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轴承断裂的原因及分析图(轴承断裂的原因及分析图片)

近期,有客户询问轴承断裂的原因,并给出了一些简单的建议。但其中的原因并不是三言两语就能说清楚的。下面详细介绍一下。

轴承破损有时发生在轴承套圈(外圈或内圈)上,但也发生在滚动体上。轴承的断裂可能与轴承的应用以及轴承本身的材料有关。

轴承断裂的原因及分析图(轴承断裂的原因及分析图片)

一、轴承断裂的定义及检查方向

对于质量合格的轴承,当应力超过轴承材料的抗拉强度极限时,就会产生裂纹并扩大。断裂是裂纹延伸到零件的一部分完全分离的点的结果。

在正常应用条件下,合格轴承材料的抗拉强度极限足以满足应用要求,除非外部工作条件发生变化,应力超过材料所能满足的极限,此时轴承将过早失效。遇到这种情况,可以检查轴承的使用情况,以保证轴承的正常工作。此时,轴承的使用者应自行检查应用情况,排除故障原因。

从轴承断裂的定义中我们可以看出,引起断裂的因素中,除了应力之外,还有材料的抗拉强度。如果外部使用条件正常,但在此工况下产生的应力仍然超过轴承材料的抗拉强度极限,那么就意味着材料本身可能存在一些问题。这时,轴承用户应向供应商寻求帮助,检查轴承材料。

通常在轴承失效现场,至少应首先对破损轴承本身进行检查,进行失效分析,查找与应用相关的原因和线索,并在材料检查之前调查应用触发因素。

二、轴承断裂的失效分析

轴承断裂主要包括三类:过载断裂、疲劳断裂、热裂纹。这三类检查可以在轴承使用条件下检测出轴承断裂的可能原因。

1、过载断裂

过载断裂是由于应力集中超过材料的抗拉强度而引起的。也可能是由于局部应力过大造成的,例如冲击或过紧过盈配合造成的过大应力。

常见的轴承过载断裂可能来自使用过程中的敲击,因此可能伴有轴承的局部缺陷。如图所示。

2、疲劳断裂

在弯曲、拉伸、扭转条件下,当应力持续超过疲劳强度极限时,就会发生疲劳断裂。裂纹首先应在较高应力位置形成,并逐渐扩展至零件界面的某一部分,最终导致过载断裂。疲劳断裂主要发生在插芯和保持架上。

在疲劳断裂断面上,有时会发现疲劳起点,并呈贝壳状扩展。如图所示,疲劳起点处的裂纹条纹在图中清晰可见。

3、热裂

热裂纹是由滑动产生的高摩擦热引起的,裂纹通常垂直于滑动方向出现。硬化钢更容易产生热裂纹。

从热裂纹的定义可以看出,热裂纹与摩擦生热有关。因此,在诊断轴承故障时,可以发现相关部位的颜色变化和相对摩擦,裂纹垂直于摩擦方向。

下图显示了由于内圈运转时产生的摩擦和发热而导致的内圈断裂。从图中可以看出,摩擦是周向的,断裂方向是轴向的,相关接触面上有摩擦和粘着磨损的痕迹。

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