看到精密主轴轴承滚道或滚动体出现“掉皮”“剥落”等问题,第一反应往往是轴承质量不行。实际上在理想工况下,再好的轴承终有一天也会出现掉皮现象。这不是制造缺陷,而是金属材料在长期交变应力作用下的自然结果,也被称叫做疲劳剥落,是主轴轴承需要更换的标志。那么精密轴承疲劳剥落是怎么形成的?
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精密主轴轴承为什么会疲劳剥落?
精密轴承疲劳剥落并是一个由微到宏、逐步演变的过程。轴承长期运转过程中,滚动体与滚道反复接触、反复受压,材料内部会逐渐产生微小裂纹。这些裂纹在应力作用下不断扩展,最终导致材料成片脱落,也就是我们看到的“掉皮”。根据裂纹最初产生的位置不同,疲劳剥落通常可以分为以下三种形式:
1、表面点蚀型剥落
这类剥落起源于轴承表面,往往与表面微小凸起、加工痕迹或轻微缺陷有关。初期表现为细密的麻点状凹坑,多见于润滑不良或存在污染的工况。
2、次表面深层剥落
精密主轴轴承更常见的疲劳形式,起源于材料内部最大剪切应力区域。随着裂纹向表面扩展,常在金相组织中形成类似“蝴蝶翅膀”的特征结构。
3、硬化层界面剥落
多发生在渗碳或感应淬火轴承中,剥落位置集中在硬化层与基体材料的交界处。主要诱因包括热处理梯度控制不当、硬化层厚度不均、界面残余应力过大等。
哪些因素会加速主轴轴承疲劳剥落?
1、载荷异常。突发冲击、长期过载或受力分布不均
2、安装问题。轴系对中不良、轴承座刚性不足
3、材料与工艺缺陷。夹杂物偏多、组织不均、残余应力过大
以上这些因素都会加速轴承滚道、滚动体裂纹产生,结果就是缩短轴承的实际使用寿命。
疲劳剥落是精密主轴轴承材料在反复受压过程中不断积累损伤的必然结果,就像人体在长期高负荷工作后出现的机能衰退一样。主轴轴承使用的时候,可以通过设计、正确选型、规范安装和维护,延缓疲劳失效的到来,提高轴承使用寿命。
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