094 如附图所示的锥轴承外圈特定区域剥落的失效机理？

神行问答094：

如下图所示的锥轴承外圈特定区域剥落的失效机理？后续应该如何改善？

参考答案1：

1、轴承座导油槽缺口，则有可能设置布局不当；确认此轴承失效表面的外圈外侧，是否为减/变速箱速箱壳体处，留有润滑导油槽的开口，应尽可能将轴承最大承载应力区域，避开该缺口处；若轴承外圈无足够有效的刚性支撑（尽可能为完整的环形），其对应的外圈内滚道处，会产生变形，滚动体滚过此处，会产生接触应力严重超出许用值，进而产生材料疲劳剥落；早期失效。

2、需确认轴承外圈材料是否为高碳轴承钢，通淬热处理，热处理硬度，HRC60-64左右；若是其低碳轴承钢，加表面渗碳热处理方式，芯部硬度不足，进而使其外圈刚性不足，则建议变更轴承材料和热处理方式。

3、从失效表面的位置，形状和颜色来看，发热较为严重，只是润滑较为充足，其实冲刷掉了剥落后的杂质和颗粒，故推测，所有滚子表面的磨损状态应该相差不大。

参考答案提供者：舍弗勒-王泊铸

参考答案2：

1、一般轴承的失效模式主要有疲劳、磨损、腐蚀、电蚀、塑性变形、断裂等。从图片可以看出外圈滚道有一区域疲劳剥落、滚道表面发热变色、滚道工作面有压痕等几点现象。

疲劳主要指滚动体和滚道接触处产生的重复应力引起的组织变化，疲劳明显的表现为颗粒从表面上剥落（图中现象）。轴承在高接触应力（每分钟承受数万次以上的交边载荷，接触应力高达5GPa）的作用下，经过多次循环在内外滚道或滚动体表面局部位置，产生的小片或小块金属剥落形成麻点或凹坑，导致轴承不能正常工作。

一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源性疲劳和表面起源性疲劳共同的结果。

1）次表面起源性疲劳。在滚动接触疲劳载荷下，组织发生变化并在表面下某一深度（次表面）开始出现显微裂纹，这常常是由轴承钢中的夹杂物（氧化物、硅化物等）引起的。显微裂纹通常向活动接触表面扩展，进而产生小片状剥落、麻点，然后剥离。

2）表面起源性疲劳。表面起源性疲劳是由表面损伤造成的一种失效模式，表面损伤是在润滑状况恶劣且出现一定程度滑动时，对活动接触金属表面微凸体的损伤。它将引起微凸体显微裂纹、微凸体显微剥落。由于污染物颗粒，在滚道上形成的压痕也可导致表面起源性疲劳。

2、疲劳产生的原因及影响因素很多，有与轴承制造有关的因素如产品设计、材料的选用（轴承钢、渗碳钢、钢材的优质等）、制造工艺、制造质量（热处理、磨削烧伤等）等。也与轴承使用有关的因素如轴承的选型承载、配合、使用部位（受力、静态还是动态等）、安装、润滑、密封、维护等。

3、根据疲劳产生的机理和主要影响因素，可以有针对性提出预防措施。对表面起源性疲劳引起的损伤，可以对零件表面进行强化处理，减少磨削变质层；对次表面起源性疲劳可以通过改善材料品质等方式。提高零件加工表面质量，提高使用质量，控制清洁度颗粒，保证润滑质量等措施，在一定程度上起预防和延缓疲劳作用。

参考答案提供者：开元轴承-许亮