Page 88 - 理化检验-物理分册2022年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202211020

航空滚动轴承外圈剥落原因

胡 宸 1 , 2 ,王树宏 1 , 2 ,陈永笑 1 , 2 ,边蕴宇 1 , 2 ,张俊艺 1 , 2 ,王 剑 3

( 1. 上海复合材料科技有限公司,上海 201112 ;

2. 上海航天树脂基复合材料工程技术研究中心,上海 201112 ;

3. 中国北京航空材料研究院,北京 100095 )
摘 要: 某型号航空滚动轴承的外圈滚道表面发生了剥落。采用宏观观察、 金相检验、 水浸超声
检测、 硬度测试及扫描电镜分析等方法, 分析了该轴承外圈剥落的原因。结果表明: 轴承外圈滚道
发生接触疲劳剥落, 产生原因是材料内部存在微小缺陷, 并在循环往复应力的作用下形成了高硬度
“ 蝶形” 组织, 加速了轴承外圈疲劳剥落。

关键词: 航空滚动轴承;剥落;“ 蝶形” 组织;接触疲劳;缺陷

中图分类号: TB31 ; V232.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 11-0072-04

Causesofouterrin g s p allin g ofaviationrollin gbearin g s

1 , 2
1 , 2
1 , 2
1 , 2
HUChen , WANGShuhon g 1 , 2 , CHENYon g xiao , BIANYun y u , ZHANGJun y i , WANGJian 3

( 1.Shan g haiCom p ositeMaterialsTechnolo gyCo. , Ltd. , Shan g hai201112 , China ;

2.Shan g haiEn g ineerin gResearchCenterofAeros p aceResinBasedCom p osites , Shan g hai201112 , China ;

3.Bei j in g InstituteofAerialMaterials , Bei j in g100095 , China )

Abstract : Theouterrin g racewa y surfaceofacertaint yp eofaviationrollin gbearin ghads p allin g .B ymeans

of macrosco p ic observation , metallo g ra p hic examination , immersion ultrasonictestin g , hardnesstestin g and

scannin g electronmicrosco py anal y sis , thecausesofthebearin g outerrin g s p allin gwereanal y zed.Theresultsshow

thatthebearin gouterrin g racewa yhadcontactfati g ues p allin g , whichwascausedb y theexistenceofsmalldefects

inthematerialandtheformationofahi g hhardness “ butterfl y ” or g anizationundertheactionofc y clicstress , which

acceleratedthebearin gouterrin g fati g ues p allin g .

Ke y words : aviationrollin gbearin g ; s p allin g ;“ butterfl y ” or g anization ; contactfati g ue ; defect
滚动轴承是航空发动机的重要零部件, 轴承的 役条件与轴承钢内部材料的微观不均匀性相结合,
质量、 寿命对航空发动机的性能和可靠性起着关键 建立了航空轴承的微观应力敏感性分析方法, 发现
性作用 [ 1 ] 。轴承在高转速以及严苛的工作环境下, 夹杂物 的 尺 寸 和 位 置 对 应 力 集 中 程 度 均 有 显 著
极易发生失效和损坏, 其中大部分为接触疲劳, 通常 影响。
表现为疲劳扩展特征的海滩状纹路 [ 2 ] 。 但目前对轴承外圈的失效原因分析较少。轴承
目前, 国内外学者对轴承损伤进行了大量研究: 外圈中非金属夹杂物和碳化物的数量、 大小及分布
呙如兵等 [ 3 ] 采用理论分析结合试验研究的方法, 研 都会对轴承钢的使用寿命产生很大影响。轴承的失
究了不同运行里程下, 轴箱轴承外圈材料的力学性 效通常起源在较大的夹杂或碳化物周围, 主要是由
能及微观形貌, 分析了轴承外圈材料裂纹产生的原 夹杂或 者 碳 化 物 附 近 产 生 的 微 裂 纹 逐 渐 扩 展 所
因, 研究结果对未来高速列车轴箱轴承材料的国产 致 [ 5 ] 。这就要求严格控制轴承钢的冶炼质量, 把控
化具有重要的参考价值; LI等 [ 4 ] 将轴承多场耦合服 非金属夹杂物和碳化物的数量、 大小和分布。某型
号航空轴承的外圈滚道表面发生剥落, 笔者采用宏
收稿日期: 2022-08-01 观观察、 金相检验、 水浸超声检测、 硬度测试及扫描
作者简介: 胡 宸( 1994- ), 男, 助理工程师, 主要从事材料失效

电镜( SEM ) 分析等方法, 分析了该轴承外圈剥落的
分析和复合材料产品的无损检测工作, 978637966@ qq .com
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