黃曉輝

（哈爾濱軸承集團(tuán)公司經(jīng)營發(fā)展部，黑龍江哈爾濱　150036）

　　摘　要：6306變速箱軸承使用546小時(shí)后發(fā)生振動(dòng)加大，噪聲增大現(xiàn)象，返廠進(jìn)行分析。針對(duì)此軸承的故障特征、理化分析發(fā)現(xiàn)，軸與內(nèi)套配合過松，使用過程系統(tǒng)潤滑不到位，導(dǎo)致使用過程中振動(dòng)過大，噪聲增大的現(xiàn)象。

　　1　前言

　　6306軸承在主機(jī)箱上使用546小時(shí)后，發(fā)生振動(dòng)加劇，噪聲增大現(xiàn)象。為查找軸承失效原因，將軸承進(jìn)行拆解。拆解后，對(duì)各組件觀查發(fā)現(xiàn)：

　　A、軸承外圈滾道呈360°磨損痕。

　　B、內(nèi)圈滾道存在三處剝落，內(nèi)圈滾道呈360°磨損痕且運(yùn)轉(zhuǎn)磨損痕偏于一側(cè)溝邊。

　　C、鋼球表面存在硬質(zhì)顆粒壓痕。

　　通過對(duì)該軸承進(jìn)行失效分析，找出造成疲勞失效的原因，采取措施避免此類問題的再次出現(xiàn)，從而延長軸承的使用壽命。

　　2　故障特征

　　2.1軸承外觀故障軸承外觀無異常，整體顏色光亮，內(nèi)、外套圈表面未見損傷，保持架完整，鉚釘無缺損松脫（見圖1、2）。

　　2.2軸承拆解后各部件情況

　　失效軸承用手轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)外圈時(shí)有明顯阻滯感，偶然會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象。因保持架情況完好，鉚釘完整無松脫，故采用分解保持架的方式對(duì)軸承進(jìn)行拆解（見圖3）。

　　外圈滾道部位無剝落，呈360°磨損痕，滾道表面密布硬質(zhì)顆粒壓痕。外圈端面可見周向劃痕。（見圖4、5）。

　　內(nèi)圈滾道表面共有三處剝落，三處分別處于12點(diǎn)、1點(diǎn)、6點(diǎn)鐘位置。其中12點(diǎn)位置剝落面積約為5mm×3mm，1點(diǎn)處剝落面積約為2mm×3mm，6點(diǎn)處剝落面積約為1mm×3mm。內(nèi)圈滾道磨損存在偏溝，即磨損痕跡偏向一側(cè)溝邊。內(nèi)圈內(nèi)徑存在周向磨痕（見圖6、7、8、9、10）。

　　鋼球表面存在直徑不等的硬顆粒壓痕，未見剝落。（見圖11、12）

　　因內(nèi)外套及鋼球未發(fā)生剝落，失效應(yīng)首發(fā)于內(nèi)圈。從內(nèi)圈溝道三處剝落的面積和形態(tài)來，三處剝落均屬于源于硬物壓痕邊緣的疲勞剝落及擴(kuò)展。12點(diǎn)處面積Z大，應(yīng)為Z先發(fā)生的剝落點(diǎn)。

　　3　理化檢測(cè)

　　根據(jù)故障件分解后外觀檢查結(jié)果，選取內(nèi)圈、外圈及三粒鋼球，分別檢測(cè)了硬度及淬回火組織，檢測(cè)結(jié)果見表1，內(nèi)套、外套和鋼球的淬回火組織及硬度均符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

　　內(nèi)套淬回火組織4級(jí)、外套淬回火組織3級(jí)、鋼球淬回火組織2級(jí)，（分別見圖13、14、15）。對(duì)內(nèi)圈12點(diǎn)處進(jìn)行截面分析，未發(fā)現(xiàn)明顯夾雜物，組織未見異常。在剝落部位附近可見剝落擴(kuò)展的次表層裂紋（見圖16）。

　　經(jīng)檢驗(yàn)，各零件組織、硬度符合JB1255-2001熱處理質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　4　故障分析

　　通過檢測(cè)分析，可以得出：

　　1、失效軸承的各零件熱處理質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，內(nèi)套首先剝落點(diǎn)未發(fā)現(xiàn)材料及熱處理缺陷。

　　2、內(nèi)圈滾道偏溝磨損，外圈360度均勻磨損，說明軸承安裝后內(nèi)套軸向受力，使內(nèi)圈及鋼球運(yùn)動(dòng)位置不正確。同時(shí)由于內(nèi)套受軸向力后，引起軸承游隙變小，外圈發(fā)生360度均勻磨損。

　　3、內(nèi)圈內(nèi)徑存在周向磨痕，是因?yàn)檩S與內(nèi)套配合過盈量過小或存在間隙，引起軸與軸承內(nèi)圈發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。軸與內(nèi)套配合不緊時(shí)會(huì)引起軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)加大。

　　4、外來異物引起的內(nèi)圈滾道硬物壓痕是造成軸承內(nèi)套三處剝落的直接原因，可見，軸承使用時(shí)要注意潤滑系統(tǒng)的清潔。

　　通常通過軸承滾道磨損痕跡可以來判斷軸承運(yùn)行受力狀況。

　　該6306軸承正常使用時(shí)應(yīng)屬于圖17——受徑向力，內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)外圈靜止的受力方式。在正常受力情況下，應(yīng)產(chǎn)生圖17所示的類似的磨損痕跡。但實(shí)際拆解后觀察，內(nèi)圈磨損痕偏向于溝道一側(cè)，不在正常的溝底，這說明軸承受到了軸向作用力。同時(shí)由于軸向力作用，使軸承的徑向游隙變小，外圈溝道的磨損不再是對(duì)應(yīng)承壓區(qū)約120度的磨損，而變成了360度的周向磨損。

　　5　結(jié)論

　　綜合以上分析，造成軸承疲勞失效的原因是：

　　A、軸承安裝不當(dāng)，軸與內(nèi)套配合不緊引起軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)加大。

　　B、內(nèi)套受非正常的軸向力的作用，導(dǎo)致軸承內(nèi)外套間游隙變小，內(nèi)圈發(fā)生偏溝磨損，直致發(fā)生剝落。

　　C、潤滑系統(tǒng)清潔不到位，異物進(jìn)入軸承內(nèi)部使得鋼球及滾道發(fā)生損傷加速了內(nèi)圈疲勞剝落。

　　可見，軸承在使用過程中合理的安裝對(duì)保證安全及提高軸承的使用壽命至關(guān)重要。同時(shí)，軸承使用過程中應(yīng)保證潤滑系統(tǒng)的清潔，防止異物的混入，進(jìn)而提高軸承的使用壽命。