失效机理：塑性变形

失效机理：塑性变形 · 原资料第 58 页

塑性变形

过载变形

过载变形可能是由静态过载、冲击载荷或操作不当所引起的。各种原因导致的损坏在外观上看起来是相同的，因此我们将其合并为一种子失效模式。

图35所示实例为轴承保持架受到直接

冲击，发生变形。如果将该轴承投入使用，会产生较高水平的噪声和振动。

如果通过滚动体施加安装力 (见图36)或者如果轴承在静止时承受异常载荷，滚道和滚动体可能出现压痕损坏。压痕之间的间距等于滚动体的间距 (见图37)。

• 静态载荷或冲击载荷

• 等滚动体间距的塑性变形压痕

• 操作损坏

• 局部过载

• 坚硬/尖锐物体造成的划痕5.5 塑性变形 5.5.2 过载变形5.5.3 碎屑压痕因操作不当引起的角接触球轴承保持架塑性变形 因安装方法不正确引起的双列角接触球轴承滚道上等钢球间距的压痕因安装方法不正确引起的过载变形图35 图37图36

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解决方案：使用正确的安装工具和方法 (见图38)。

在生产、运输、储存和安装过程中，搬运操作都起着非常关键的作用。搬运操作不当表现为局部过载和坚硬及/或尖锐物体引起的可见划痕。滚子导致内圈滚道上的滚子节圆处出现划痕。如果将轴承投入使用，会产生较高水平的噪声和振动。

圆柱滚子轴承内圈上安装过程中导致的划痕图39正确安装图38

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碎屑压痕

密封件和润滑剂可能会在轴承中引入固体污染物。此外，邻近部件 (例如齿轮) 磨损或损坏也有可能生成固体污染物。

当受到滚动体的碾压时，固体污染物会被挤压入滚道内并形成压痕。引起压痕的颗粒不一定是坚硬的颗粒。即使是非常柔软的颗粒，当其体积足够大时，也有可能会产生不利影响。

压痕边缘周围凸起的材料会导致失

效。当疲劳程度达到某一特定程度时，就可能引起早期剥落 (从压痕的后端开始，见图40)。剥落最开始表现为表面裂纹。

寿命理论可以用来计算由压痕引

起的使用寿命缩短的程度。进行计算所需 的最重要的运行数据包括轴承类型和尺 寸、转速、轴承载荷、润滑粘度比、以及污 染物颗粒的大小、硬度和浓度。

• 局部过载

• 颗粒碾压：压痕

• 柔软材料/硬化钢/坚硬矿物质5.5 塑性变形 5.5.2 过载变形5.5.3 碎屑压痕由压痕后端开始的剥落图40剥落压痕后端深沟球轴承内圈上压痕引起的剥落 球面滚子轴承上压痕引起的剥落图41 图42在轴承安装过程中，确保润滑剂清洁和小心操作对于防止压痕损坏来说非常重要。

图41所示为深沟球轴承中因压痕导

致的剥落。碾压方向为由底部至顶部。“V形”痕迹为轴承中典型的压痕损坏痕迹，剥落最初在此处由压痕的后端向外扩大。

图42所示为压痕损坏的后果 (球面滚

子轴承内圈)。碾压方向由右至左。一个体积较大的柔软污染物侵入滚道内，并被碾压。

压痕底部的磨削纹路仍然清晰可见。另外，注意压痕周围的凸起边缘。在压痕的左侧有一个较大的材料剥落痕迹 (黑色)。此外还有一些裂纹，裂纹处的材料也即将剥落。

500 µm

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