對(duì)臺(tái)架試驗(yàn)失效軸承鋼球的分析

摘要： 我公司在對(duì)某批次軸承進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，該批次軸承連續(xù)三套發(fā)生早期失效，且失效鋼球?yàn)槟硰S同批次號(hào)鋼球。我們對(duì)失效軸承的鋼球進(jìn)行了失效分析，找出了失效原因，并成功解決了此問(wèn)題，避免此類問(wèn)題的發(fā)生。

關(guān)鍵詞： 滾動(dòng)軸承；鋼球；失效；夾雜物

鋼球是滾動(dòng)軸承的重要承載零件，其均勻分布于內(nèi)外滾道間，實(shí)現(xiàn)軸承的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。屬全工作面零件。并且要保證軸承使用過(guò)程中最后發(fā)生完全失效，即內(nèi)外圈有明顯疲勞剝落后，鋼球才允許出現(xiàn)表面剝落。這主要是考慮如果鋼球先于內(nèi)外圈發(fā)生損壞，易因鋼球損壞而造成軸承的抱死，引起嚴(yán)重事故。因此在進(jìn)行軸承臺(tái)架壽命試驗(yàn)時(shí)，不允許出現(xiàn)軸承鋼球的早期失效。我公司在對(duì)某批次6207軸承進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，該批次軸承連續(xù)三套發(fā)生早期失效，且失效鋼球?yàn)槟硰S同批次號(hào)鋼球。對(duì)軸承拆解后發(fā)現(xiàn)，失效都是由于單粒鋼球局部發(fā)生疲勞剝落引起的。

3. 微量化學(xué)成份及PSAM分析

經(jīng)過(guò)對(duì)失效鋼球的解剖分析，該鋼球組織、硬度均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，缺陷部位未檢出可直接導(dǎo)致疲勞剝落的粗大碳化物及夾雜物。但連續(xù)發(fā)生三套軸承的單粒鋼球表面剝落，鋼球一定存在某種缺陷是我們沒(méi)有注意和認(rèn)識(shí)到的。為了查找鋼球的失效原因，對(duì)其余二粒鋼球及同批次號(hào)的鋼球進(jìn)行了更進(jìn)一步的分析。取9粒該批次鋼球，熱酸洗分清極點(diǎn)及環(huán)帶后，垂直于極軸沿赤道將鋼球分開(kāi)。對(duì)9粒鋼球截面進(jìn)行了微量雜質(zhì)元素分析，同時(shí)對(duì)國(guó)外A標(biāo)桿鋼球廠家做了同樣的分析，見(jiàn)表1。

對(duì)分析數(shù)據(jù)整理后我們發(fā)現(xiàn)，該批鋼球大顆粒夾雜物數(shù)量較大，氧含量較高。夾雜物與氧含量取決于鋼材的冶煉水平。鋼球由于其工作特點(diǎn)，對(duì)鋼材的純凈度及均一性要求較高。當(dāng)大顆粒夾雜物祼露于鋼球表面時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受力會(huì)發(fā)生脫落。脫落部位就形成疲勞源，引起鋼球的早期失效。每套試驗(yàn)軸承中僅有一粒是因?yàn)楫?dāng)軸承中任意一粒鋼球表面發(fā)生剝落，均會(huì)引起軸承振動(dòng)加劇，從而終止了試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

4. 綜合分析及結(jié)論

4.1. 試驗(yàn)軸承所用的該批鋼球組織、硬度、碳化物網(wǎng)狀均符合JB/T1255-2001標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2.經(jīng)更換進(jìn)口鋼球后，該批軸承壽命試驗(yàn)順利通過(guò)，均未發(fā)生此種類型失效。

4.3.鋼球生產(chǎn)廠家應(yīng)嚴(yán)把材料入廠檢驗(yàn)關(guān)，對(duì)重要軸承使用的鋼球應(yīng)使用純凈度高的軸承鋼制造。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙傳國(guó)，盧淑君，粱華. 軸承鋼球失效分析實(shí)例. 軸承：1994（2）：28-32

[2] 蔣沂萍 原材料缺陷對(duì)鋼球質(zhì)量的影響. 軸承：2002（8）：36-3.