GB∕T 24611-2020 滾動軸承 損傷和失效 術(shù)語、特征及原因

ICS21.100.20J11中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T24611—2020/ISO15243:2017代替GB/T24611—2009滾動軸承損傷和失效Rollingbearings—Damageandfailures—Terms,國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會ⅠGB/T24611—2020/ISO15243:2017前言 Ⅲ引言 Ⅳ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14滾動軸承失效模式分類 25失效模式 35.1滾動接觸疲勞 35.2磨損 65.3腐蝕 85.4電蝕 115.5塑性變形 125.6開裂和斷裂 15附錄A(資料性附錄)失效分析損傷圖例其他調(diào)查術(shù)語解釋 18參考文獻(xiàn) 45ⅢGB/T24611—2020/ISO15243:2017本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T24611—2009《滾動軸承損傷和失效術(shù)語、特征及原因》,與GB/T24611—2009相比,主要技術(shù)變化如下:—明確了范圍(見第1章,2009年版的第1章);—更換了大部分照片和圖(見正文及附錄A,2009年版的正文及附錄A);—對術(shù)語和定義進(jìn)行了擴(kuò)充和修改(見第3章及A.4,2009年版的第3章及A.3);—修改了“電蝕”失效模式的子模式“電壓過大”的名稱(見5.4.2,2009年版的5.4.2);—增加了損傷分析系統(tǒng)程序(見表A.1)和其他調(diào)查(見A.3);擴(kuò)充了損傷原因矩陣表(見表A.2,2009年版的表A.1);—“失效原因和預(yù)防措施”增加了大量實例(見A.2,2009年版的A.2)。本標(biāo)準(zhǔn)使用翻譯法等同采用ISO15243:2017《滾動軸承損傷和失效術(shù)語、特征及原因》。與本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應(yīng)關(guān)系的我國文件如下:—GB/T6930—2002滾動軸承詞匯(ISO5593:1997,IDT)本標(biāo)準(zhǔn)由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC98)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:洛陽軸承研究所有限公司、浙江兆豐機(jī)電股份有限公司、人本集團(tuán)有限公司、浙江五洲新春集團(tuán)股份有限公司、慈興集團(tuán)有限公司、襄陽汽車軸承股份有限公司、重慶長江軸承股份有限公司、上海聯(lián)合滾動軸承有限公司、福建省永安軸承有限責(zé)任公司、上海天虹微型軸承有限公司、杭州馳創(chuàng)軸研科技有限公司、捷姆軸承集團(tuán)有限公司。ⅣGB/T24611—2020/ISO15243:2017引言實際上,軸承的損傷或失效往往是幾種機(jī)理同時作用的結(jié)果。失效可能是由于運(yùn)輸、搬運(yùn)、安裝或維護(hù)不當(dāng)造成的,或是由于軸承或其相鄰部件的加工質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計要求引起的。在某些情況下,失效也可能是由于考慮經(jīng)濟(jì)效益、無法預(yù)見的運(yùn)轉(zhuǎn)條件以及環(huán)境條件而采取的折衷設(shè)計造成的。由于軸承失效是由設(shè)計、制造、安裝、操作、維護(hù)等多方面因素造成的,因此,確定失效的根本原因,常常是十分困難的。注:市場上流通的假冒軸承要引起注意,假冒軸承可能看起來像原產(chǎn)軸承,但其使用時經(jīng)常導(dǎo)致過早損傷或失效。如果軸承損傷嚴(yán)重或突然失效,證據(jù)可能丟失,就不可能確定失效的根本原因。因此,及時關(guān)停設(shè)備以進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮S承損傷分析(參見圖1)是十分重要的。在所有情況下,了解軸承的實際運(yùn)轉(zhuǎn)工況和維護(hù)歷史至關(guān)重要。注:緊靠滾道壓痕后沿開始剝落(a);經(jīng)過一段時間,剝落加重(b、c);如果不及時停機(jī),發(fā)生剝落的根本原因的證據(jù)將消失(d)。圖1軸承損傷進(jìn)展示例本標(biāo)準(zhǔn)對軸承失效的分類,主要是基于滾動體接觸表面和其他功能表面上可見的特征。為了準(zhǔn)確地判定軸承失效的根本原因,需要對每一種特征都加以考慮。由于不止一種機(jī)理可對這些表面造成相似的影響,因此,在確定失效原因時,僅對外觀進(jìn)行描述有時是不充分的,此時,還需要考慮運(yùn)轉(zhuǎn)工況。在某些情況下,如果所分析的損傷太嚴(yán)重,且可能起源于不同的主要原因,在這些情況下,要尋找同時出現(xiàn)的多種跡象來確定失效的主要原因。本標(biāo)準(zhǔn)涵蓋具有鋼制套圈和滾動體的軸承。陶瓷滾動體軸承的套圈損傷顯示相似的失效模式。本標(biāo)準(zhǔn)中,軸承壽命如ISO281[1]所述,ISO281給出了軸承壽命計算公式,其考慮了多種因素,如軸承承載能力、軸承載荷、軸承類型、材料、軸承疲勞載荷極限、潤滑條件和污染程度。1GB/T24611—2020/ISO15243:2017滾動軸承損傷和失效術(shù)語、特征及原因1范圍本標(biāo)準(zhǔn)對采用標(biāo)準(zhǔn)軸承鋼制造的滾動軸承在使用中發(fā)生的失效模式進(jìn)行了分類。對每一失效模式的特征、外觀變化及可能的根本原因進(jìn)行了定義和描述,這有助于基于外觀來鑒別各種失效模式。對于本標(biāo)準(zhǔn),下列術(shù)語解釋如下:—“滾動軸承失效”:由于損傷而使軸承不能滿足預(yù)定的設(shè)計性能要求或標(biāo)志使用壽命終止;—“使用中”:軸承離開制造廠;—“可見特征”:能直接目視或使用放大鏡或光學(xué)顯微鏡觀察到的特征,也可來自照片,但都只能是采用無損方法獲得的特征。本標(biāo)準(zhǔn)僅對具有意義明確的外觀、并且能夠高度確定地歸因于某一特定原因的外觀變化的特征形式和失效模式加以考慮,并對反映軸承變化和失效的特別重要的特征加以描述。各種失效模式用照片和圖表說明,并且給出了最常見的原因。如果通過檢查和根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)給出的可見特征的特性描述,仍不能可靠地確定根本原因,則要考慮進(jìn)行附加調(diào)查。這些方法在附錄A的A.3中進(jìn)行了總結(jié),例如可能涉及使用破壞性方法獲取截面,通過光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡進(jìn)行金相組織分析以及化學(xué)和光譜分析。這些專業(yè)方法超出了本標(biāo)準(zhǔn)的范圍。通常,推薦使用條標(biāo)題中給出的失效模式術(shù)語,而描述其子模式的合適的其他表述或同義詞,則在A.4中給出并解釋。滾動軸承失效示例以及失效原因的描述、建議的改進(jìn)措施在A.2中給出。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。ISO5593滾動軸承詞匯(Rollingbearings—Vocabulary)3術(shù)語和定義ISO5593中界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。注:與損傷和失效相關(guān)的術(shù)語解釋列于A.4。ISO和IEC維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作中使用的術(shù)語數(shù)據(jù)庫網(wǎng)址如下:—ISO在線瀏覽平臺:/obp—IEC電工百科:/特征characteristics由使用過程產(chǎn)生的可見外觀。注:表面缺陷和幾何形狀變化的類型定義于ISO8785[3],與磨粒磨損有關(guān)的部分定義于ISO6601[2]。2GB/T24611—2020/ISO15243:20173.2軸承工作表面或結(jié)構(gòu)的任何可見的劣化。3.3事件順序eventsequences由軸承初始損傷(3.2)到軸承失效(3.4)的事件的順序。注:早期階段,損傷可能導(dǎo)致功能喪失或失效。但在許多情況下初始損傷不會導(dǎo)致失效,且軸承可繼續(xù)工作。繼續(xù)工作通常會導(dǎo)致二次損傷,最終導(dǎo)致失效。二次損傷會引入競爭性的失效模式,使得根本原因分析變得困難。3.4失效failure軸承不再能提供其設(shè)計功能的任何狀態(tài)。注1:失效包括重要旋轉(zhuǎn)性能的退化,即將發(fā)生的更大或完全失效的報警,但也可能不會發(fā)展到目標(biāo)機(jī)械零件不能旋轉(zhuǎn)或失去支承作用的程度。注2:引起工作失效的損傷程度取決于應(yīng)用場合。要求精密平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)的場合僅可有極小的性能損失;對振動增加、噪聲增大、旋轉(zhuǎn)精度降低不敏感的場合或許在有限的時間內(nèi)還能夠繼續(xù)工作。3.5失效模式failuremode軸承失效的方式。4滾動軸承失效模式分類軸承失效最好按照其失效的根本原因進(jìn)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(jī)理與失效模式一一對應(yīng),大量相關(guān)的文獻(xiàn)也都證實了這一點(見參考文獻(xiàn))?；谑褂弥械目梢姷拿黠@特征外觀,本標(biāo)準(zhǔn)將失效模式分為六大類和不同的小類(見圖2)。3GB/T24611—2020/ISO15243:2017圖2失效模式分類5失效模式5.1滾動接觸疲勞滾動接觸疲勞由滾動體和滾道接觸處產(chǎn)生的重復(fù)應(yīng)力引起。疲勞明顯地表現(xiàn)為組織(微觀結(jié)構(gòu))變化及材料從表面剝落(宏觀結(jié)構(gòu)),在大多數(shù)情況下剝落是組織變化的結(jié)果。4GB/T24611—2020/ISO15243:20175.1.2次表面起源型疲勞根據(jù)赫茲理論,在滾動接觸區(qū)的循環(huán)載荷作用下,應(yīng)力及材料組織發(fā)生變化,并在某一位置及深度開始出現(xiàn)顯微裂紋(其取決于外加載荷、工作溫度、材料及其純潔度和顯微組織),顯微裂紋的起源常常是由軸承鋼中的夾雜物引起的。金相分析時會發(fā)現(xiàn)組織變化(見A.3)。微裂紋擴(kuò)展至表面,發(fā)生剝落(見圖3、圖4)。圖3深溝球軸承旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈上的次表面起源型剝落圖4圓錐滾子軸承靜止內(nèi)圈上已經(jīng)擴(kuò)展的次表面起源型剝落5.1.3表面起源型疲勞表面起源型疲勞一般是由表面損傷造成的。表面損傷是由于滾動接觸表面粗糙峰塑性變形(平滑化、壓光、磨光)而產(chǎn)生的表面起源型損傷。滾動體和滾道的粗糙峰接觸常常因潤滑不充分(潤滑油膜厚度不足)而產(chǎn)生,這種接觸可能由以下因素引起,如潤滑劑流動或可用性不充分、對于軸承應(yīng)用場合潤滑劑不合適、工作溫度超過期望值、表面粗糙等。表面粗糙峰的接觸及塑性變形會導(dǎo)致:—粗糙峰微裂紋(見圖5);—粗糙峰微剝落(見圖6);—微剝落區(qū)(暗灰色)(見圖7)。油膜厚度小的情況下,滑動運(yùn)動會明顯加速表面損傷。正常工況下,油膜厚度充足時仍可能發(fā)生表面起源型疲勞。當(dāng)顆粒進(jìn)入接觸區(qū)(見5.5.3),極端載荷使表面塑性變形或存在搬運(yùn)刻痕時,會發(fā)生這種情況。以上三種情況均會在滾道上產(chǎn)生壓痕。壓痕周圍的凸起超過油膜厚度時,導(dǎo)致表面粗糙峰變形。由塑性變形產(chǎn)生的壓痕引起的表面起源型疲勞示5GB/T24611—2020/ISO15243:2017注:ISO281[1]包括了已知的對軸承壽命有影響的表面相關(guān)計算參數(shù),如材料、潤滑、環(huán)境、污染物顆粒和軸承載荷。圖5滾道上的粗糙峰微裂紋和微剝落圖6滾道上的表面起源型微剝落圖7滾道上的微剝落區(qū)6GB/T24611—2020/ISO15243:20175.2磨損5.2.1概述磨損指在使用過程中,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。5.2.2磨粒磨損磨粒磨損(顆粒磨損,三體磨損)是存在硬顆粒時由于滑動產(chǎn)生的材料移失,當(dāng)一硬的表面或顆?；^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(fā)生某種程度的變暗,磨粒的粗細(xì)和特性不同,變暗程度不同(見圖8)。由于旋轉(zhuǎn)表面,可能還有保持架(見圖9)上的材料被磨掉,磨粒數(shù)量逐漸增多,最終磨損進(jìn)入一個加速過程,從而導(dǎo)致軸承失效。雖然表面一般會有一定程度的變暗,但當(dāng)磨粒非常細(xì)時會發(fā)生拋光效應(yīng),形成非常亮的表面(見圖10)注:滾動軸承的“跑合”是一自然的短期過程,此過程之后,運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(如噪聲或工作溫度)將趨于穩(wěn)定,甚至得到改善。由此,運(yùn)行軌跡可見,但這并非表示軸承受到損傷。圖8調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈上的磨粒磨損圖9金屬實體保持架兜孔上的已發(fā)展的磨粒磨損圖10圓錐滾子軸承滾子大端面和內(nèi)圈大擋邊表面及滾道上的磨粒磨損7GB/T24611—2020/ISO15243:20175.2.3黏著磨損黏著磨損是材料從一表面轉(zhuǎn)移到另一表面,并伴隨有摩擦發(fā)熱,有時還伴有表面回火或重新淬火。這一過程會產(chǎn)生局部應(yīng)力集中并可能導(dǎo)致接觸區(qū)開裂或剝落。在潤滑不充分的情況下,當(dāng)發(fā)生滑動且摩擦帶來的局部溫升引起接觸面黏著時,發(fā)生涂抹(滑傷、黏結(jié)、劃傷、粗化),導(dǎo)致材料轉(zhuǎn)移。假如滾動體受載過小并在其再次進(jìn)入承載區(qū)時受到強(qiáng)烈的加速作用,則在滾動體和滾道之間常常會發(fā)生涂抹(見圖11、圖12)。在涂抹嚴(yán)重的情況下會發(fā)生咬黏。與磨粒磨損的逐漸積累過程相反,涂抹常常是突然發(fā)生。由于潤滑不充分,擋邊面和滾子端面也會發(fā)生涂抹(見圖13)。對于滿裝滾動體(無保持架)軸承,受潤滑和旋轉(zhuǎn)條件的影響,滾動體之間的接觸處同樣會發(fā)生涂抹。如果軸承套圈安裝在軸上或軸承座中時,夾持力不足而導(dǎo)致套圈相對其支承面移動(蠕動),則會在軸承內(nèi)徑面、外徑面或軸、軸承座孔支承面上發(fā)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(zhuǎn)的徑向載荷使兩零件在一系列連續(xù)點處發(fā)生接觸,兩接觸零件以微小差速相對轉(zhuǎn)動。套圈相對其支承面以微小轉(zhuǎn)速差所作的這種滾動運(yùn)動稱為“蠕發(fā)生蠕動時,套圈和支承面接觸區(qū)內(nèi)的粗糙峰被滾碾,使套圈表面呈現(xiàn)光亮外觀。在蠕動過程中滾碾經(jīng)常發(fā)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(dāng)套圈和支承面之間的過盈量不夠大時,則以微動磨蝕為主(見A.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(fā)生蠕動,嚴(yán)重時導(dǎo)致橫向熱裂紋,最終引起套圈開裂(見5.6.4)。圖11圓柱滾子軸承外圈滾道上的涂抹圖12調(diào)心滾子軸承外圈滾道上的涂抹8GB/T24611—2020/ISO15243:2017圖13圓柱滾子軸承滾子端面上的涂抹5.3腐蝕5.3.1概述腐蝕是金屬表面上一種化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。5.3.2銹蝕當(dāng)鋼制滾動軸承零件與濕氣或腐蝕性介質(zhì)(如水或酸)接觸時,表面發(fā)生氧化或腐蝕(生銹)(見圖14)。隨后出現(xiàn)腐蝕麻點,最后表面出現(xiàn)剝落(見圖15)。當(dāng)潤滑劑中的水分或劣化的潤滑劑與其相鄰的軸承零件表面發(fā)生反應(yīng)時,可在滾動體和軸承套圈之間的接觸區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種特定形式的銹蝕。在靜止期間,深度銹蝕階段會導(dǎo)致對應(yīng)于球或滾子節(jié)距處的接觸區(qū)變黑(見圖16),最終產(chǎn)生腐蝕麻點。圖14推力滾針軸承滾針和保持架上的銹蝕圖15圓柱滾子軸承外圈滾道上的銹蝕9GB/T24611—2020/ISO15243:2017圖16圓錐滾子軸承內(nèi)圈滾道滾子節(jié)距處的接觸腐蝕5.3.3摩擦腐蝕概述摩擦腐蝕(摩擦氧化)是在某些摩擦及載荷條件下,由配合表面之間相對微小運(yùn)動引發(fā)的一種化學(xué)反應(yīng)。這些微小運(yùn)動導(dǎo)致表面氧化,可看到粉狀銹蝕物和(或)一個或兩個配合表面上材料的損失。微動磨蝕接觸表面作微小往復(fù)擺動時,傳遞載荷的配合面會發(fā)生微動磨蝕,表面粗糙峰氧化并被磨去,反之亦然;最后發(fā)展成粉狀銹蝕物(微動銹蝕,氧化鐵),軸承表面變成黑紅色(見圖17)。通常,當(dāng)載荷和(或)振動克服了由安裝配合產(chǎn)生的徑向夾持力時,會出現(xiàn)這種損傷。軸承、軸和軸承座表面太粗糙和(或)呈波紋狀也會減少有效的安裝配合,誘發(fā)微動磨蝕(見圖18)。注1:由于腐蝕產(chǎn)物(氧化鐵)的存在和微小運(yùn)動的綜合作用,也會發(fā)生某些磨粒磨損。注2:在本標(biāo)準(zhǔn)中,將微動磨蝕劃歸為腐蝕;在其他文件中,有時將其劃歸為微動磨損。圖17深溝球軸承內(nèi)徑面上的微動磨蝕圖18滾子軸承外徑面上的微動磨蝕10GB/T24611—2020/ISO15243:2017偽壓痕偽壓痕(振動腐蝕)最常出現(xiàn)于非旋轉(zhuǎn)軸承的滾動體和滾道接觸區(qū),原因是在周期性振動狀態(tài)下彈性接觸面的微小運(yùn)動和(或)回彈。根據(jù)振動強(qiáng)度、載荷和潤滑狀態(tài)的不同,在滾道上形成凹陷,大多數(shù)情況下也會導(dǎo)致腐蝕(由于缺少保護(hù)性的潤滑劑)和綜合磨粒磨損。對于靜止軸承,凹陷出現(xiàn)在對應(yīng)于滾動體的節(jié)距處,并會變成淡紅色或發(fā)亮(見圖19、圖20)。存在來自相鄰工作的設(shè)備的振動時,若較長的停機(jī)周期與相對較短的運(yùn)轉(zhuǎn)時段交替進(jìn)行,則備用設(shè)備中發(fā)生的偽壓痕表現(xiàn)為間距較小的波紋(見5.4.3及圖23、圖24、圖25),與電流通過造成的波紋狀凹槽相比,由振動造成的波紋狀凹槽底部發(fā)亮或被磨損,而電流通過造成的凹槽底部則顏色為暗灰色。電流引起的損傷還可通過滾動體上也有相應(yīng)的印記這一現(xiàn)象予以識別。注:本標(biāo)準(zhǔn)將偽壓痕劃歸為腐蝕;在其他文件中,有時將其劃歸為磨損。a)圓錐滾子軸承外圈b)推力滾針軸承墊圈滾道圖19偽壓痕圖20調(diào)心球軸承外圈滾道上的偽壓痕11GB/T24611—2020/ISO15243:20175.4電蝕5.4.1概述電蝕是由于損傷電流的通過造成接觸表面的局部顯微組織變化及材料的移失。5.4.2瞬時電流過大電蝕當(dāng)軸承套圈和滾動體間的電壓超過絕緣擊穿閾值時,電流通過滾動體和潤滑油膜從軸承的一個套圈傳遞到另一套圈。在套圈和滾動體之間的接觸區(qū)發(fā)生集中放電,造成在非常短的時間間隔內(nèi)局部受熱,使接觸區(qū)發(fā)生熔化并焊合在一起。這種損傷(電蝕麻點)表現(xiàn)為一系列直徑不超過500μm的小環(huán)形坑(見圖21、圖22),這些環(huán)形坑在滾動體和滾道接觸表面重復(fù)出現(xiàn),一般沿滾動方向呈珠狀重疊排列(見圖21)。圖21調(diào)心滾子軸承的滾子—由瞬時過大電流通過形成的環(huán)形坑圖22顯示出環(huán)形坑及熔化的材料的圖21的放大圖5.4.3電流泄漏電蝕當(dāng)一損傷電流(電容性或電感性)連續(xù)形成時,電蝕會以不同于5.4.2的外觀出現(xiàn)。表面損傷最初呈現(xiàn)淺環(huán)形坑狀,一環(huán)形坑與另一環(huán)形坑位置接近并且尺寸很小(微米級),即使電流強(qiáng)度相對較弱也會發(fā)生這種現(xiàn)象。由于電流通過整個接觸橢圓(球軸承)或接觸線(滾子軸承),產(chǎn)生電蝕波紋狀凹槽,如圖23、圖24、圖25所示。只能在滾子和套圈滾道接觸表面發(fā)現(xiàn)這些波紋狀凹槽,鋼球上則沒有,球只是顏色變暗。球的可見外觀通常為暗色,從淡灰到暗灰(見圖24)。微觀檢測常常顯示為環(huán)形坑。另外,電流通過也會劣化潤滑劑,劣化的潤滑劑顏色發(fā)黑、變硬。12GB/T24611—2020/ISO15243:2017圖23由于電流泄漏在圓錐滾子軸承內(nèi)圈滾道上形成的波紋狀凹槽(搓板紋)圖24深溝球軸承內(nèi)圈溝道上的波紋狀凹槽及啞光暗灰色球圖25深溝球軸承外圈溝道上的波紋狀凹槽5.5塑性變形5.5.1概述塑性變形是當(dāng)應(yīng)力超過材料的屈服強(qiáng)度時發(fā)生的永久變形,其一般以兩種不同的方式發(fā)生:—宏觀上,滾動體和滾道之間的接觸載荷造成在接觸軌跡的大部分范圍內(nèi)發(fā)生屈服;—微觀上,外界物體在滾動體和滾道之間被滾碾,并且僅在接觸軌跡的小部分范圍內(nèi)發(fā)生屈服。5.5.2過載變形軸承靜止(最常見)或旋轉(zhuǎn)(不常見)時均可能發(fā)生過載變形。由靜載荷或沖擊載荷使靜止軸承過載導(dǎo)致滾動體與滾道接觸處發(fā)生塑性變形(真壓痕),即在軸承滾道上對應(yīng)于滾動體節(jié)距的位置形成淺的凹陷或凹槽(見圖26、圖27)。通過凹陷或凹槽底部的表面粗糙度及機(jī)加工痕跡,可區(qū)分過載與偽壓痕及電蝕凹槽。此外,預(yù)載荷過大或安裝過程中操作不當(dāng)也會發(fā)生過載(見圖26)。裝拆不當(dāng)也能造成軸承其他零件(如防塵蓋、墊圈和保持架)的過載和變形(見圖28)。硬的(可能13GB/T24611—2020/ISO15243:2017是銳利的)物體或不正確的裝配也能在滾道及滾動體上引發(fā)壓痕及刻痕(見圖29)。旋轉(zhuǎn)軸承的過載可能具有不同的形式,取決于過載的類型?！矔r過載會產(chǎn)生波紋狀凹槽(搓板紋),帶有或多或少擴(kuò)展的獨立、非對稱印記?！矔r過載會產(chǎn)生對應(yīng)于滾動體節(jié)距處的凹陷?！L期過載會導(dǎo)致滾道過載部分整個圓周的疊層及宏觀塑性變形。圖26角接觸球軸承靜止內(nèi)圈的過載圖27由角接觸球軸承內(nèi)圈滾道沖擊載荷變形導(dǎo)致的剝落,起因于徑向沖擊,變形進(jìn)一步發(fā)展為剝落圖28由搬運(yùn)過程中沖擊載荷引起的角接觸球軸承保持架變形14GB/T24611—2020/ISO15243:2017圖29不正確裝配引起的圓柱滾子軸承內(nèi)圈滾道上的壓痕5.5.3顆粒壓痕當(dāng)顆粒被滾碾時,在套圈滾道(見圖30)和滾動體(見圖31)上形成壓痕,壓痕的尺寸和形狀取決于顆粒性質(zhì),圖32顯示了下列壓痕類型:a)由軟質(zhì)顆粒(如纖維、彈性體、塑料及木材)造成的壓痕[見圖32a)];b)由淬硬鋼顆粒(如來自齒輪或軸承)造成的壓痕[見圖32b)];c)由硬質(zhì)礦物顆粒[如油中的砂粒(二氧化硅)]造成的壓痕[見圖32c)]。圖30圓錐滾子軸承內(nèi)圈滾道上的顆粒壓痕圖31圓錐滾子上的顆粒壓痕15GB/T24611—2020/ISO15243:2017a)b)c)圖32顆粒被滾碾在滾道上造成的壓痕放大圖5.6開裂和斷裂5.6.1概述當(dāng)局部應(yīng)力超過材料的抗拉強(qiáng)度極限時,裂紋將產(chǎn)生并擴(kuò)展。斷裂是裂紋完全擴(kuò)展過零件的某個截面或擴(kuò)展到一定程度使零件的一部分與原零件完全分離的結(jié)果。5.6.2過載斷裂過載斷裂是由于超過材料抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力集中造成的,也可因局部應(yīng)力過大(如沖擊)(見圖33)或因過盈配合過緊,如環(huán)向應(yīng)力過高(見圖34)引起。圖33由裝配過程中沖擊載荷引起的圓錐滾子軸承內(nèi)圈擋邊過載斷裂16GB/T24611—2020/ISO15243:2017注:由安裝過程中過緊的過盈配合(例如將錐孔內(nèi)圈在錐軸上推得過遠(yuǎn))引起的斷裂。圖34調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈過載斷裂5.6.3疲勞斷裂在彎曲、拉伸、扭轉(zhuǎn)條件下,應(yīng)力不斷超過疲勞強(qiáng)度極限就會產(chǎn)生疲勞開裂。裂紋先在應(yīng)力集中處起源并逐步擴(kuò)展到零件截面的某一部分,最終造成過載斷裂。疲勞斷裂主要發(fā)生在套圈(見圖35)和保持架上(見圖36)。注:斷裂起源于靠近右側(cè)滾道,中心位于疲勞裂紋擴(kuò)展留下的貝殼花樣中(外表面上的損傷為二次損傷且發(fā)生在套圈斷裂時)。圖35凸輪滾子外圈由彎曲引起的疲勞斷裂截面圖36推力滾針軸承保持架過梁疲勞斷裂17GB/T24611—2020/ISO15243:20175.6.4熱裂熱裂是由滑動產(chǎn)生的高摩擦熱造成的,裂紋通常出現(xiàn)在垂直于滑動方向處(見圖37)。由于表面局部重新淬火以及高的殘余拉應(yīng)力的形成這兩個因素的共同敏感。圖37圓錐滾子軸承內(nèi)圈小端上的熱裂紋18GB/T24611—2020/ISO15243:2017附錄A(資料性附錄)失效分析損傷圖例其他調(diào)查術(shù)語解釋A.1失效分析—本標(biāo)準(zhǔn)旨在促進(jìn)和幫助對軸承失效進(jìn)行合乎邏輯的客觀調(diào)查,以鑒別出可能的失效原因。—仔細(xì)鑒別最有可能的失效原因及失效模式對于開發(fā)長期有效的防護(hù)方案非常重要?！梢杂嗅槍π缘卦O(shè)計對策以防范已鑒別出的失效原因引起的失效?！伤袇⑴c者提出的公開、客觀的方法對于本標(biāo)準(zhǔn)的成功應(yīng)用是必不可少的。A.1.2拆卸前后獲取有關(guān)證據(jù)A.1.2.1重點—當(dāng)一套軸承失效后,在打算進(jìn)行失效原因診斷前,收集盡可能多的證據(jù)至關(guān)重要?！枰环N公正的調(diào)查方法。A.1.2.2保存證據(jù)—調(diào)查前,設(shè)備操作者/所有者要盡可能少地破壞證據(jù)?！煌睦嫦嚓P(guān)方需設(shè)計一個合乎邏輯的調(diào)查程序?！谶M(jìn)行評估和記錄前,避免毀壞或折衷處理某些證據(jù)。—要從操作者、其他相關(guān)機(jī)構(gòu)及個人收集盡可能多的近期運(yùn)行數(shù)據(jù)。—即時診斷及結(jié)論可作為初步處理意見?！P(guān)注這些初始的可能的診斷,但要將其擱置一邊,直到已經(jīng)收集并評估了所有證據(jù)。—當(dāng)設(shè)計并同意一個方案后,將設(shè)備逐步拆解到可對軸承進(jìn)行分析。表A.1中的矩陣給出了制訂方案指南。A.1.2.3收集證據(jù)—在早期階段,確保完成以下工作:—拍照并(或)繪出示意圖;—記錄零件的狀態(tài)及位置?！嚓P(guān)零件放置在一起:—如有可能,進(jìn)行標(biāo)簽、標(biāo)記,并將其放置在清潔的容器內(nèi)?！_保在以下步驟前獲得只有從完整組件或部件才能得到的證據(jù):—難以或不可能復(fù)原的拆解;—影響潤滑劑或污染物的清洗;—尤其是毀壞圓形表面的切割。—軸承自身失效的證據(jù):—軸承拆除后不能再運(yùn)轉(zhuǎn);—軸承可能早已“失效”不止一次;19GB/T24611—2020/ISO15243:2017—軸承可包含或不包含原始失效原因;—其他零件可能有重要的證據(jù):—盡量同時調(diào)查這些零件;—記錄任何可得的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、使用和運(yùn)轉(zhuǎn)歷史;—記錄軸承代號及制造商:—如果仍然可見或從其實際特征可以推斷出;—如有可能,檢查制造商的技術(shù)說明;—軸承可能不適合:—原裝軸承維修替換不當(dāng);—非等效替代;—不能滿足設(shè)備制造商的技術(shù)要求。注:盡可能將潤滑劑及污染物作為像固體金屬、聚合物、橡膠零件一樣的零件考慮。A.1.2.4解讀證據(jù)切記:由于損傷開始和其被檢測之間的時間間隔不同,在機(jī)械系統(tǒng)被拆解并檢測時,損傷可能或多或少地已經(jīng)發(fā)展。假如損傷檢測在損傷開始后相對較遲的時候進(jìn)行,初始損傷原因的線索可能已被抑制、隱藏或逐漸消失,以致難以確定損傷或失效的真正原因。觀察并分析軸承及周邊零件上的所有跡象,建立可能的損傷順序,這一點非常重要。例如,已經(jīng)擴(kuò)展的剝落可能起源于潤滑劑污染物造成的某個壓痕處開始的表面剝落,也有可能起源于安裝過程中塑性變形產(chǎn)生的刻痕類表面缺陷、腐蝕坑或過大電流形成的環(huán)形坑,等等。如果在這種情況下,觀測到的剝落與軸承零件其他區(qū)域上的另一初始損傷跡象連在一起,則所有這些跡象放在一起,可能會產(chǎn)生一個似乎可信的損傷及其產(chǎn)生原因的情況分析結(jié)論?！晟埔淹獾臋z測方案結(jié)構(gòu)?！獙λ凶C據(jù)進(jìn)行重要性判斷。—還不要急于下結(jié)論?！獙χ饕C據(jù)進(jìn)行分類?！⌒奶幚砼c本標(biāo)準(zhǔn)所列示例不能可靠匹配的任何證據(jù),并將其標(biāo)記為“可能”。—然后研究被評估的證據(jù),以嘗試建立一個最可能的事件順序?！槍ψC據(jù)建立原因試判理論并進(jìn)行試驗:—對順序原因及其影響進(jìn)行預(yù)估;—重復(fù)迭代,直到得出一個使人信服的匹配:—任何已證明的證據(jù)元素不能相互矛盾;—列出可疑的證據(jù)并將其排序以判斷不可能的相關(guān)性。—關(guān)鍵是不要顛倒過程,不要試圖強(qiáng)制將證據(jù)與某一理論匹配?！偃绮荒芸煽康卮_定失效原因:—可進(jìn)一步尋求A.3所述的專業(yè)幫助。給出表A.1是為了幫助合理地收集初始信息。一旦確定了對可見特征進(jìn)行綜合分析的出發(fā)點,在軸承狀態(tài)評估和分類中就要使用詳細(xì)的矩陣及相應(yīng)的圖解,以推斷出失效最可能的原因或多個原因。給出表A.2是為了根據(jù)評估對可能的失效模式及原因提供一個總覽。如果目視評估結(jié)束時仍不能可靠地確定失效原因,則必須進(jìn)行進(jìn)一步的專業(yè)試驗,可能需要切割零件。進(jìn)一步的建議參見A.3。20GB/T24611—2020/ISO15243:2017表表A在拆解前中后獲取證據(jù)的系統(tǒng)程序21GB/T24611—2020/ISO15243:2017表表A軸承失效模式和原因22GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.1.3接觸軌跡就實際的失效分析而言,對接觸軌跡,尤其是對給定使用條件下滾道上的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡進(jìn)行分析是非常重要的,可以清晰地揭示載荷類型、工作游隙以及可能出現(xiàn)的偏斜。圖A.1~圖A.11顯示了最常見應(yīng)用和軸承類型的典型運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖例中,點接觸指球軸承,線接觸指滾子軸承。A.1.3.2向心軸承內(nèi)圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,位于滾道中部并延伸至整個圓周。外圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡在載荷加載點處最寬且在周向呈錐形(與載荷區(qū)有關(guān)),位于滾道中部。具有常規(guī)配合和常規(guī)內(nèi)部游隙時,運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡小于滾道圓周的二分之一。注:正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.1單向徑向載荷—內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)、外圈靜止內(nèi)圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡在載荷加載點處最寬且在周向呈錐形(與載荷區(qū)有關(guān)),位于滾道中部。具有常規(guī)配合和常規(guī)內(nèi)部游隙時,運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡小于滾道圓周的二分之一。外圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,位于滾道中部并延伸至整個圓周。注:正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.2單向徑向載荷—內(nèi)圈靜止、外圈旋轉(zhuǎn)23GB/T24611—2020/ISO15243:2017內(nèi)圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,位于滾道中部并延伸至整個圓周。外圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡位于滾道中部,可能或不可能延伸至整個圓周,運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡在載荷加載點處最寬。注:正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.3徑向預(yù)載荷并承受單向徑向載荷—內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)、外圈靜止內(nèi)圈和外圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,軸向位置偏移,可能或不可能延伸至套圈滾道整個圓周。注:正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.4單向軸向載荷—內(nèi)圈和(或)外圈旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,延伸至套圈滾道整個圓周,軸向位置偏移。外圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡軸向位置偏移,可能或不可能延伸至整個圓周,運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡在徑向載荷加載點處最寬。注:正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.5徑向和軸向聯(lián)合載荷—內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)、外圈靜止24GB/T24611—2020/ISO15243:2017內(nèi)圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,比圖A.1寬,位于滾道中部并延伸至整個圓周。外圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度不一致,位于兩個完全相反的區(qū)域并彼此斜對。注:不正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.6軸承座中偏斜的外圈—內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)、外圈靜止內(nèi)圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度不一致,位于完全相反的兩個區(qū)域并彼此斜對。外圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,比圖A.2寬,位于滾道中部并延伸至整個圓周。注:不正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.7軸上偏斜的內(nèi)圈—內(nèi)圈靜止、外圈旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,比圖A.1寬,位于滾道中部并延伸至整個圓周。外圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡在受壓處最寬,位于滾道上兩個完全相反的區(qū)域。軌跡長度取決于壓縮量的大小和軸承的原始內(nèi)部游隙。注:不正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.8外圈壓成橢圓—內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)、外圈靜止25GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.1.3.3推力軸承a)軸圈b)座圈軸圈和座圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,位于滾道中部并延伸至滾道的整個圓周。注:正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.9單向軸向載荷—軸圈旋轉(zhuǎn)、座圈靜止a)軸圈b)座圈軸圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,比圖A.9寬,位于滾道中部并延伸至整個圓周。座圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度不一致,延伸至滾道的整個圓周并且與滾道不同心。注:不正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.10相對軸圈處于偏心位置的座圈上的單向軸向載荷—軸圈旋轉(zhuǎn)、座圈靜止a)軸圈b)座圈軸圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡寬度均勻一致,位于滾道中部并延伸至整個圓周。座圈:運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡位于滾道中部但寬度不一致,可能或不可能延伸至滾道的整個圓周。注:不正常運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。圖A.11偏斜的座圈—軸圈旋轉(zhuǎn)、座圈靜止26GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.2失效圖例概覽—失效原因和預(yù)防措施A.2.1總則每一種軸承失效均是由一主要原因造成的,但實際上該原因常常被后續(xù)的損傷所掩蓋。下列圖例按照圖2所示的失效模式分類進(jìn)行排序,失效分類基于所觀察到的外觀形態(tài)。每一圖例均有對失效的說明,以標(biāo)題“失效原因”給出。說明中包括對失效、失效的可能(主要)原因的描述及建議。對于每一圖例,還對避免失效再發(fā)生所采取的預(yù)防措施或糾正措施提出了建議,以標(biāo)題“預(yù)防措施”給出。A.2.2滾動接觸疲勞A.2.2.1次表面起源型疲勞A.次表面起源型疲勞早期階段(剝落前)在角接觸球軸承外圈上產(chǎn)生的裂紋失效原因—重載下,載荷循環(huán)累積導(dǎo)致疲勞裂紋。預(yù)防措施—使用具有更高承載能力的軸承。A.角接觸球軸承外圈滾道上早期階段的剝落失效原因—由于以下原因產(chǎn)生疲勞裂紋及初始剝落:—重載下,載荷循環(huán)累積導(dǎo)致疲勞裂紋;—疲勞裂紋開始后繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。預(yù)防措施—使用具有更高承載能力的軸承。A.2.2.1.3角接觸球軸承外圈滾道上進(jìn)一步發(fā)展階段的剝落失效原因—由于以下原因產(chǎn)生疲勞裂紋及擴(kuò)展的剝落:—重載下,載荷循環(huán)累積導(dǎo)致疲勞裂紋;—滾道面出現(xiàn)疲勞裂紋后繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。預(yù)防措施—使用具有更高承載能力的軸承。27GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.調(diào)心球軸承外圈滾道上兩徑向相對位置處次表面起源型疲勞剝落失效原因—軸承座橢圓,導(dǎo)致局部應(yīng)力過高;—如果剖分軸承座未正確安裝或顆粒嵌入軸承座支承面,也會發(fā)生類似損傷。預(yù)防措施—檢測相鄰零件的形狀精度,如有必要加以改進(jìn);—正確安裝剖分軸承座;—在安裝過程中最大限度地保證清潔度。注:將外圈對向鏡子放置,觀測徑向相對的區(qū)域。A.2.2.2表面起源型疲勞A.球面滾子軸承內(nèi)圈滾道上的微剝落失效原因—由于以下原因?qū)е聺L動接觸面的表面粗糙度增大:—潤滑不充分;—顆粒進(jìn)入軸承。預(yù)防措施—通過以下措施保護(hù)表面精度:—正確潤滑;—改進(jìn)密封;—保證系統(tǒng)清潔度。A.圓錐滾子軸承內(nèi)圈滾道上的表面起源型疲勞失效原因—由于以下原因?qū)е聺L道面發(fā)灰并發(fā)生微剝落:—潤滑不充分;—滑動運(yùn)動;—預(yù)載不充分;預(yù)防措施—改進(jìn)潤滑;—施加正確的預(yù)載;—確保對中。A.滾針軸承滾針滾動面上的表面起源型疲勞失效原因—由于以下原因?qū)е聺L針滾動面發(fā)灰并發(fā)生微剝落:—潤滑不充分;—滑動運(yùn)動;—軸偏斜。28GB/T24611—2020/ISO15243:2017預(yù)防措施—改進(jìn)潤滑;—軸和(或)軸承座調(diào)中。A.雙列角接觸球軸承內(nèi)圈滾道上的表面起源型疲勞—傾斜的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡失效原因—由于以下原因?qū)е逻\(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生偏斜:—軸撓曲變形;—配合零件的臺階面不垂直。預(yù)防措施—消除偏斜;—選擇合適的軸承類型以適應(yīng)偏斜—減小軸的撓曲變形;—檢查配合零件臺階面的垂直度。A.角接觸球軸承內(nèi)圈滾道上的剝落失效原因—外來顆粒進(jìn)入;—水侵入;—潤滑不充分。預(yù)防措施—改進(jìn)密封;—檢查運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的潤滑。A.圓錐滾子軸承內(nèi)圈滾道上的剝落(剝離)失效原因—由于以下原因?qū)е聺櫥湍ぷ儽?—重載;—低速;預(yù)防措施—選擇合適的潤滑劑以增加工況條件下潤滑油膜厚度;—改進(jìn)對潤滑系統(tǒng)的維護(hù)。A.2.3磨損A.2.3.1磨粒磨損A.2.3.1.1調(diào)心滾子軸承非旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈滾道上的磨粒磨損失效原因—污染物侵入,導(dǎo)致滾道面磨粒磨損非常嚴(yán)重。預(yù)防措施—改進(jìn)密封布局;—改進(jìn)潤滑間隔和(或)潤滑脂;29GB/T24611—2020/ISO15243:2017—如果工況條件許可,采用密封軸承。A.圓柱滾子端面上的磨粒磨損失效原因—污染或潤滑不充分,引起滾子端面接觸區(qū)發(fā)生磨粒磨損。預(yù)防措施—保證系統(tǒng)清潔度;—改進(jìn)潤滑。A.圓錐滾子軸承內(nèi)圈滾道及滾子上的磨粒磨損失效原因—外部顆粒污染;—密封磨壞或失效;—顆粒嵌入較軟的保持架材料。預(yù)防措施—消除或最小化污染源;—更換密封或升級密封布局;—縮短潤滑劑更換周期;—確保軸承安裝前進(jìn)行合適的清洗。A.角接觸球軸承金屬實體保持架兜孔的磨粒磨損失效原因—潤滑不充分;—污染物侵入。預(yù)防措施—改進(jìn)潤滑;—改進(jìn)密封布局。30GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.調(diào)心滾子軸承套圈滾道的磨粒磨損及磨光失效原因—非常細(xì)小的污染物侵入,使套圈滾道及滾子滾動面被磨得發(fā)亮(嚴(yán)重磨損);—密封布局不當(dāng)和(或)潤滑不充分。預(yù)防措施—改進(jìn)密封布局;—改進(jìn)潤滑:選擇合適的潤滑劑和(或)再潤滑間隔;—考慮使用密封軸承。A.2.3.2黏著磨損A.圓柱滾子軸承內(nèi)圈滾道上的涂抹失效原因—由于以下原因?qū)е聝?nèi)圈滾道和滾子間發(fā)生涂抹(滑傷):—載荷太輕;—加速度過大;—潤滑不充分。預(yù)防措施—減小加速度;—增加載荷;—使用表面涂層;—改進(jìn)潤滑。A.圓錐滾子大端面上的涂抹失效原因—潤滑不充分導(dǎo)致金屬與金屬接觸、塑性變形及熱損傷。預(yù)防措施—使用合適的潤滑劑并進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù),以保證充分的潤滑劑量、質(zhì)量和油膜厚度;—確保潤滑及配送系統(tǒng)可滿足特定應(yīng)用的速度、載荷及環(huán)境要求。31GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.2.4腐蝕A.2.4.1銹蝕A.2.4.1.1儲存不當(dāng)引起的部件腐蝕失效原因—由于以下原因引起未使用部件的銹蝕:—儲存不當(dāng);—防護(hù)不充分。預(yù)防措施—將部件及軸承存放在恒溫、濕度低的干燥處;—如有可能,避免將軸承安裝在非防護(hù)的部件上。A.2.4.1.2腐蝕、手汗(指紋)失效原因—搬運(yùn)不當(dāng),在未采取防護(hù)措施的狀態(tài)下用汗手觸摸軸承。預(yù)防措施—避免用濕(汗)手觸摸軸承;—使用手套或防護(hù)脂;—清潔表面,使用觸變劑并妥善重新包裝。A.2.4.1.3角接觸球軸承內(nèi)圈滾道上的接觸腐蝕失效原因—運(yùn)轉(zhuǎn)軸承使用了被水污染的潤滑劑。預(yù)防措施—更換軸承及污染的潤滑劑;—檢查密封在裝配過程中未被損傷;—更換密封或優(yōu)化密封布局或優(yōu)化再潤滑間隔。32GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.圓錐滾子軸承內(nèi)圈滾道上的接觸腐蝕,間隔等于滾子節(jié)距失效原因—水或腐蝕性材料(如酸)侵入;—空氣中的濕氣冷凝;—包裝及存放條件不良。預(yù)防措施—改進(jìn)密封效果;—長時間不工作時采取防銹措施。A.2.4.2微動磨蝕A.圓柱滾子軸承內(nèi)圈整個內(nèi)徑面上的微動磨蝕失效原因—內(nèi)圈與軸之間的過盈配合不足。預(yù)防措施—根據(jù)載荷規(guī)定充分的配合;—考慮軸承支承面表面粗糙度的影響。A.球軸承內(nèi)圈內(nèi)徑面上的微動磨蝕失效原因—由于以下原因?qū)е挛幽p:—配合過盈量不足;—內(nèi)圈與軸之間的反復(fù)滑動。預(yù)防措施—增加軸配合過盈量;—應(yīng)用表面涂層。A.調(diào)心滾子軸承外徑面上的微動磨蝕失效原因—重載下,微小運(yùn)動導(dǎo)致微動磨蝕。預(yù)防措施—在軸承支承部位使用特殊的抗微動磨蝕膏;—應(yīng)用特殊涂層。33GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.深溝球軸承外徑面上的微動磨蝕失效原因—重載及撓曲變形;—軸承座孔磨損。預(yù)防措施—減小載荷或提高軸承座或系統(tǒng)的剛度;—定期維護(hù)軸承座;—根據(jù)軸承制造商的建議,維修或更換軸承座;—改進(jìn)配合。A.深溝球軸承端面上的微動磨蝕失效原因—由于振動,軸承運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi)圈與其相鄰件(固定在軸上)之間存在微動。預(yù)防措施—軸向固緊;—使用抗微動磨蝕膏。A.2.4.3偽壓痕A.角接觸球軸承內(nèi)圈滾道上的偽壓痕失效原因—軸承運(yùn)輸期間的振動引起內(nèi)外圈相對運(yùn)動。預(yù)防措施—運(yùn)輸期間,避免內(nèi)外圈的任何相對運(yùn)動;—對軸承施加預(yù)載(如有可能)。A.深溝球軸承內(nèi)圈滾道上的偽壓痕失效原因—靜置期間振動。預(yù)防措施—減小振動;—施加預(yù)載;—應(yīng)用涂層。34GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.滾針軸承內(nèi)圈滾道上的偽壓痕備用設(shè)備失效原因—靜置期間,振動導(dǎo)致在對應(yīng)于滾針節(jié)距處的滾道上出現(xiàn)偽壓痕。預(yù)防措施—時常轉(zhuǎn)動軸承;—減小振動;—施加預(yù)載;—應(yīng)用涂層。A.圓柱滾子軸承外圈滾道上的偽壓痕失效原因—備用設(shè)備頻繁振動,滾子節(jié)距處出現(xiàn)印痕,由于啟停會出現(xiàn)若干組印痕。預(yù)防措施—采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計抑制振動;—改進(jìn)潤滑;—考慮使用其他類型的軸承。A.2.5電蝕A.2.5.1瞬時電流過大電蝕A.深溝球軸承外圈溝道上的環(huán)形坑失效原因—電流通過,在溝道和球上產(chǎn)生環(huán)形坑。預(yù)防措施—檢查機(jī)器或軸承的絕緣并采用正確的電絕緣;—在電焊操作過程中,應(yīng)保證機(jī)器正確接地。35GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.2.5.1.2圓錐滾子上的電蝕環(huán)形坑失效原因—軸承靜止時接地不當(dāng)。預(yù)防措施—在電焊操作過程中,應(yīng)保證機(jī)器正確接地。—讓軸承與焊接電源絕緣隔離。A.2.5.2電流泄漏電蝕A.2.5.2.1深溝球軸承套圈溝道上的波紋狀凹槽(搓板紋)失效原因—滾道運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡上的波紋狀凹槽是由強(qiáng)度相對較低暗,球變成暗灰色。預(yù)防措施—檢查絕緣;—正確接地;—使用電絕緣軸承或混合軸承。A.由于電流泄漏電蝕在圓柱滾子軸承內(nèi)圈滾道及滾子上形成的波紋狀凹槽失效原因滾子接觸處的薄油膜起弧和燃燒。預(yù)防措施—檢查絕緣;—正確接地;—使用電絕緣軸承。A.由于電流泄漏電蝕在圓柱滾子軸承內(nèi)圈滾道上形成的波紋狀凹槽的發(fā)展階段失效原因—電流泄漏電蝕發(fā)展。預(yù)防措施—檢查絕緣;—正確接地;—使用電絕緣軸承。36GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.由于電蝕在球面滾子滾動面上形成的波紋狀凹槽失效原因—軸承旋轉(zhuǎn)時電流通過軸承。預(yù)防措施—正確接地;—軸承與電源絕緣隔離。A.2.6塑性變形A.2.6.1過載變形A.深溝球軸承外圈溝道上的過載變形失效原因—由于安裝程序不當(dāng),深溝球軸承外圈軸向過載,在球節(jié)距處產(chǎn)生塑性變形。預(yù)防措施—使用正確的安裝工具及程序;—檢查已裝配的零件未產(chǎn)生軸向預(yù)載;—確認(rèn)設(shè)計不會引起軸向預(yù)載。A.2.6.1.2調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈滾道上的過載變形失效原因—軸承靜止或旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下承受大的沖擊載荷,且(或)安裝操作不當(dāng)。預(yù)防措施—改進(jìn)軸承安裝,使?jié)L子不會壓入滾道;—選擇能承受大小已知沖擊載荷的軸承;—消除或最小化沖擊加載源。37GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.圓柱滾子軸承內(nèi)圈滾道上對應(yīng)于滾子節(jié)距處的過載變形失效原因變形。預(yù)防措施—遵守安裝指南,避免偏斜;—使用引導(dǎo)圈。A.2.6.1.4深溝球軸承內(nèi)圈滾道上由過載變形產(chǎn)生的對應(yīng)于球節(jié)距的剝落失效原因—使用中過載;—沖擊載荷。預(yù)防措施—選擇可承受應(yīng)用載荷的軸承;—消除或最小化通過軸承的沖擊載荷。A.2.6.2顆粒壓痕A.2.6.2.1調(diào)心滾子軸承滾道及滾子上的顆粒壓痕失效原因—大型軸承中污染嚴(yán)重且顆粒被滾碾,產(chǎn)生大壓痕。預(yù)防措施—改進(jìn)油過濾;—改進(jìn)密封裝置。38GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.始于內(nèi)圈滾道壓痕的剝落失效原因—表面剝落起源于壓痕,壓痕由進(jìn)入軸承內(nèi)部空間的硬質(zhì)污染顆粒被滾碾而產(chǎn)生。預(yù)防措施—在清潔的環(huán)境中工作;—改進(jìn)密封系統(tǒng);—檢查潤滑劑和(或)潤滑系統(tǒng)的污染。A.深溝球軸承內(nèi)圈上的壓痕及隨后的剝落失效原因—污染顆粒被滾碾,產(chǎn)生壓痕并最終剝落。預(yù)防措施—增加潤滑頻次;—改進(jìn)密封布局;—如有可能,使用密封軸承。A.2.7斷裂A.2.7.1過載斷裂A.2.7.1.1調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈的過載斷裂失效原因—由軸與內(nèi)圈間溫差引起配合應(yīng)力過大。預(yù)防措施—修正過盈量;—檢查工況條件。39GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.深溝球軸承內(nèi)圈的過載斷裂失效原因—靜置期間靜態(tài)過載。預(yù)防措施—避免過載;—使用更高靜態(tài)承載能力的軸承。A.2.7.1.3圓錐滾子軸承內(nèi)圈大擋邊的過載斷裂失效原因—安裝時沖擊過大。預(yù)防措施—使用合適的安裝工具和程序。A.2.7.2疲勞斷裂A.2.7.2.1深溝球軸承保持架的疲勞斷裂失效原因—偏斜;荷作用于保持架上。預(yù)防措施—改善對中;—改進(jìn)安裝方法;—選擇合適的保持架類型及材料。A.圓錐滾子軸承內(nèi)圈的疲勞斷裂失效原因—因為安裝時的沖擊,在表面缺陷處萌生裂紋;使用中,在與軸向載荷變化相關(guān)的彎曲應(yīng)力作用下,疲勞擴(kuò)展。預(yù)防措施—小心安裝。40GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.2.7.3熱裂A.圓柱滾子軸承外圈擋邊外側(cè)的熱裂失效原因—潤滑問題;—保持架兜孔被磨穿,外圈引導(dǎo)的保持架與外圈擋熱裂。預(yù)防措施—確保使用合適的潤滑(類型、黏度、劑量);—如有可能,使用滾子引導(dǎo)保持架。A.圓錐滾子軸承內(nèi)圈內(nèi)徑面上的熱裂失效原因—內(nèi)圈與軸的配合松動,摩擦產(chǎn)生高熱;—內(nèi)圈間隙配合,內(nèi)圈內(nèi)徑面與軸承支承面之間的潤滑不良。預(yù)防措施—遵循軸承制造商給出的軸配合建議;—確保間隙配合軸承與軸承支承面之間潤滑合適。A.圓錐滾子軸承滾子大端面上的熱裂失效原因—在潤滑不良的狀態(tài)下,滾子大端面與內(nèi)圈擋邊間滑動發(fā)熱。預(yù)防措施—改進(jìn)潤滑;—縮短潤滑周期。41GB/T24611—2020/ISO15243:2017A.3其他調(diào)查根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)包含的跡象,對軸承零件及相鄰部件進(jìn)行目視檢測;假如經(jīng)過這樣的初步調(diào)查不能得出軸承損傷或失效原因的相關(guān)結(jié)論及可能的預(yù)防措施,則建議向軸承制造商或可進(jìn)行失效軸承分析的獨立實驗室求助,討論進(jìn)行進(jìn)一步分析的必要性及相關(guān)性。例如,可使用以下某些方法,對軸承的不同零件進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查:變化;—金屬零件的金相調(diào)查,可用合適工具(光學(xué)顯微鏡或無損技術(shù))或破壞性方法(如金相分析)對零件進(jìn)行高倍檢測;—有機(jī)物零件和(或)污染物的理化調(diào)查;—在某些情況下,失效模式已經(jīng)改變了某些零件的外觀和(或)性能,以致不能確定其原始狀態(tài)。這時再進(jìn)行深入分析可能對調(diào)查不會帶來新的價值。A.4所用術(shù)語的解釋A.4.1A.4.2~A.4.69中給出解釋有助于更好地理解本標(biāo)準(zhǔn)中使用的術(shù)語。A.4.2磨粒磨損(abrasivewear):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(xì)及特性而不同。見5.2.2。A.4.3黏著磨損(adhesivewear):滑動期間由于固相焊接而導(dǎo)致材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一表面,從一個表面移失的顆?；蛴谰没蚺R時黏附在另一表面。見5.2.3。A.4.4光亮狀磨損(burnishing):導(dǎo)致粗糙峰頂部扁平化的塑性變形的累積,表面逐步呈現(xiàn)更光亮的狀態(tài),而非表面精加工留下的形貌。見5.1.3。A.4.5污染物(contaminant):潤滑油或脂中或游離在軸承內(nèi)部空間不希望有的顆?；蛩?。見5.1.3。A.4.6腐蝕(corrosion):金屬表面上化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。見5.3。A.4.7裂紋(crack):材料基體開裂,但還沒有完全分離。見5.6。A.4.8成坑(cratering):因電流通過接觸表面之間,形成環(huán)形坑。見5.4。A.4.9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(zhuǎn)的情況下,軸承套圈相對于其支承面發(fā)生不希望有的運(yùn)動。見5.2.3。注:蠕動過程中,滾碾導(dǎo)致內(nèi)圈相對軸的轉(zhuǎn)速或者外圈相對軸承座的轉(zhuǎn)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。A.4.10電流泄漏電蝕(currentleakageerosion):高于臨界值的電流通過而引起的接觸面損傷。A.4.11變色(discolouration):受熱或化學(xué)反應(yīng)引起的外觀變化。見5.3.2、、5.3.3.A.4.12電蝕(electricalerosion):電流通過造成材料的移失。見5.4。A.4.13電流過大電蝕(excessivecurrenterosion):由過大的電流引起的損傷,在滾道面上產(chǎn)生大的環(huán)形坑,可能伴有局部過熱造成潤滑劑變色。見5.4.2。A.4.14偽壓痕(falsebrinelling):腐蝕與局部磨損的綜合,當(dāng)靜止軸承受到振動,其滾動體相對于滾道表面作前后運(yùn)動時產(chǎn)生,可能每個壓痕處呈現(xiàn)鐵銹色外觀。見。A.4.15疲勞(fatigue):由滾動體和滾道接觸區(qū)內(nèi)的交變應(yīng)力造成的組織變化。見5.1。A.4.16疲勞斷裂(fatiguefracture):載荷頻繁超過疲勞強(qiáng)度極限導(dǎo)致的斷裂,常發(fā)生于彎曲狀態(tài)或配合過盈量過大的場合。裂紋起源于應(yīng)力集中處并逐步擴(kuò)展至零件的部分橫截面,最終導(dǎo)致完全斷裂。42GB/T24611—2020/ISO15243:2017疲勞斷裂主要發(fā)生在套圈及保持架上。見5.6.3。A.4.17片狀剝落(flaking):參見A.4.58“剝落(spalling)”(優(yōu)先術(shù)語)。A.4.18波紋狀凹槽(fluting):密集、等距的溝槽。參見A.4.68“搓板紋(washboarding)”。見、A.4.19過載斷裂(forcedfracture):局部過載造成應(yīng)力集中超過材料拉伸強(qiáng)度引起的斷裂。見5.6.2。示例1:安裝過程中的沖擊,或應(yīng)力過大。示例2:過大的過盈配合或軸的彎曲。在后一種情況下,會產(chǎn)生過大的環(huán)向應(yīng)力。A.4.20斷裂(fracture):裂紋擴(kuò)展到完全分離。見5.6。A.4.21微動磨蝕(fretting/frettingcorrosion):一定摩擦條件下,配合面間的微小相對運(yùn)動(滑動)所引起的化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)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)。見。A.4.22微動銹蝕(frettingrust):由微動磨蝕產(chǎn)生的銹蝕。見。A.4.23摩擦腐蝕(frictionalcorrosion):一定摩擦條件和載荷條件下,配合面間的微小相對運(yùn)動所引起的化學(xué)反應(yīng)。見5.3.3。A.4.24粗化(frosting):黏著磨損的特定形式,金屬微小碎片被滾動體從軸承滾道上扯下。注:粗化區(qū)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。A.4.25黏結(jié)(galling):零件表面材料以斑塊從一個接觸表面的某個位置轉(zhuǎn)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。參見A.4.54“滑傷(skid-注:典型的黏著磨損。A.4.26磨光(glazing):拋光的表面,其上原始精加工紋理被塑性化碾平。參見A.4.4“光亮狀磨損(burnishing)”。A.4.27發(fā)灰(greystaining):外觀變成暗灰色。參見A.4.35“顯微剝落(microspalling)”。見5.1.3。A.4.28硬顆粒(hardparticle):如來自磨削過程(如砂輪)的砂及顆粒。見5.2.2及5.5.3。A.4.29熱裂(heatcracking):參見A.4.64“熱裂(thermalcracking)”。見5.2.3及5.6.4。A.4.30赫茲理論(Hertziantheory):關(guān)于與兩物體間接觸區(qū)及材料彈性變形性能有關(guān)的接觸應(yīng)力的理A.4.31環(huán)向應(yīng)力(hoopstress):軸承套圈圓周方向(切向)應(yīng)力。見5.6.2。A.4.32夾雜物(inclusion):基體材料中非特意加入的外來材料的粒狀體。見5.1.2。A.4.33壓痕(indentation):接觸面上的局部塑性凹陷(點、線、面),由硬的尖角物或污染物壓入表面和(或)在表面上被滾碾引起。見5.5.3。A.4.34微裂紋(microcrack):由連續(xù)循環(huán)應(yīng)力形成的裂紋,連續(xù)循環(huán)應(yīng)力消耗材料塑性。嚴(yán)重?fù)p傷的表面密布這樣的微裂紋。見5.1.2及5.1.3。A.4.35顯微剝落(microspalling):粗糙峰接觸處的淺層剝落。參見A.4.58“剝落(spalling)”。見5.A.4.36銹蝕(moisturecorrosion):金屬表面潮濕化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。當(dāng)鋼與潮氣(如水)、酸接觸,會發(fā)生表面氧化,隨后形成腐蝕麻點,并可能發(fā)生剝落。見5.3.2。A.4.37刻痕(nick):靜態(tài)或沖擊狀態(tài)下,由硬的、可能是尖銳的物體壓入接觸零件表面引起的塑性凹A.4.38過載變形(overloaddeformation):由過大靜態(tài)或沖擊載荷引起的塑性變形,即在軸承滾道對應(yīng)于滾動體節(jié)距處形成淺凹陷或波紋狀凹槽。預(yù)載過大或搬運(yùn)不當(dāng)也會發(fā)生過載。見5.5.2。A.4.39氧化(oxidation):物質(zhì)和氧結(jié)合。見5.3.2、和。A.4.40顆粒磨損(particlewear):參見A.4.2“磨粒磨損(abrasivewear)”及A.4.63“三體磨損(three-43GB/T24611—2020/ISO15243:2017bodywear)”。A.4.41軌跡(pathpattern):由于滾動體和滾道接觸,軸承零件部分區(qū)域出現(xiàn)的痕跡(最終會變色)。見A.1.3。A.4.42剝離(peeling):由滾動接觸疲勞引起的表面損傷擴(kuò)展的嚴(yán)重階段,其看起來像一小片金屬被剝注:剝離有時也用作描述更大面積的顯微剝落。A.4.43麻點(pitting):由任何材料移失形成的表面凹坑。注:由于該描述具有通用性,因此,已不在疲勞術(shù)語中使用。A.4.44塑性變形(plasticdeformation):超過材料屈服強(qiáng)度時發(fā)生的永久性變形。見5.5。A.4.45犁溝(ploughing):由兩個相對運(yùn)動的表面中較軟表面的塑性變形形成的溝槽。見5.2.2。A.4.46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。見5.2.2。A.4.47滾動接觸疲勞(rollingcontactfatigue):一個固體表面和另一(幾)個固體表面滾動接觸處產(chǎn)生的重復(fù)應(yīng)力作用所引起的失效。見5.1。A.4.48跑合(running-in):在使用初期,改善機(jī)器零件吻合度、表面形貌及摩擦兼容性的過程。A.4.49鐵銹(Rust):存在水或濕氣時通過低溫氧化,在鐵或含鐵材料上形成的各種粉末狀或鱗片狀紅棕色或紅黃色氧化物或氫氧化物。見5.3.2、和。A.4.50劃傷(scoring):表面嚴(yán)重的擦傷或犁溝。參見A.4.51“擦傷(scratching)”。見5.2.3。注:在美國,劃傷也用作描述涂抹。A.4.51擦傷(scratching):由尖角物或粗糙峰,或嵌入一表面或分布在兩表面之間的硬顆粒所形成的微A.4.52膠合(scuffing):由滑動面的固相焊接(無局部表面熔化)引起的一種黏著磨損或局部損傷。見注:由于該術(shù)語描述太通用且不嚴(yán)密,因此,盡量避免使用。A.4.53咬黏(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(yùn)轉(zhuǎn)速度和溫度不同,可導(dǎo)致材料軟化、二次淬火、開裂、摩擦焊合,嚴(yán)重時,還可導(dǎo)致軸承零件發(fā)生卡滯。見5.2.3。A.4.54滑傷(skidding):由于高速滑動和因載荷迅速變化而使?jié)櫥湍て屏?在表面出現(xiàn)的斷續(xù)的銀霧狀表面損傷。見5.2.3。A.4.55涂抹(smearing):黏著磨損的一種,材料從一個表面上機(jī)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。見5.2.3。A.4.56平滑化(smoothing):參見A.4.4“光亮狀磨損(burnishing)”及A.4.26“磨光(glazing)”。A.4.57軟顆粒(softparticle):如塑料顆粒、木屑、棉線。見5.5.3。A.4.58剝落(spalling):顆粒從表面上分離。由次表面起源型或表面起源型疲勞引起的材料缺失。見A.4.59次表面起源型疲勞(subsurfaceinitiatedfatigue):在滾動接觸處載荷的影響下,