1　前言

某汽车主机厂在做跑车试验时，差速器上装有我公司的某型号圆锥滚子轴承出现早期失效，现将其失效分析情况阐述之，一边查找原因并提出相应解决办法。拆卸后发现轴承装配高异常，滚动体表面剥落严重，清洗后可见大量片状金属碎屑及少量非金属硬质颗粒。

2　轴承故障特征

差速器传动齿轮打齿，轴承早期失效，轴承拆卸后发现轴承装配高异常，而轴承外圈工作面基本正常，滚动体表面剥落严重，可见大量片状碎屑，将其清洗后首先对尺寸进行了全面检测并将轴承分解，轴承零件故障特征有：

2.1 轴承外圈

外圈滚道面为正常工作轨迹，有轻微剥落，外径表面有相对滑动的摩擦痕迹（见图1）。

2.2 轴承内圈

内圈滚道面有明显的磨损，碾压痕迹明显，并有黑色的片状碎屑，大挡边表面正常，没有损伤；内径表面有相对滑动的摩擦痕迹，占整个内径宽度的4/5（见图2）。

2.3 滚动体

每一粒滚子外径均有不同程度的剥落，滚子球基面正常（图3）。

2.4 保持架

保持架完好，有2/3的横梁外径表面有摩擦痕迹，对应的横梁内表面边缘有沿转动方向的挤压变形，同时窗口小端有明显的滚子压痕（图4）。

3　故障轴承相关参数的测量数据见表3.1。

3.1 轴承全项检测数值

3.2 轴承的材质检测

依据GB/T18254-2002、JB/T1255-2001，送检轴承内圈、外圈和滚子材料质量及热处理质量均符合标准要求。

4　轴承的故障分析

从故障轴承的表面状态及相关参数的测量数据可以分析如下：

①轴承内圈滚道尺寸变化很大，同时轴承内圈的内径尺寸变大；

②轴承内圈的滚道表面的整个运行轨迹有明显的边界，轨迹划痕及剥落是由于润滑油中混有硬质异物，在滚子的高速碾压下造成的；

③内径表面占整个内径宽度4/5的内表面和轴之间有相互摩擦的转动痕迹，轴承内圈和轴应是过盈配合，正常工作时不应该有相互转动现象；而出现转动痕迹，说明轴承内圈和轴之间发生相互运动，轴承工作异常；

④轴承保持架2/3的横梁外径表面有摩擦痕迹，对应的横梁内表面边缘有沿转动方向的挤压变形，同时保持架窗口小端有明显的滚子压痕，可以认为轴承工作时滚子突然卡死，而保持架在惯性的作用下继续转动，造成横梁内表面边缘有沿转动方向的挤压变形，横梁外径表面和外圈滚道有摩擦痕迹；

⑤滚子的外径均有不同程度的剥落，显而易见作用在轴承单粒滚子上的载荷非常大，所以滚子表面剥落最为严重。见图5所示。

5　结论

由于清洗后可见大量片状金属碎屑及少量非金属硬质颗粒，我们认为金属碎屑应为轴承早期剥落所致;而非金属硬质颗粒应为相关零部件（如差速器壳体、桥壳都是铸件）由于清洗不彻底所致；而后期的试验过程中通过润滑系统对相关零部件进行润滑时由润滑油把杂质带到轴承内部，从而导致轴承卡死损坏。

综合以上客观事实和通过对轴承残件表面的损坏现象进行客观分析后，可初步认定轴承是在工作时由于异物进入，滚子突然卡死，保持架在惯性的作用下继续转动，滚子挤压保持架，保持架产生变形并同外圈工作面产生摩擦，所受载荷增大，造成轴承内圈和轴之间相互运动，导致轴承窜动，造成传动齿轮啮合位置异常，使轴承承所受的载荷产生急剧变化，以致于轴承的内圈与滚子异常接触磨损，高速运转的滚子对内圈滚道进行碾压，造成轴承内圈滚道磨损严重，导致轴承的早期失效。

总之，要想实现滚动轴承具有更长的寿命和精度保持期，除了轴承厂家努力提高产品质量外，轴承用户也必须严格安按照轴承的使用要求进行安装维护轴承，否则，再好的轴承也会在恶劣的、随意的使用条件下损坏。

于海　赵文学　张鹏涛　任英哲（洛阳LYC轴承有限公司东升公司）