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常见问题

轴承常见疲劳失效形式

轴承的失效模式多种多样,但经过大量的应用实践和寿命实验验证,接触表面疲劳是常见的失效形式。
按照ISO25243-2004的标准,疲劳被列为轴承六种常见失效模式之首,而断裂虽然是第六位,但其形成过程中也涉及疲劳因素,因此被称为疲劳断裂。疲劳失效主要分为次表面起源型和表面起源型两种类型。SKF6208
一、次表面起源型疲劳
次表面起源型疲劳是由于滚动接触产生的最大接触应力发生在表面下一定深度的位置。在交变应力的反复作用下,这个位置会形成疲劳源(微裂纹)。SKF6208-2RS1
这些裂纹源在循环应力下逐渐扩展到表面,形成开放式的片状裂缝。当裂缝被撕裂成片状颗粒并从表面剥落时,会产生麻点和凹坑。如果轴承钢中存在薄弱点或缺陷,如非金属夹杂物、气隙、粗大碳化物的晶界面,将加速疲劳源的形成和疲劳裂纹的扩展,从而降低疲劳寿命。SKF6208-2Z
二、表面起源型疲劳
表面起源型疲劳则是因为接触表面受到损伤,这些损伤可能是在制造过程中形成的,如划伤、碰痕,也可能是在使用过程中产生的,如润滑剂中的硬颗粒、轴承零件相对运动产生的微小擦伤。
损伤处可能存在润滑不良的情况,如润滑剂贫乏或失效,这会加剧滚动体与滚道之间的相对滑动,导致表面损伤处的微凸体根部产生显微裂纹。裂纹的扩展会导致微凸体脱落或形成片状剥落区。这种剥落的深度较浅,有时容易与暗灰色蚀斑混淆。
三、疲劳断裂
此外,疲劳断裂是由于过度紧配合产生的装配应力与循环交变应力共同作用的结果。当装配应力、交变应力与屈服极限之间的平衡被打破时,便会在套圈轴线方向产生断裂,形成贯穿状的裂缝。在实际应用中,大多数轴承的失效都是由于接触表面疲劳引起的。而在这三种疲劳失效类型中,次表面起源型疲劳是最常见的。因此,ASO281和ISO281/amd.2推荐的轴承寿命计算方法都是以次表面起源型疲劳为基础得出的。
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