GB T 24611-2009 滚动轴承.损伤和失效.术语、特征及原因.pdf
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1、lLS Z11UUZUJ 11 目国中华人民共和国国家标准GBT 246 1 1-2009IS0 1 5243:20042009-1 1-15发布滚动轴承 损伤和失效术语、特征及原因Rolling bearings-Damage and failuresTerms,characteristics and causes(IS()15243:2004,IDT)2010-04-01实施宰瞀徽紫獬譬箍警瞥霎发布中国国家标准化管理委员会仪1”刖 昌GBT 246 11 i2009ISO 1 5243:2004本标准等同采用Is()1 5243:2004(滚动轴承损伤和失效术语、特征及原因。本标准等同翻译
2、Is()1 5243:2004。为便于使用,本标准做了下列编辑性修改:“本文件”一词改为“本标准”;删除了国际标准的前言。本标准的附录A为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国滚动轴承标准化技术委员会(SAC7FC 98)归口。本标准起草单位:洛阳轴承研究所、杭州兆丰汽车零部件制造有限公司、人本集团有限公司。本标准主要起草人:李飞雪、康乃正、刘斌。CBT 246 11-2009ISO 1 5243:2004引 言在实际上况下,轴承的损伤或失效往往是几种机理同时作用的结小。失效可能是由于安装或维护不当造成的或足由于轴承或其柏邻部件的加1:质量未达到设计要求引起的。在某些情况下,
3、失效也可能是由于考虑经济效益、无法预见的运转条件而采取的折衷没计造成的。由于轴承失效是由设计、制造、安装、操作、维护等多方面冈素造成的,因此确定失效的主要原因,常常是十分困难的。如果轴承损伤严重或突然失效,证据能丢失就不可能确定失效的主要原因_r。在所有情况下,有关安装卡f1维护的历史i己录以及对实际运转条什的r解都至关重要。本标准对轴承失效的分类,主要是基于滚动体接触表面和其他功能表面的可视特征。为r准确地判定轴承失效的原凶需要对每一个特征都加以考虑。由于不止一种过程可对这些表面造成相似的影响,凶此,在确定失效原因时,仅对外观进行描述有时足不充分的,此时,还需要考虑运转条件。GBT 246
4、1 1-2009IS0 1 5243:2004滚动轴承损伤和失效术语、特征及原因1 范围本标准对滚动轴承在使用中发生失效的特征、外观变化及可能的原因进行了定义、描述和分类,以有助于对各种形式的外观变化和失效加以理解。对于本标准,术语“滚动轴承失效”系指由于缺陷或损伤而使轴承不能满足预定的设计性能要求。本标准仅x,J-JP些具有非常明确的外观,并且能够非常确定地归因于某一特定原因的外观变化和失效模式加以考虑,并对反映轴承变化和失效的那些特别重要的特征加以描述。各种失效模式用照片和图表说明,并且给出了最常见的原因。在条标题中只给出了常见的失效模式名称,而其相似的表述或同义阋,则在标题后面的括号中给
5、出。滚动轴承失效示例以及失效原因、建议的改进措施参见附录A。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否町使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GBT 6930 2002滚动轴承词汇(IS()5593:1997,IDT)3术语和定义GHT 6930 2002确立的以及下列术语和定义适用于本标准。31特征characteristics由使用性能产生的可视外观。注:在磨损(出现磨损)过程中出现的部分表面缺陷和几何形
6、状政变的类型定义于GBT 1 5757 2002和IS()6601。4滚动轴承失效模式分类滚动轴承失效是严格按照其失效的主要原因进行划分的,但未必总是能够很容易地将原因和特征(迹象)或者失效机理和失效模式区分开来,大贳相关的文献也都证实了这一点。随着摩擦学研究的发展,在描述失效机理和失效模式方面的新知识显著增长。本标准将失效模式分为六个大类和不同的小类(见图1)。GBT 24611-2009ISO 15243:2004图1失效模式分类5失效模式51 疲劳511通用定义疲劳系指由滚动体和滚道接触处产生的重复应力引起的组织变化。疲劳明显地表现为颗粒从表面上剥落。512次表面起源型疲劳根据赫兹理论,
7、在滚动接触载荷作用下,组织发生变化并在表面下某一深度(即次表面)开始出现显微裂纹,显微裂纹的出现常常是由轴承钢中的夹杂物(见图2)引起的。在白色浸蚀区(蝴蝶形)边缘观2GBr 246112009Iso i5243:2004察到的冠j教裂纹通常向滚动接触表而拶腱进而产生小片状剥落、剥落(麻点)然后剥离(见l射3)。i:I=*姑(,Br 6391 2003”#$命*4女i起*瘟*日。5 1 3表面起源型疲劳表面起源型疲劳是由表面损伤造成的一种先敕模式。表呵损伤是在润滑状况劣化且出现一定程度的附动时对滚动接触金属表面馓凸体的损伤,它将引起:馓凸体显徽裂纹见圉4;微凸俸显微剥落见闭5;显微剥落区暗灰色
8、)见圈6。干污染物颗粒或贮运在滚道上形成的压痕也可导致丧面起濂型疲劳(见5 5 3和5 5一由塑性变形雎痕引起的表面起酥型疲劳见A 2 6 1和A 2 6 3。n(;BT 639I 2003包#TE”轴m寿命有响表目*算参#,材料、自滑、境,*染物颗枉轴m#*。图2具有“蝴蝶现象”(白色浸蚀区)的次表面显撒裂纹(放大比率500:”5 2磨损5 2 1通用定义磨损足指在使用过程中州个滑动或滚动滑动接触表而的散凸体丰H互作用造成材料的不断穆失。5 2 2磨粒磨损(颗粒磨损;三体磨损)脯粒席损是润滑不充分或外界颗粒经人的结果,表面变喑至一定程度鼬磨粒的粒度和性质而异(见圈7)。由于旋转裘而和保持架I
9、的材料破麝掉谜砦磨牡数蛭逐渐增多垃终艚损进一个加速过程,从而导致轴承失效。H自轴m白勺”跑台”一自#Mn-此HZ目转#f雌mI作)将自f*i“*;5 2 3粘着磨损(涂抹、滑伤、牯结)牯着磨损屉材料从一表面转移到另一表而,片伴随有雕擦发热有时还伴有表面阿火或重新淬火。遮一过程会在接触区产生局部虚力集中并可能导致开裂或剥落。巾于滚动悱承载较轻井且在反复进人承载鹾时受剑强烈的加述作加因此在滚动体和滚道之问会艟生涂抹(f伤)见幽8;当拽倚十日时于转速过小时液动体和滚j蕴之间血会发生涂抹。由r润泔不充分挡边引导两和液于端呵均会发生涂抹(见网9)。对于满装漾动体(无保持架)轴堆受润泔和旋转条件的彤响滚动
10、作之间的接触处也会发生涂抹。如粜轴承鞋嘲Hl对其立啦lli(蜘安装轴或轴堆庄)转动”,则n套I目端而畸苴轴向立艰而之问的谩触处也会发生涂抹甚至还会引起罔10所1;的峦嘲裂。“f作用十轴承上的径向戟倚相对轴承套蚓旌3GBT 24611-2009ISO 15243:2004转并且轴承套嗍以银小的问隙(rI隙配台)安装在JC支承嘟L时常会发生这种损伤。由于两零件直径之间存在馓小差异,造成苴周长也存在微小差异幽此,在往向戟简作j下在某一点接触时旋转速皇也存在微小差异。将套罔相对其支承断的旋转速度存在微小差蚌的渍动运动称为“蠕动”。发生蠕动时,套嘲和支承而接触区内的馓凸悼被滚辗,造成套嘲表面外税光亮见A
11、 2 4 7)。在鲻动过程中滚辗经常发生但不一定伴随有套嘲和点承面接触处的卅动此外,迁可看到其他损伤,如擦伤、微动腐蚀和磨损。在某些承载条件下凡当套圈和盘承而之侧的过盈毋不够大时,则咀微动腐蚀为主(见A 2 d 5)。圈图3玟表面疲劳扩展一一。鬲。一损(:州I 246j12009IS(,15243:20045 3腐蚀5 3 1通用定义橱蚀址盒埘袅呵t帕种化7:ft膻。5 3 2锈蚀(氧化、生锈)q钢制i荽动轴承零件姒7 C(如水或醢)接触时艇巾钮化。随后出现腐蚀麻点址后嵌ini观剃衔(虻11)。“1润卅刺中的水分或劣他的润晰剂I州邻的轴承零什是l牲牛厦腹时可和滚动作和轴啦群蚓之ll|I的接触K
12、内发现种朴定膨式帕锈矬n:椿度锈蚀阶段接触Kn计应r球或滚于竹距的似摊将会世撇城终产p腐蚀林点(虬II 2郸ld 3)。5 3 3摩擦腐蚀(摩捷氧化)5 3 31通用定义唯擦JIji蚀足相:桀雌睁摊采什F山眦f矗ml之lhJ柑对微小越功引起的一种化学反鹿。这蝗馓小遥础导投A【】J_i材=锕化;1打到粉状锈创,郸(或)一个或崩个配舟是川j:材料的击J失,圉11 演于轴承外圈上的腐蚀图1 3轴承滚道上的接触府蚀5 3 3 2微动腐蚀(微动锈蚀)罡牲表嘶n微小t堑摆动时f递拽茼的配合辨lnl公发,kj艘础埘蚀丧mI微凸俸氧化井被膊土压之亦然舶后发艟成粉状锈蚀钮化铁);轴啦表时髓兜戏变成熙红色(目】;
13、i11现这种失效般址J小f征的眦台(眦台址锄l小或柱面太自l糙)LI幢拽简椰(业J振功造成的。5 3 3 3伪压痕(振动腐蚀期什搬动时J弹性接触I rll的敞小运动枷(戒)H掸滚动休和滚逆接触区将H;现伪垭痕。小曲:掀rmffl!幢润滑条件戏救甜的小幅蚀和晰拈台j-II J-f J“乍m滚道L彤成浅的u rl|_j。埘l舯止轴暇川陷脱n滚功体仃,址,常变成潢“也或发亮(见罔li)。n旋转过雕c,j。发巾搬动l前造成n0伪K坡911击脱山问距较小的波纹状叫梢(见H I 6)水墟将此lk叭址电i】jcjm吐J“I的浊垃状州竹(弛二I_mI 9),。,IU流通过造成的波纹状川栅州比Ih振础造成帕波纹
14、状川卅髓部啦毙或破惝蚀JfU濉jm址造成的川卅底部州捌l色发晴。电流0i起的帕l协迁“f越过滚:m阵1乜“渡纹状【Il】卅这 脱蒙r姒姒圳;i:十l,f*#J【、mwjWmCz“将J#划目 痕 图16伪庄痕一圆锥滚于轴承外圈上的渡纹状凹槽5 4电蚀5 4 1通用定义lb蚀址于电流的通过造成接触丧而材料的穆失。5 4 2电压过大(电蚀麻点)11电漉通过滚动体和润滑油膜从轴乐的 个套嘲传递划埘一套嘲时由于绝缘不适当或绝缘小良n:接柑-I内会发小穿放lU。n套削和滚动体之川的接触K电流强度增大造成在非常琏的时川M隔山J部壁热使接触R发申熔化井蝉合0:一起。这种扣i协表现为一系列直径不超过Joo儿n、
15、的小纠,肜坑(见II 7)这些环形坑滑滚动方向r殊状(:Bl2461120。9门s()15243-2004咀妊排刮n滚计体郸滚逆接触A|f【f(虻II 8。5 4 3电流泄漏(电蚀波纹状凹槽)是lml伤址铆现浅环形坑状一环肜坑oj一环形坑忙竹按蚯HK很小。即使电流强度啊ilf较朝也会发生选种现象随符时州帕推穆目、形坑将艟惜力披垃状H竹如I目1 9所爪。姐能在1襄r和蛮旧滚道接触采晰发现这蜂波纹状【II肿钢球l川没“1址颜色变暗(虬持l 2 c1),这衅波纹状凹柑址等距的滚道I:nq叫卅底部颜包发腑(址阿!)和蚓2I)。!l t-波垃状川栉I附时的腐埘l斑垃(用铅笔尖指小)址Ih r煤持担rj边
16、和内旧接触造成的。零:|:;|U图17电流涵过形成的环形坑 图10球和滚道上呈珠状排列的环形坑田 陲习选;_圉19电流旭漏形成的波纹状凹槽 圈20 内圈滚道上的波纹状凹槽和颜色变暗的钢球IIl”I:mIW1mld N9nlljlm,Ir#mk目m rf-fm固2I 滚针轴承内囤上的波纹状口槽5 5塑性变形5 5 1通用定义“t J J翘过材料的川惟强度即蛙,t峨忡变形嘲悱变JB肚ll一种小M的疗式垃生:出现I,滚曲体和滚进之川帕接触被俯造成n接触轨迹的大部分范婀内发生变珏三;微脱l外外物体nfrm怍和滚进之川被滚辗井且仅在接触轨迹的小部分范阼l山垃牛变形。5 5 2过载【真实压痕)肝11轴,R
17、乐受肿拽甜或f-川找简过救时将廿投滚动休与溱道接触处发生塑性变形-即-轴腋滚道l:时应r滚动体”w-的fw肜J垃波的川啸成川栅(虬q 22)此外预载荷过大或装拆过程巾掸作小11乜会垃一1扎(址l越23L犍拆水“1也能造成轴承J C他零件(如防k,ll、坞心和侏持架)的过城和变形(见囝24)。图22过载造成的圆锥滚于轴承滚遒上的塑性变形图23安装过程中的过载5 5 3碎屑压痕。褂一靴被滚辗时n滚遒和i善动悼H!it)d小r别m痕娄唰:将肜成m痕m痕形状和K d取决于颗粒性质幽23a)川Itl轼质群。粒【l憎f维喊小利)造成的脏填:1,1 Ih淬艘钢啊一牡(扪束n脚轮或轴,R)造成的JI、|:f【
18、:BI 246112009ISO 15243:2004r Ih碰质矿物颗粒(如砂轮)造成的慷痕,;rI 6I 2003 m谜rW#“m打向降低Ij_J*目5 5 4贮运压痕尖碰物体也能导致滚道和滚动傩表衙111现JK痕和V形小划痕(址I划26h)图25颗粒被滚辗造成的压痕图26 v形小刻擅(凿坑)5 6断裂和开裂5 6 I通用定义、_脯力超过材料的抗托强度极限时裂纹将产生并拶腱。断裂足裂纹扩展判一定程垭零件的一部分完全分离的结粜。5 6 2过载断裂过载断裂是山于应力蜒中超过丁材料的拉仲强度造成的,也nf因局:|【应力丘大如冲击(址lq 27)或因过盈配合过紧造成应力过大(见嘟28)所引起。5
19、6 3疲劳断裂在奇舳,拉伸、扭转条件下应力不断超过玻势强度极限就会产生疲势裂纹裂纹先在应力鞍商处形成并连步扩展到零件截面的某一音|;分,最终造成过载断裂。痤劳断裂主要发牛n:套阍和保持架J二(址Iq 2”和刚30)。在囝30下方的放大图中锞特架过梁断裂表面l一的疲劳月:裂条垃l!f晰可见。有时轴承座或轴对轴承套嬲的支承不足时也会引起疲劳断裂(见罔31)。5 6 4热裂热裂肚卅功产生的高球攘热造成的裂纹通常m脱在睡JL于耐动山向处(见罔昭)。由于在1lI二砍沸火“驶确的残余拉应力形成丝蚶个凼裘的共同作Jj此淳碰的钢件埘热裂比较域感。图27 直接锤击造成的过载断裂 图28外丧r的6“mmm,JLm
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