文章出處：知識中心 網責任編輯： 洛陽軸承 閱讀量： 發表時間：2021-11-30 08:30:09
軸承失效最好按照其失效的根本原因進行分類，但未必總是能夠很容易地將原因與特征(癥狀)或者失效機理與失效模式一一對應，大量相關的文獻也都證實了這一點(見參考文獻)。基于使用中可見的明顯特征外觀，GB/T 24611—2020/ISO 15243 :2017將失效模式分為六大類和不同的小類(圖1)。
圖1 失效模式
磨損是指在使用過程中，兩個滑動或滾動/滑動接觸表面相互作用造成材料的不斷移失。
磨粒磨損(顆粒磨損；三體磨損)是存在硬顆粒時由于滑動產生的材料移失，當一硬的表面或顆粒滑過另一表面時，通過切削或犁溝作用而從該表面移除材料。磨損后表面會發生某種程度的變暗，磨粒的粗細和特性不同，變暗程度不同(圖2)。由于旋轉表面，可能還有保持架(圖3)上的材料被磨掉，磨粒數量逐漸增多，最終磨損進入一個加速過程，從而導致軸承失效。
圖2 調心滾子軸承內圈上的磨粒磨損
圖3 金屬實體保持架兜孔上進一步發展的磨粒磨損
雖然表面一般會有一定程度的變暗，但當磨粒非常細時會發生拋光效應，形成非常亮的表面(圖4)
圖4 圓錐滾子軸承滾子大端面和內圈大擋邊表面及滾道上的磨粒磨損
注:滾動軸承的“跑合”是一自然的短期過程，此過程之后，運轉狀態(如噪聲或工作溫度)將趨于穩定，甚至得到改善。由此，運行軌跡可見，但這并非表示軸承受到損傷。
粘著磨損是材料從一表面轉移到另一表面，并伴隨有摩擦發熱，有時還伴有表面回火或重新淬火。這一過程會產生局部應力集中并可能導致接觸區開裂或剝落。
在潤滑不充分的情況下，當發生滑動且摩擦帶來的局部溫升引起接觸面粘著時，發生涂抹(滑傷、粘結、劃傷、粗化)，導致材料轉移。 假如滾動體受載過小并在其再次進入承載區時受到強烈的加速作用，則在滾動體和滾道之間常常會發生涂抹(圖5、圖6)。在涂抹嚴重的情況下會發生咬粘。與磨粒磨損的逐漸積累過程相反，涂抹常常是突然發生。
圖5 圓柱滾子軸承外圈滾道上的涂抹
圖6 調心滾子軸承外圈滾道上的涂抹
由于潤滑不充分，擋邊面和滾子端面也會發生涂抹(圖7)。對于滿裝滾動體(無保持架)軸承，受潤滑和旋轉條件的影響，滾動體之間的接觸處同樣會發生涂抹。
圖7 圓柱滾子軸承滾子端面的涂抹
如果軸承套圈安裝在軸上或軸承座中時，夾持力不足而導致套圈相對其支承面移動(蠕動)，則會在軸承內徑面、外徑面或軸、軸承座孔支承面上發生涂抹(也稱膠合)。由于兩零件直徑之間存在微小差異，造成其周長也存在微小差異。因此，相對于套圈旋轉的徑向載荷使兩零件在一系列連續點處發生接觸，兩接觸零件以微小差速相對轉動。套圈相對其支承面以微小轉速差所作的這種滾動運動稱為“蠕動”。
發生蠕動時，套圈和支承面接觸區內的粗糙峰被滾碾，使套圈表面呈現光亮外觀。在蠕動過程中滾碾經常發生，但不總是伴有套圈和支承面接觸處的滑動，因而還可看到其他損傷，如擦傷印痕、微動磨蝕和磨損。在某些承載條件下，當套圈和支承面之間的過盈量不夠大時，則以微動磨蝕為主。
此外，徑向采用間隙配合時，套圈端面和其軸向鄰接面之間也會發生蠕動，嚴重時導致橫向熱裂紋，最終引起套圈開裂。
相關術語的解釋:
磨損(wear): 在使用過程中材料從一固體表面逐漸移失，一般是該表面和一接觸物體或多個物體間的相對運動引起材料的逐漸移失。
磨粒磨損(abrasive wear): 由于潤滑不充分及(外部)顆粒的侵入，使材料逐漸移失。表面會有某種程度的變暗，變暗程度因磨粒的粗細及特性而不同。
三體磨損(three-body wear): 當顆粒不受限、且可在表面自由滾動、滑動并同時和兩接觸表面相互作用時發生的一種磨粒磨損。
硬顆粒(hard particle):如來自磨削過程(如砂輪)的砂及顆粒。
犁溝(ploughing): 由兩個相對運動的表面中較軟表面的塑性變形形成的溝槽。
拋光(polishing)：使軸承零件的原始加工表面外觀變得更為光亮的平滑作用。
光亮狀磨損(burnishing):導致粗糙峰頂部扁平化的塑性變形的累積，表面逐步呈現更光亮的狀態，而非表面精加工留下的形貌。
跑合(running-in): 在使用初期，改善機器零件吻合度、表面形貌及摩擦兼容性的過程。
軌跡(path pattern): 由于滾動體和滾道接觸，軸承零件部分區域出現的痕跡(最終會變色)。
粘著磨損(adhesive wear):滑動期間由于固相焊接而導致材料從一個表面轉移到另一表面，從一個表面移失的顆粒或永久或臨時粘附在另一表面。
涂抹(smearing): 粘著磨損的一種，材料從一個表面上機械性移除(常涉及塑性剪切變形)，并在一個或兩個表面上重新沉積為一薄層材料。
滑傷(skidding):由于高速滑動和因載荷迅速變化而使潤滑油膜破裂，在表面出現的斷續的銀霧狀表面損傷。
粘結(galling):零件表面材料以斑塊從一個接觸表面的某個位置轉移到另一接觸表面的某個位置，且有可能由于高的拖動力而以多個粗糙峰的尺度回移到前一接觸表面。（注:典型的粘著磨損。）
劃傷(scoring):表面嚴重的擦傷或犁溝。
粗化(frosting):粘著磨損的特定形式，金屬微小碎片被滾動體從軸承滾道上扯下。（注:粗化區在一個方向上感覺平滑，但在另一個方向上則有明顯的粗糙感。）
咬粘(seizing):接觸表面潤滑不充分、載荷過大和溫升所引起的極端涂抹，視運轉速度和溫度不同，可導致材料軟化、二次淬火、開裂、摩擦焊合，嚴重時，還可導致軸承零件發生卡滯。
蠕動(creep):在軸承套圈安裝時過盈配合不充分且載荷相對于套圈旋轉的情況下，軸承套圈相對于其支承面發生不希望有的運動。
注:蠕動過程中，滾碾導致內圈相對軸的轉速或者外圈相對軸承座的轉速存在微小差異。蠕動常常(但不一定總是)伴隨有套圈與支承面接觸處的滑動。
膠合(scuffing): 由滑動面的固相焊接(無局部表面熔化)引起的一種粘著磨損或局部損傷。（注:由于該術語描述太通用且不嚴密，因此，盡量避免使用。）
微動磨蝕 (fretting/fretting corrosion):一定摩擦條件下，配合面間的微小相對運動(滑動)所引起的化學反應，導致表面氧化、粗糙峰變成可見的粉狀鐵銹、配合面之一或兩者失去材料。表面變亮或變色(黑紅色)。
熱裂(thermal cracking、heat cracking):由滑動摩擦發熱引起的損傷(或失效)。裂紋常出現在與滑動垂直的方向。
(來源：軸承雜志社）
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