根据SKF轴承故障分析,轴承白腐蚀裂纹WEC的根本原因可追溯到轴承滚动接触疲劳和加速滚动接触疲劳。
对于过早剥落SKF轴承,有两个物理参数可加速滚动接触疲劳:
高于SKF轴承的应力可能比预期的高。意外的动态或温度影响会导致短期的重负载,从而可能导致结构变形中的高预紧力。
SKF轴承散装材料的结构应力,例如由于形状偏差,未对准或其他因素导致的材料应力增加。
滚道应力的增加也可能由严重的摩擦接触条件(例如边缘载荷,低油膜厚度和/或与特殊润滑剂组合的滑动条件)引起。
低于预期
SKF轴承的材料强度可能会受到环境因素的不利影响,并且怀疑会产生氢。这些可能包括水污染,腐蚀,杂散电流和其他因素。
在这些情况下,中等载荷条件可能会导致过早失效。
尽管在材料科学界仍在讨论中,但下面的轴承失效分析的详细结果仍在继续证明WEC发生在故障链的末端,并且是SKF轴承裂纹网络失效的自然结果。
对于具有高循环疲劳的小型,高负荷和长时间运行的轴承,众所周知,轴承可以经历多个疲劳阶段,直到出现故障。
第一阶段是稳定阶段,会导致微塑性变形,硬化,最终形成残余应力。
在稳定过程中,轴承表面可能会发生一些微塑性变形,并使粗糙的零件变得光滑。
稳定后,SKF轴承寿命的主要部分开始了,其特点是微观结构逐渐变化。
在此阶段,碳化物的分布由于微塑性变形而改变。
此外,剩余的粗糙区域可能会腐蚀,并且所有微结构的变化都伴随着残余应力的累积。
在轴承滚动接触疲劳的晚期阶段,出现灰色腐蚀区域可以发现DER和白色腐蚀,高角度带HAB和低角度带LAB。
尽管HAB和LAB也是白色腐蚀的,但它们的外观与轴承过早失效期间发生的异常WEC形状不同。得出的结论是,异常的WEC轮廓不是RCF滚动接触疲劳的一部分。
但是,与在早期失效中观察到的腐蚀区域相比,这些白色腐蚀区域的微观结构在晶体结构方面有很大不同。
对于中型到大型轴承,上述效果不一定与小型重型轴承相同。与其他机械组件一样,这些轴承通常会由于最弱的链环损坏而失效,例如,材料结构中预先存在的偏差,例如杂质和开口。
当SKF轴承尺寸大于平均轴承直径100 mm时,疲劳极限会相应降低。
此外,较小轴承的接触压力效应是
当比较大型轴承时,受影响的应力能力将在大型SKF轴承中增加,弱连接的不利影响也会增加。
一个例子是杂质,它是所有轴承钢的自然组成部分。
1960年代有WEC报道了滚动接触疲劳轴承中的WEC。另请参考WEC在1980年代的工作,图3a。
从大加速轴承寿命测试或耐久性测试中得出的中大型轴承的最新研究证实了异常的延伸。 WEC网络的出现是滚动接触疲劳轴承的自然副产品。
图2图3a图3b加速疲劳的过早剥落-了解驱动因素
过早剥落通常被解释为行业内WEC故障与轴承滚动滚动疲劳之间的差异,可以在剥落开始之前发生不同事件所需的时间内观察到。
此外,基于SKF轴承失效分析的结果,与耐久性测试或普通滚动接触疲劳相比,过早失效通常与多个位置/区域的初始裂纹有关。
SKF轴承钢初始裂纹的原因可能不同。在高应力下,这些裂纹可能会加速并恶化,或者由于诸如氢侵入钢中的环境影响,强度可能会降低。 相关,每个裂纹表面的摩擦过程将导致材料从裂纹的一侧转移到另一侧。 这会导致蛇形裂纹,加速裂纹接收侧的白色腐蚀微观结构。
白色腐蚀区域WEA的发展还取决于地下裂纹的方向,即可能与内力和变形模式有关。因此,WEA在横向裂纹中通常与滚道平行出现,而在裂纹的纵向部分中WEA通常较少。
此外,WEA的生成取决于裂纹面之间的间隔,应力循环数以及材料的内部应力状态。
测试为轴承过早失效和WEC提供了新的见解
与多个外部合作伙伴一起研究轴承过早失效和WEC ,包括SKF大学技术中心。
已经对现场轴承,耐久性测试和WEC测试进行了多次调查。
尽管尚未完全解释并且正在进行研究,但我们发现WEC可以重新生成并发现,并且与以下测试条件相关: 中型轴承的测试
比普通结构应力更高的轴承套圈的轴承测试
#短期重载下的轴承测试
#6#在混合摩擦和高动态滑动条件下使用特定润滑剂的轴承测试图7
含氢成分的SKF轴承测试
受到电流损坏的轴承
研究结果
所有SKF轴承过早失效都是独一无二的:没有单一原因,需要研究所有失效案例
可以找到对策来显着提高SKF轴承性能。