在分析軸承失效的過程中，往往會碰到許多錯綜復(fù)雜的現(xiàn)象，各種實驗結(jié)果可能是相互矛盾或者主次不清，這就需要經(jīng)過反復(fù)實驗、論證，以獲得足夠的證據(jù)或反證。只有運用正確的分析方法、程序、步驟，才能找到引發(fā)失效的真正原因。 一般情況下軸承失效分析大體可分為以下三個步驟：失效實物和背景資料的收集、對失效實物的宏觀檢查和微觀分析。 1.失效實物和背景材料的收集 盡可能地收集到失效事物的各個零件和殘片。充分了解失效軸承的工作條件、使用過程和制造質(zhì)量等。具體內(nèi)容包括： （1）主機的載荷、轉(zhuǎn)速、工作狀況等軸承的設(shè)計工作條件。 （2）軸承及其相關(guān)部位其他零件的失效情況，軸承失效的類型。 （3）軸承的安裝運轉(zhuǎn)記錄。運轉(zhuǎn)使用過程中有無不正常操作。 （4）軸承工作中所承受的實際載荷是否符合原設(shè)計。 （5）軸承工作的實際轉(zhuǎn)速及不同轉(zhuǎn)速出現(xiàn)的頻率。 （6）失效時是否有溫度的急劇增加或冒煙，是否有噪聲及振動。 （7）工作環(huán)境中有無腐蝕性介質(zhì)，軸承與軸頸間有無特殊的表面氧化色或其他沾污色。 （8）軸承的安裝記錄（包括安裝前軸承尺寸公差的復(fù)驗情況），軸承原始間隙、裝配和對中情況，軸承座和機座剛性如何，安裝是否有異常。 （9）軸承運轉(zhuǎn)是否有熱膨脹及動力傳遞變化。 （10）軸承的潤滑情況，包括潤滑劑的牌號、成分、顏色、粘度、雜質(zhì)含量、過濾、更換及供給情況等，并收集其沉淀物。 （11）軸承的選材是否正確，用材質(zhì)量是否符合有關(guān)標準或圖樣要求。 （12）軸承的制造工藝過程是否正常，表面是否有塑性變形，有沒有表面磨削燒傷。 （13）失效軸承的修復(fù)和保養(yǎng)記錄。 （14）同批或同類軸承的失效情況。 在收集實際背景材料工作中，全部滿足上述要求是很難的。但收集到的資料越多，無疑會更有利于得到正確的分析結(jié)論。
2.宏觀檢查 對失效軸承進行宏觀檢查（包括尺寸公差測量和表面狀態(tài)檢查分析），是失效分析最重要的環(huán)節(jié)�？傮w的外觀檢查，可了解軸承失效的概貌和損壞部位的特征，估計造成失效的起因，察看缺陷的大小、形狀、部位、數(shù)量和特征，并截取適當部位做進一步的的微觀檢查和分析。宏觀檢查的內(nèi)容包括： （1）外形和尺寸的變化情況（包括測振分析、動態(tài)函數(shù)分析和滾道圓度分析）。 （2）游隙的變化情況。 （3）是否有腐蝕現(xiàn)象，在什么部位，是什么類型的腐蝕，是否與失效直接有關(guān)。 （4）是否有裂紋，裂紋的形態(tài)和斷口性質(zhì)如何。 （5）磨損是什么類型的，對失效有多大作用。 （6）觀察軸承各零件工作表面變色的情況和部位以確定其潤滑情況和表面溫度效應(yīng)。 （7）對失效特征區(qū)主要觀察有無異常磨損、外來顆粒嵌入、裂紋、擦傷和其他缺陷。 （8）冷酸洗法或熱酸洗法檢驗軸承零件原始表面有無軟點、脫碳層和燒傷，特別是表面磨削燒傷。 （9）用X射線應(yīng)力測定儀器測量軸承工作前后的應(yīng)力變化情況。 宏觀檢查的結(jié)果，有時可基本判斷失效的形式和原因，但要進一步確定失效的性質(zhì)，還必須取得更多的證據(jù)，做微觀分析。 3.微觀分析 失效軸承的微觀分析包括光學(xué)金相分析、電子顯微鏡分析、探針和電子能譜分析等。主要是根據(jù)失效特征區(qū)的微觀組織結(jié)構(gòu)變化和對疲勞源、裂紋源的分析為失效分析提供更充分的判據(jù)或反證。微觀分析中最常用、最普遍的方法是光學(xué)金相分析和對表面硬度檢測。分析的內(nèi)容應(yīng)包括： （1）材料質(zhì)量是否符合有關(guān)標準和設(shè)計要求。 （2）軸承零件的基本組織和熱處理質(zhì)量是否符合有關(guān)要求。 （3）表層組織是否存在脫碳層、托氏體和其他表面加工變質(zhì)層。 （4）測量滲碳層等表面強化層和多層金屬各層組織的深度，腐蝕坑或裂紋的形態(tài)與深度，并根據(jù)裂紋的形狀和兩側(cè)組織特征確定裂紋產(chǎn)生的原因及性質(zhì)。 （5）根據(jù)晶粒大小、組織變形、局部相變、重結(jié)晶、相聚集等判斷變形程度、溫升情況、材料種類及工藝過程等。 （6）測量基本硬度、硬度均勻性及失效特征區(qū)的硬度變化。 （7）斷口觀察與分析。用掃描電子顯微鏡定性分析和測量觀察斷口。 （8）電子顯微鏡、探針和電子能譜在疲勞源和裂紋源分析中能測出斷口的成分，發(fā)現(xiàn)斷口的性質(zhì)和斷裂的原因。 以上介紹的軸承失效分析一般方法的三個步驟是一個由表及里逐步深入的分析過程。具體每一步驟中包含的內(nèi)容應(yīng)根據(jù)軸承失效的類型和特點，視具體情況取舍，但分析步驟是缺一不可的。而且在整個分析過程中，分析結(jié)果應(yīng)始終與影響軸承失效的諸多因素聯(lián)系起來，綜合考慮。 |
