軸承常見疲勞失效形式

軸承的失效模式多種多樣，但經(jīng)過大量的應(yīng)用實(shí)踐和壽命實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，接觸表面疲勞是常見的失效形式。

按照ISO25243-2004的標(biāo)準(zhǔn)，疲勞被列為軸承六種常見失效模式之首，而斷裂雖然是第六位，但其形成過程中也涉及疲勞因素，因此被稱為疲勞斷裂。疲勞失效主要分為次表面起源型和表面起源型兩種類型。

次表面起源型疲勞

次表面起源型疲勞是由于滾動(dòng)接觸產(chǎn)生的最大接觸應(yīng)力發(fā)生在表面下一定深度的位置。在交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，這個(gè)位置會(huì)形成疲勞源(微裂紋)。

這些裂紋源在循環(huán)應(yīng)力下逐漸擴(kuò)展到表面，形成開放式的片狀裂縫。當(dāng)裂縫被撕裂成片狀顆粒并從表面剝落時(shí)，會(huì)產(chǎn)生麻點(diǎn)和凹坑。如果軸承鋼中存在薄弱點(diǎn)或缺陷，如非金屬夾雜物、氣隙、粗大碳化物的晶界面，將加速疲勞源的形成和疲勞裂紋的擴(kuò)展，從而降低疲勞壽命。

表面起源型疲勞

表面起源型疲勞則是因?yàn)榻佑|表面受到損傷，這些損傷可能是在制造過程中形成的，如劃傷、碰痕，也可能是在使用過程中產(chǎn)生的，如潤(rùn)滑劑中的硬顆粒、軸承零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的微小擦傷。

損傷處可能存在潤(rùn)滑不良的情況，如潤(rùn)滑劑貧乏或失效，這會(huì)加劇滾動(dòng)體與滾道之間的相對(duì)滑動(dòng)，導(dǎo)致表面損傷處的微凸體根部產(chǎn)生顯微裂紋。裂紋的擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致微凸體脫落或形成片狀剝落區(qū)。這種剝落的深度較淺，有時(shí)容易與暗灰色蝕斑混淆。

疲勞斷裂

此外，疲勞斷裂是由于過度緊配合產(chǎn)生的裝配應(yīng)力與循環(huán)交變應(yīng)力共同作用的結(jié)果。當(dāng)裝配應(yīng)力、交變應(yīng)力與屈服極限之間的平衡被打破時(shí)，便會(huì)在套圈軸線方向產(chǎn)生斷裂，形成貫穿狀的裂縫。圖片在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)軸承的失效都是由于接觸表面疲勞引起的。而在這三種疲勞失效類型中，次表面起源型疲勞是最常見的。因此，ASO281和ISO281/amd.2推薦的軸承壽命計(jì)算方法都是以次表面起源型疲勞為基礎(chǔ)得出的。

（來源：博特軸承）