一、軸承套圈常見的開裂及原因
軸承套圈是軸承組成零件中重要部分之一,其軸承使用過程中,軸承套圈開裂、斷裂是常見的一種損壞形式,有些軸承在早期使用過程中套圈就進行開裂,有的軸承在使用過程中因為疲勞而斷裂,根據對軸承知識的了解,來分享出日常生活中,軸承套圈常見的開裂以及分析開裂的真正的原因。
1、 深溝球軸承外圈開裂及原因
如軸承外圈發生斷裂,斷面基本垂直於表面,斷面起始於圖中滾道右側的外內徑下表面,向外表面並向左側快速擴展至斷裂。軸承外圈斷口沒有明顯的塑性變形,呈脆性的斷裂特征。
經過分析,該軸承套圈在熱處理過程中,熱處理爐內的保護氣氛是多種氣體的混合物,有氧化性氣體、中性氣體、還原性氣體和滲碳性氣體等。在高溫下加熱時其化學反應很復雜,不論是脫碳反應,還是增碳反應,除自由氧原子的參與外,都能在一定條件下達到平衡,甚至進行可逆反應。
正確選擇和設計加熱介質、加熱速度、加熱溫度和保溫時間等加熱參數;嚴格控制爐溫均勻性,不能波動過大。通過控制爐內碳勢來嚴格控制軸承套圈的碳濃度及濃度梯度,從而保證套圈的熱處理質量和使用壽命。
2、開裂的軸承套圈及原因
如軸承在使用過程中發生開裂的,軸承套圈一旦發生接觸疲勞剝落將導致其失穩,加之材料硬度高、脆性大,在局部剝落的區域開始發生一次性脆性斷裂,即較直的宏觀裂紋,微觀斷口較平直,呈解理特征快速擴展,且快速擴展區域占斷口斷面的大部分區域。
產生接觸疲勞的因素包括材料的組織結構、表面強化工藝、工件表面粗糙度、潤滑劑以及應力等。
3、軸承外圈溝道表面開裂及原因
將某斷裂的軸承外圈進行酸浸處理後,肉眼觀察可見溝道表面顯示嚴重的黑色燒傷斑痕跡與磨削方向基本垂直的平行分布的橫向裂紋,摔開斷口上呈現月牙形燒傷層,斷口呈細瓷狀,由溝道處啟裂快速向裏推進至完全斷裂。
軸承外圈溝道表面平行狀裂紋屬典型的磨削裂紋,導致其磨削開裂主要是由磨削量過大和磨削工藝條件惡劣等因素引起的;其次,軸承外圈回火不充分,亦增加了其磨削開裂的敏感性。
即使電流強度相對較弱也會發生這種現象,隨著時間的推移,環形坑將發展為波紋狀凹槽。只能在滾子和套圈滾道接觸表面發現這些波紋狀凹槽,鋼球上則沒有,只是顏色變暗。這些波紋狀凹槽是等距的,滾道上的凹槽底部顏色發暗。
4、軸承內圈溝道面開裂及原因
在粗磨內圈滾道面後,經磁粉探傷發現滾道的兩側,尤其是靠近油溝處出現許多細小裂紋,個別套圈還出現了多道較深的、垂直於砂輪磨削方向的開裂及翹皮現象。經線切割後,還出現整塊材料從滾道面脫落現象。經過熱酸洗後,發現軸承內圈兩側滾道面均有裂紋,裂紋的形狀多為網狀,也有垂直於磨削方向的直線裂紋。
為避免磨削裂紋的產生就要減少磨削熱的產生和加速熱量的散發。
5、軸承齒圈開裂及原因
在低當量應力幅和長壽命範圍內,裂紋起始壽命主要取決於裂紋起始門檻值。在同一當量應力幅下,裂紋起始門檻值越高,則裂紋起始壽命越長,要使材料具有高的裂紋起始門檻值,主要是提高其屈服強度。齒圈在長期使用過程中,於孔內壁產生氧化腐蝕,並且不同的孔、孑L的不同部位氧化腐蝕深度不同,在腐蝕坑底部甚至還出現了微裂紋。
由於齒圈在受到工作應力作用的同時還承受切向拉應力的作用,一旦裂紋萌生,切向拉應力會加速裂紋的擴展;同時由於齒圈被固定在設備上,其兩側均被約束,故受到震動的振幅較小,同時由於所受應力較小,裂紋以疲勞擴展的過程較長,所以擴展區占整個斷口面積的比例很大