導致航空軸承失效是非常嚴重的問(wèn)題，軸承的失效會(huì )造成直接結果有溫度升高、振動(dòng)加大或振動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化、軸系功率消耗加大、軸心軌跡形狀發(fā)生變化。而常見(jiàn)的航空軸承失效模式有15種類(lèi)型，本公司給大家進(jìn)行分享介紹。

1、劃傷、擦傷

由于潤滑油過(guò)濾不凈存在有被磨損下來(lái)的金屬顆?；蛘咴诎惭b過(guò)程中一些雜質(zhì)的混入且這些金屬顆粒的尺寸可能會(huì )大于最小油膜厚度又由于接觸面間存在滑動(dòng)現象此時(shí)存在于兩接觸表面間的硬質(zhì)微小穎粒將會(huì )劃傷工作表面。此外在安裝過(guò)程中，由于軸承零件與其他帶尖角部位的硬性物接觸而將軸承零件的工作區刻劃出一定深度、寬度、長(cháng)度不同的溝櫓稱(chēng)為劃傷或刮傷如果在滾動(dòng)數觸表面間落入外來(lái)小顆粒雜質(zhì)或潤滑油局部破壞時(shí)加之兩表面間存在滑動(dòng)現象從而使零件工作表面出現一組細小的劃傷，稱(chēng)為擦傷。

防止措施：(1)嚴格過(guò)濾潤滑油。(2)在安裝過(guò)程中嚴防污染物進(jìn)人。(3)在清洗和安裝過(guò)程中嚴禁用硬性物刻劃軸承工怍表面。

2、磨損

處于臨界潤滑狀態(tài)下。兩個(gè)相互接觸的物體存在相對運動(dòng)時(shí)將會(huì )產(chǎn)生表面損傷如果這種損傷繼續不斷地進(jìn)行下去就會(huì )引起剝蝕即為磨損。磨損將造成零件尺寸精度的喪失磨損表面呈現斑蝕特征。如圖1-1所示。由于摩擦會(huì )產(chǎn)生大量的熱將出現兩接觸面間的金屬遷移現象使磨損面呈現出磷狀剝落特征如圖1-2所示。

 

在較高應力作用下或在缺油狀態(tài)下兩摩擦物體間將產(chǎn)生大量的摩擦熱這種熱有時(shí)是以使接觸區的局部達到熔化狀態(tài)從而出現瞬時(shí)的焊合隨之又會(huì )被撕裂其后果是引起接觸面的金屬間遷移這種磨損稱(chēng)為粘附磨損如圖1-2所示。

有時(shí)由于一些外來(lái)雜質(zhì)混入接觸面間，也會(huì )造成嚴重的磨損并將引起表面的嚴重劃傷這種磨損稱(chēng)為磨粒磨損。

要安全避免磨損的產(chǎn)生幾乎是不可能的只有采取一切有效措施以減少磨損的產(chǎn)生，措施如下：

(1)改進(jìn)結構及零件的精加工工藝選用合適的潤滑條件。

(2)嚴格潤滑油的過(guò)濾措施，保證工作環(huán)境的清潔以減少或避免磨粒磨損。

3、輕載打滑

它實(shí)際上也屬于一種較為嚴重的磨損，滾動(dòng)體與滾道接觸在極輕的接觸載荷時(shí)(或在過(guò)量的潤滑條件下)由于慣性力的影響，從而造成兩接觸件各自接觸點(diǎn)的線(xiàn)速度存在差異此時(shí)將在兩接觸體間出現滑動(dòng)現象稱(chēng)之為輕載打滑。滾子軸承中出現輕載打滑將造成滾道的摩擦磨損、表面疲勞、滾道表面損傷等后果其前期的損傷特征是出現表面蹭傷和全層的遷移現象。

克服超高速滾子軸承輕載打滑的措施:

(1)在保證滾子具有足夠高的疲勞壽命

(2)采用高強度的輕質(zhì)材料制造保持架以減輕其重量。

(3)改進(jìn)滾子軸承的結構以改善潤滑油在軸承內的流暢性。

(4)采用外圈橢圓滾道以增加受載滾子的數量。

(5)采用預載荷的空心滾子以造成軸承內全部滾子均勻受載而無(wú)需橢圓滾道。

(6)適當減小游隙，以增加承載的滾子數增加拖動(dòng)力。

4、銹蝕

金屬和周?chē)h(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而引起的損壞稱(chēng)為銹蝕或腐蝕。銹蝕發(fā)生時(shí)在表面形成帶黑色或褐色的銹斑或銹坑有腐蝕產(chǎn)物出現破壞了金屬的光澤。

在軸承中還會(huì )出現一種摩擦腐蝕現象，它的形貌特征是:在接觸表面上出現一些斑蝕坑。其形成機理是:在滾動(dòng)體與套圈的接觸中在正向壓力作用下套圈將產(chǎn)生微量的塑性變形從而在兩接觸面間出現微小的相對運動(dòng)。摩擦而形成的新的金屬面在受到化學(xué)的、機械的及熱的綜合作用時(shí)，將被氧化所形成的氧化物將不斷堆集并被壓人表面層。又由于摩擦熱形成的高溫潤滑劑會(huì )形成醛、酮和碳酸這些產(chǎn)物也將與材料發(fā)生化學(xué)反應。因此摩擦腐蝕不僅造成零件的表面損壞而且還將使零件的接觸疲勞強度降低。

預防銹蝕產(chǎn)生的措施:

(1)注意軸承的保管盡量避免有腐蝕性的介質(zhì)與其接觸。

(2)安裝軸承時(shí)仔細清洗并戴手套以免汗漬留在軸承工作面上。

5、偏磨、載荷軌跡下移(爬坡)

偏磨即軸承在工作中出現的偏向一方的磨損現象這點(diǎn)在滾子軸承的內圈上表現的較為明顯。爬坡即在承受軸向載荷的球軸承中外圈滾道上受載軌跡過(guò)多地偏向溝道中心的另一側。

克服辦法:

(1)軸承安裝必須到位使軸承處于良好的受載狀態(tài)。

(2)調整球軸承游隙防止其值過(guò)大。

6、壓坑、撞傷

由于靜載荷或沖擊載荷的作用使軸承零件工作表面留下一定深度的永久性變形，稱(chēng)為壓坑或撞傷。防止措施如下:

(1)嚴防零件掉落地上嚴禁用硬性物打擊將會(huì )引起工作表面損傷的部位。

(2)安裝軸承時(shí)保持被加力的套圈與滾動(dòng)體組件處于一個(gè)正確的位置。

7、疲勞剝落

在交變接觸應力的作用下疲勞剝落現象不僅發(fā)生在表面下，而且也發(fā)生于表面上。
產(chǎn)生于表面下的疲勞剝落在交變應力的作用下最大切應力發(fā)生在大約離表面深度0.2 mm處。首先從材料的最薄弱點(diǎn)形成第一條微小裂紋又在交變應力的反復作用下裂紋不斷擴大并增值.最后導致金屬的剝落。

起源于表面上的疲勞剝落產(chǎn)生原因有如下兩種情況:

(1)由于原材料在冶煉和軸承零件的鍛造、沖壓、熱處理、冷加工等過(guò)程中殘留在表面的非金屬夾雜物粗大顆粒碳化物微孔，皺紋壓坑和表面變質(zhì)層等因素在軸承運轉過(guò)程中由于受接觸應力的作用引起它們脫，離母體或用于塑性變形而引起微孔的聚集擴大后形成剝落。

(2)在相互接觸的兩個(gè)滾動(dòng)面上由于存在凹凸不平的現象如果軸承工作時(shí)又處于邊界潤滑狀態(tài)此時(shí)兩表面輪廓峰相互作用，使那些微小的凹凸不平的部分產(chǎn)生塑性變形和疲勞。這種現象繼續下去就會(huì )形成大量的微小裂紋隨后裂紋又擴張并連結起來(lái)形成了微小剝落。從而造成表面損傷。這種損傷進(jìn)一步擴展就會(huì )使微小裂痕增值而覆蓋在滾道面上形成所謂的麻點(diǎn)這些麻點(diǎn)再進(jìn)一步擴大并連接就出現表面的疲勞剝落。實(shí)踐證明對于高速船發(fā)動(dòng)機主軸軸承疲勞剝落多為出現于表面上的剝落。

克服或減少疲勞剝落的過(guò)早發(fā)生可采取如下措施:

(1)改善潤滑條件減少磨粒磨損對工作表面的損傷。避免金屬間的直接接觸。

(2)采用新材料或用高純凈度的真空冶煉鋼同時(shí)優(yōu)化熱處理工藝提高零件的接觸疲勞強度。

(3)改善表面質(zhì)量增強其抗磨及耐腐蝕能力。

(4)從制造入手增大鍛造比改善纖維流線(xiàn)方向改善精加工工藝。

8、電流侵蝕

局部金屬表面的加熱和熔化其損傷區經(jīng)放大可見(jiàn)金屬在熔化后又冷凝的球狀小顆粒這種損傷稱(chēng)為電蝕。其形成機理是:兩接觸表面用于某種原因產(chǎn)生了靜電此時(shí)又在兩面間形成了一層油膜厚度該油膜起了絕緣作用。當兩接觸體表面間形成的靜電電位差高到足以擊穿其絕緣層時(shí)就會(huì )產(chǎn)生火花放電從而形成電流侵蝕現象。

克服辦法：使零件保持良好的接地狀態(tài)，避免工作中出現由于電荷的聚集形成高電位產(chǎn)生火花放電。

9、保持架變形

在外力作用下保持架的形狀與原形狀相比存在較大的差異稱(chēng)之為保持架變形。其形成原因:保持架的材料通常采用強度較低的輕質(zhì)材料加之隔離滾動(dòng)體的過(guò)梁尺寸一般較小.所以在外力作用下容易使保持架產(chǎn)生塑性變形。

防止措施如下:

(1)選用高強度的輕質(zhì)材料。

(2)避免用硬質(zhì)工具或重力打擊保持架。

10、裂紋

當軸承零件所受應力超過(guò)材料的強度極限時(shí)其內部或表面便產(chǎn)生斷裂或局部斷裂現象，其宏觀(guān)缺陷便稱(chēng)為裂紋。其特點(diǎn)是有尖銳的根部或邊緣。裂紋產(chǎn)生的原因較為復雜，影響因素很多。所以應從各個(gè)方面著(zhù)手對癥下藥以便杜絕裂紋的產(chǎn)生。

11、保持架鍍層脫落或凸起起泡

由于保持架在鍍銀工序前的處理不當或者鍍銀工藝存在某些問(wèn)題影響到鍍層與母體材料的結合強度降低造成工作時(shí)鍍層脫落等缺陷。

防止措施：改進(jìn)鍍銀工藝增強鍍層與母體金屬的結合強度。

12、兩極磨損(貓眼圈)

其形貌特征為：在鋼球的兩個(gè)極形成有一定面積范圍的同心圓擦傷痕跡。

產(chǎn)生兩極磨損的原因:在高速運轉并承受一定軸向載荷的三點(diǎn)接觸球軸承中鋼球將產(chǎn)生很大的慣性動(dòng)載荷一離心力及陀螺力矩離心力作用于鋼球上總是使鋼球壓向外圈導致外圈接觸角變小，而內圈接觸角增大隨著(zhù)速度的增大其中一個(gè)半內圈將由部分卸載到完全卸載此時(shí)軸承應由三點(diǎn)接觸變?yōu)閮牲c(diǎn)接觸，如果軸承此時(shí)仍未脫離三點(diǎn)接觸，由于陀螺力矩的作用鋼球將在未受載內半圈的溝道上產(chǎn)生嚴重的滑動(dòng)造成軸承零件的擦傷或磨損。

其典型的表現形式就是在鋼球上出現占有一定面積的許多同心圓(“貓眼”)劃傷(圖4)。

克服辦法如下:

(1)加大游隙并嚴格控制鋼球直徑差以便保證軸承運轉后能脫離第三點(diǎn)接觸。

(2)在設計時(shí)選撣適宜的兩半內圈設計墊片角。

13、受熱變色

軸承工作一段時(shí)間后，在軸承表面出現一種淺褐色沉積物或灰黑色(或紫色)表面，而失去了原有的金屬光澤。

造成變色的原因如下:

(1)由于軸承表面暴露在熱空氣環(huán)境中由于溫升使附著(zhù)在軸承表面的油膜產(chǎn)生油的氧化現象形成淺褐色的氧化物膜沉積附著(zhù)在軸承的表面上。

(2)如果軸承處于一種不正常的工作狀態(tài)造成工作環(huán)境溫度的急驟上升此時(shí)的溫度已大大超過(guò)了軸承零件的回火溫度從而出現嚴重的燒傷現象軸承表面變成了灰黑色。

防止措施：保證油路暢通及時(shí)供給軸承所需的油量。

14、尺寸脹大或縮小

軸承運轉一定時(shí)間以后出現游隙減小現象(反映在內外圈或滾動(dòng)體直徑方向尺寸的增大或減小)如果尺寸改變幅度較大則很可能出現軸承的抱軸現象。

形成尺寸脹大或縮小原因軸承零件在熱處理過(guò)程中保留了一定數量的殘余奧氏體隨著(zhù)時(shí)間及溫度的變化它將逐漸變成一種較穩定的馬氏體在這一轉變過(guò)程中將出現體積脹大現象此時(shí)軸承零件的尺寸則會(huì )脹大。此外軸承工作溫度如果高于軸承的回火溫度將會(huì )出現馬氏體的分解過(guò)程出現尺寸的收縮現象。有時(shí)軸承零件中的應力松馳現象也是引起尺寸改變的原因之一。

防止措施：在淬火后采用冷處理的方法以減少殘余奧氏體的數量;采用高于使用溫度的回火溫度并采用多次附加回火的方式去消除殘余奧氏體。

15、振紋

振紋的出現可以分為兩種情況:

(1)發(fā)動(dòng)機在工作時(shí)產(chǎn)生的振紋

在內或外圈的滾道面的局部區域，出現一些沿滾動(dòng)方向緊密排列的軸向平行條紋，稱(chēng)振紋。

形成機理：在高速向心圓柱滾子軸承中，由于內、外圈滾道的不圓度或滾子直徑相互差較大，造成軸承旋轉精度降低是形成振紋的主要原因。

防止措施：減少內、外圈的變形及降低滾動(dòng)體直徑相互差提高軸承旋轉精度。

(2)發(fā)動(dòng)機靜止時(shí)的振動(dòng)

發(fā)動(dòng)機在靜止情況下由于發(fā)生連續非旋轉性的振動(dòng)，在靜載荷的作用下導致在圓柱滾子軸承內滾道上按滾子節距形成的微動(dòng)磨損痕跡此種類(lèi)型的振紋不影響軸承的性能所以又稱(chēng)為假表面變形因此允許存在。

軸承在非轉動(dòng)狀態(tài)下由于承受重大的振動(dòng)載荷或超載使球或滾子在滾道上產(chǎn)生永久性的淺而光滑的壓坑此類(lèi)變形-般不允許存在。

防止措施：預防運輸中出現的振動(dòng)加強防振措施。