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轴承的表面与次表面初始疲劳

时间:2024-09-27 21:50:31 作者:小编 点击:

SKF轴承的滚动接触表面在有时超过疲劳强度的循环压力的反复作用下,表面将产生疲劳裂纹,且该裂纹将不断扩张直至在表面上产生一个大的凹坑或剥落。这种剥落的显著特征征是:

1 深度相对较浅;

2 起始于接触尾部边缘;

3 如果疲劳剥落在明显扩散之前被发现,起始点通常可以辨识。

在经过正确设计、加工、应用选型、安装和润滑的滚动轴承中,表面初始疲劳发生的机会几乎没有。因此尽管有关于表面损坏的定义,但当表面初始疲劳发生时,在滚动体-滚道有限的润滑接触区内,滑动状态通常是存在的,而且滑动时表面摩擦切应力也很可能增加,这是由于前面提到的下述情况使接触表面产生了负压而造成的:

1 侵蚀或电弧点蚀;

2 击蚀;

3 摩擦腐蚀;

4 硬颗粒杂质造成的压痕;

5 微剥蚀。

滚动接触表面的另一种失效形式是点蚀或剥落,这是氢离子攻击表面材料而引起的现象。这种相对较少的失效形式一般出现在以稳态温度运转的滚动接触表面上,而该温度超过了使矿物润滑油产生退化的温度。这种失效形式一般还与表面之间的严重滑差有关,当矿物油润滑膜不完全或有限隔离滚动接触表面而使表面产生很高的赫兹应力时,接触产生的高温会引起润滑剂化学分解并释放氢离子。此外氢的脆变还与轴承周边环境有关,比如良好密封的环境便会使氢离子很难从轴承中逃逸。

许多研究人员对氢的脆变失效进行了研究。在所有的实验报告中,都是将氢引入到存在过高接触应力的环境,这里采用的大多都是高温环境,而在这些情况中,润滑剂都不会因为化学分解而生成氢离子。

次表面初始疲劳

滚动轴承的每一种破坏和失效形式都是可以避免的。然而,在载荷很高的情况下,即使轴承加工精良、安装正确、润滑良好,但由于次表面的初始疲劳,轴承也可能失效。滚动轴承从开始运转到首次发生次表面初始剥落的寿命,在疲劳寿命计算的ISO标准以及相应的国家标准中已做了基本规定。

疲劳剥落不被认为是灾难性的失效。轴承的连续运转取决于润滑的方式和剂量,但也伴随着摩擦的增加,经过一段时间,轴承会出现过度的振动,或是会因表面的摩擦发热而发生咬死,时间的长短取决于载荷的大小、运转速度和润滑的有效性。

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