件表面的油膜產(chǎn)生氧化現(xiàn)象，形成一種淺褐色的氧化制，沉積附著在軸承的表面上。但這種變色并不影響軸承的使用，所以允許存生。當(dāng)軸承因安裝不當(dāng)（如安裝傾斜）或潤滑不良等原因使軸承處于一種極不正常的工作狀態(tài)，引起溫度的急速上升，此時軸承的局部溫度有可能超過軸承零件的回火溫度，甚至更高，并產(chǎn)生嚴(yán)重的變色如藍(lán)黑色或紫藍(lán)色，形成燒傷現(xiàn)象，這種情況的變色軸承就不能再繼續(xù)使用了。變色的主要原因是軸承的工作游隙過小、局部應(yīng)力集中、預(yù)載荷過大、潤滑不良、潤滑劑變質(zhì)、散熱條件差、潤滑劑使用過量等。（2）麻點麻點是由于材料的品質(zhì)、腐蝕、疲勞、異物進(jìn)入工作表面等原因在零件表面引起細(xì)小坑、點。其表面形態(tài)呈黑色針點狀凹坑，有一定深度，單個、多個或密集出現(xiàn)。麻點在偏航軸承的套圈或滾動體表面均有可能產(chǎn)生。167。 研究偏航軸承失效的步驟在滾動軸承失效分析過程中，往往會碰到許多錯綜復(fù)雜的現(xiàn)象，各種經(jīng)驗結(jié)果可能是相互矛盾的，或者主次不易分清，這就需要經(jīng)過反復(fù)試驗、驗證，以獲得足夠的證據(jù)或反證，在整個分析過程中，只有運用正確的分析方法、程序及步驟，才能找到真正的失效原因，得到正確的結(jié)論。失效分析工作者必須有廣博的基礎(chǔ)知識、豐富的實踐經(jīng)驗和先進(jìn)的分析手段，在作失效分析時必須從影響軸承壽命的外部條件因素到內(nèi)在質(zhì)量因素給予綜合的分析，盡快地確認(rèn)分析的結(jié)論。偏航軸承的失效原因比較復(fù)雜，涉及到多方面的專業(yè)知識，需要都軸承的結(jié)構(gòu)特性，加工方法，各個零件的加工工藝及設(shè)備有一定的了解?，F(xiàn)在所涉及的失效形式，根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)特性，結(jié)合軸承的使用工況，通過對軸承的安裝，配合及調(diào)整的分析，對運行速度，溫升，受力分析。歸納總結(jié)出軸承早期失效過程和失效原因。在一般的情況下軸承失效分析大體可分為：失效實物和背景資料的收集；對失效實物的宏觀檢查和微觀分析等三個步驟。（1）失效實物和背景資料的收集 應(yīng)該盡可能地收集到失效實物的各個零件和殘片。盡量多地理解到失效軸承的實際工作條件、使用過程和制造質(zhì)量情況。這對于正確地進(jìn)行失效分析是必不可少的，他具體包括以下內(nèi)容：①該風(fēng)電設(shè)備的工作狀況、載荷和運行速度。偏航軸承在設(shè)備上的設(shè)計工作條件。②偏航軸承的失效情況。只有軸承失效還是其它部分也失效，軸承失效屬于什么形式的失效。③偏航軸承的安裝記錄（包括安裝前軸承尺寸精度的復(fù)檢情況），軸承和軸承游隙，裝配中配合情況，齒圈的剛性如何，安裝是否有異常。④偏航軸承的潤滑情況，包括潤滑劑的牌號、成分、粘度、雜質(zhì)含量及供給情況。⑤偏航軸承工作中所承受的真正載荷情況，工作的實際速度及不同速度出現(xiàn)的頻率。在實際失效分析背景資料收集工作中，全部滿足上述條件是很難的，但收集到的資料愈多，無疑會更有利于分析結(jié)論的正確。（2）宏觀檢查對失效軸承進(jìn)行宏觀檢查（包括尺寸精度測量和表面狀態(tài)檢查分析），是失效分析的重要環(huán)節(jié)，總體的外觀檢查，可了解軸承失效的概貌和損壞部位特征，估計造成失效的起因，查看缺陷的大小、形狀、部位、數(shù)量和特征。、收集軸承使用數(shù)據(jù)——這是進(jìn)行分析的重要依據(jù)，數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能全面， 可包括以下方面：①外形和尺寸精度的變化情況（包括測振分析，滾道圓度分析）。②游隙的變化情況③是否有腐蝕現(xiàn)象，在什么部位，是什么類型的腐蝕，是否與失效直接有關(guān)③是否有破裂，裂紋的形態(tài)和短款性質(zhì)如何。⑤軸承各部件工作表面變色的