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圆锥滚子轴承|双列圆锥滚子轴承失效实例图分析


圆锥滚子轴承具有承载能力大 ， 可同时承受轴向、径向载荷 ， 寿命长等有优势 ， 应用也非常广泛 ， 如汽车、铁路货车 ， 工程机械 ， 机床和石油等行业 ， 轴承装配时保证圆锥滚子轴承整体质量的一环 ， 装配质量的高低会直接影响到设备的安装和使用性能 。 下面是中华轴承网（简称：华轴网）给大家提供的石油行业中的双列圆锥滚子轴承（如图1）失效实例的分析 。 我们主要从轴承运转痕迹、断口、原材料等方面进行对轴承失效原因的判断 。
圆锥滚子轴承|双列圆锥滚子轴承失效实例图分析
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图1 双列圆锥滚子轴承
1、双列圆锥滚子轴承宏观试验分析
双列圆锥滚子轴承使用在石油钻井天车的滑轮组上 ， 滑轮在使用约30 d出现异常 ， 拆卸后发现滑轮上轴承断裂 。 在对送检轴承—侧内圈(A侧)保持架组件进行外观检查时 ， 发现一粒剥落滚子 ， 滚子剥落处靠近内圈小端面(图2) ， 而轴承外圈、另一侧内圈(B侧)保持架组件、滚子全部完好 。
圆锥滚子轴承|双列圆锥滚子轴承失效实例图分析
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图2 A侧内圈剥落滚子装配状态
1)A侧内圈断口宏观及微观形貌 。
A侧内圈内径表面存在圆周方向裂纹和轴向裂纹 ， A侧内圈小端面迸裂 ， 部分区域掉块 ， 并且部分区域存在微动腐蚀痕迹(图3a) 。 滚道表面靠近小端面处存在圆周一周的剥落 ， 部分区域发生断裂 。 未剥落区域表面布满压坑 ， 并存在轻微轴向压痕(图3b) 。
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图3 A侧内圈宏观形貌
选取轴承内圈滚道断裂区域进行检查发现 ， 断裂均是由滚道表面剥落处向内延伸 ， 而且断裂源多处于乎平行(图4) 。 这说明由于滚道表面先发生剥落 ， 在载荷作用下继续运转 ， 剥落向滚道内部延伸 ， 从而造成内圈周问断裂 。
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图4 内圈断口形貌
选取轴承A侧内圈一剥落区域进行观察 ， 剥落源区域位于靠近小端面侧滚道表面(图5矩形框处) ， 剥落沿图中箭头方向扩展 。 可以看出 ， 剥落源位于圆圈处 ， 以剥落源为源头 ， 剥落向一侧和下方（大端面一侧)扩展 。 结合剥落处宏观观察以及电镜观察 ， 可以看出 ， 剥落源位于内圈滚道表面靠近小端面侧 ， 以剥落源为中心向滚道中央(图5箭头方向) 。
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图5 轴承内圈剥落形貌
2）剥落滚子形貌
侧滚子共52粒 ， 损坏滚子的一端严重剥落(图6) 。 对剥落处进行观察发现 ， 剥落源位于图6a中矩形区域 ， 向另一侧扩展(图6a箭头方向) 。
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图6 剥落滚子形貌
3)保持架兜孔形貌 。
A侧保持架一个窗孔内小端两侧过梁及底部存在挤压痕迹(图7) ， 剥落滚子在运转过程中对保持架兜孔产生了挤压和磨损 。 其他窗孔正常 ， B侧保持架未见异常 。
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图7 A侧保持架一窗孔异常形貌
2、圆锥滚子轴承故障机理分析
经过分析得知 ， 轴承的失效性能为滚子与一侧内圈发生点接触 ， 导致应力集中 ， 使得内圈出现疲劳剥落 。
通过对失效轴承的热处理状况皮材质进行分析 ， 轴承本身材料、热处理等质量未发现异常 。 为找到轴承失效原因 ， 随后重新对轴承的断口及受力状况进行排查 ， 通过对轴承破损内圈剥落处断口进行分析


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