1　前言

某汽車主機廠在做跑車試驗時，差速器上裝有我公司的某型號圓錐滾子軸承出現早期失效，現將其失效分析情況闡述之，一邊查找原因並提出相應解決辦法。拆卸後發現軸承裝配高異常，滾動體表面剝落嚴重，清洗後可見大量片狀金屬碎屑及少量非金屬硬質顆粒。

2　軸承故障特徵

差速器傳動齒輪打齒，軸承早期失效，軸承拆卸後發現軸承裝配高異常，而軸承外圈工作面基本正常，滾動體表面剝落嚴重，可見大量片狀碎屑，將其清洗後首先對尺寸進行了全面檢測並將軸承分解，軸承零件故障特徵有：

2.1 軸承外圈

外圈滾道面為正常工作軌跡，有輕微剝落，外徑表面有相對滑動的摩擦痕跡（見圖1）。

2.2 軸承內圈

內圈滾道面有明顯的磨損，碾壓痕跡明顯，並有黑色的片狀碎屑，大擋邊表面正常，沒有損傷；內徑表面有相對滑動的摩擦痕跡，佔整個內徑寬度的4/5（見圖2）。

2.3 滾動體

每一粒滾子外徑均有不同程度的剝落，滾子球基面正常（圖3）。

2.4 保持架

保持架完好，有2/3的橫樑外徑表面有摩擦痕跡，對應的橫樑內表面邊緣有沿轉動方向的擠壓變形，同時窗口小端有明顯的滾子壓痕（圖4）。

3　故障軸承相關參數的測量數據見表3.1。

3.1 軸承全項檢測數值

3.2 軸承的材質檢測

依據GB/T18254-2002、JB/T1255-2001，送檢軸承內圈、外圈和滾子材料質量及熱處理質量均符合標準要求。

4　軸承的故障分析

從故障軸承的表面狀態及相關參數的測量數據可以分析如下：

①軸承內圈滾道尺寸變化很大，同時軸承內圈的內徑尺寸變大；

②軸承內圈的滾道表面的整個運行軌跡有明顯的邊界，軌跡劃痕及剝落是由於潤滑油中混有硬質異物，在滾子的高速碾壓下造成的；

③內徑表面佔整個內徑寬度4/5的內表面和軸之間有相互摩擦的轉動痕跡，軸承內圈和軸應是過盈配合，正常工作時不應該有相互轉動現象；而出現轉動痕跡，說明軸承內圈和軸之間發生相互運動，軸承工作異常；

④軸承保持架2/3的橫樑外徑表面有摩擦痕跡，對應的橫樑內表面邊緣有沿轉動方向的擠壓變形，同時保持架窗口小端有明顯的滾子壓痕，可以認為軸承工作時滾子突然卡死，而保持架在慣性的作用下繼續轉動，造成橫樑內表面邊緣有沿轉動方向的擠壓變形，橫樑外徑表面和外圈滾道有摩擦痕跡；

⑤滾子的外徑均有不同程度的剝落，顯而易見作用在軸承單粒滾子上的載荷非常大，所以滾子表面剝落最為嚴重。見圖5所示。

5　結論

由於清洗後可見大量片狀金屬碎屑及少量非金屬硬質顆粒，我們認為金屬碎屑應為軸承早期剝落所致;而非金屬硬質顆粒應為相關零部件（如差速器殼體、橋殼都是鑄件）由於清洗不徹底所致；而後期的試驗過程中通過潤滑系統對相關零部件進行潤滑時由潤滑油把雜質帶到軸承內部，從而導致軸承卡死損壞。

綜合以上客觀事實和通過對軸承殘件表面的損壞現象進行客觀分析後，可初步認定軸承是在工作時由於異物進入，滾子突然卡死，保持架在慣性的作用下繼續轉動，滾子擠壓保持架，保持架產生變形並同外圈工作面產生摩擦，所受載荷增大，造成軸承內圈和軸之間相互運動，導致軸承竄動，造成傳動齒輪齧合位置異常，使軸承承所受的載荷產生急劇變化，以致於軸承的內圈與滾子異常接觸磨損，高速運轉的滾子對內圈滾道進行碾壓，造成軸承內圈滾道磨損嚴重，導致軸承的早期失效。

總之，要想實現滾動軸承具有更長的壽命和精度保持期，除了軸承廠家努力提高產品質量外，軸承用戶也必須嚴格安按照軸承的使用要求進行安裝維護軸承，否則，再好的軸承也會在惡劣的、隨意的使用條件下損壞。

於海　趙文學　張鵬濤　任英哲（洛陽LYC軸承有限公司東昇公司）