精密机床主轴轴承早期失效分析.pdf

量 Q 二 2 CN4l一11 48 ／TH 轴承2 0 1 2 年5 期 Be a r i ng 201 2， No． 5 精密机床主轴轴承早期失效分析 申阳 ， 张晓鹏 ， 何峰涛 1 ． 洛阳轴研科技股份有限公司， 河南 洛阳4 7 1 0 3 9 ； 2 ， 国家轴承质量监督检验中心， 河南 洛阳4 7 1 0 3 9 摘要 主要从剥落、 异常磨损、 烧伤等几个方面介绍了精密机床主轴轴承常见的失效形式， 对轴承早期失效的成 因进行了分析， 并针对这几种失效方式提出了预防措施。 关键词 主轴轴承； 失效 ； 剥落； 异常磨损 ； 预载荷 中图分类号 T H1 3 3 ． 3 3 ； T B 5 3 3 文献标 志码 B 文章 编号 1 0 0 03 7 6 2 2 0 1 2 0 5 0 0 3 8 0 3 精密机床主轴轴 承的运转精度要 求较高 ， 因 此在正常使用过程中， 一般将轴承的精度寿命作 为其基本额定使用寿命， 即轴承能保持其稳定精 度的工作时间。为保证机 床精度 ， 本公司通常建 议每 1 5 0 0 h 左右对精密机床主轴轴承进行维护 更换 ， 即认为轴承精度寿命应在 1 5 0 0 h左右。对 于未达此寿命 的主轴轴 承， 均可认为其 出现 了早 期失效 。通过对早期失效轴 承的分析 ， 希望能够 找出引起轴承失效 的不 良因素 ， 提 出改进措施 ， 从 而延长轴承使用寿命。 1 主要 失效 形式 精密机床主轴轴承失效主要以剥落和异常磨 损 2种形式 出现 ， 此外还有烧伤 、 轴承破损及锈蚀 等失效形式 。对于各类失效形式单独讨论 ， 有助 于揭示轴承早期失效 的诱 因， 以便 提出针对性 的 解决方法。 收稿 日期 2 0 1 1 1 1 ～ 2 8 ； 修 回日期 2 0 1 1 1 2 2 5 1 ． 1 异常剥落 异常剥落多发生于轴承使用中期甚至是早 期 ， 与疲劳剥落形成原因相 比， 异常剥落多是 由于 安装不当、 润滑不 良、 选型和预载荷不当及承受载 荷过大等因素引起。分析此类剥落形成原因可获 得机床整体 信息 。下 面介绍 几种 常见 的异常剥 落 。 1 图 1为角接触球轴承剥落出现在沟道非 正常工作面。轴承正常工作时， 其滚动接触面固 定， 非工作 面不存在接触 ， 因而不会发生剥落 。 而 图 1 不对 中造 成的轴承剥落 部位 、 环带等应力集 中的部位先扩张 、 开裂 。 3 成形过程 中， 滚子小端在锥形 凹模内呈收缩趋势 ， 周向、 正向压应力对微裂纹起抑制和缝合作用 ， 通 常不 出现裂纹扩张现象 。 4 结 束 语 开式下料切面存在椭圆变形量大 、 塌角、 切面 倾斜等缺点， 是断口促生大量微裂纹的主要因素； 而冷镦过程 中微裂纹 的扩张， 是 圆锥滚子大端及 大端面倒角 尺部位产生裂纹的主要原因。 开式下料时料段两端面存在 明显差 异， 变形 量大且含塌角 、 剪切唇 口的 A切面存 在大量径 向 分布的微裂纹。生产 中习惯以该 A切 面作为滚子 大端面进行冷镦成形 ， 往往导致微裂纹 的扩张直 至出现开 口裂纹。在冷镦 时， 若将 A切面转 向凹 模腔体 ， 可改变该切面成形时的应力状态 ， 对微裂 纹起抑制和缝合作用 ， 避免裂纹发生 。 参考文献 [ 1 ] 雷建中， 张增歧， 樊志强 ， 等． 国内外轴承废品及失效 分析[ G] ． 洛阳 洛阳轴承研究所， 2 0 0 1 7 27 5 ． [ 2 ] 李玉奇． 钢的奥氏体晶粒度检测[ J ] ． 理化检验， 2 0 0 3 4 3 0 ． [ 3 ] 何肇基． 金属材料力学性能[ M] ． 北京 冶金工业出 版社 ， 1 9 8 8 ． 编辑 杨柳 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m