Page 68 - 理化检验-物理分册2023年第一期

仵永刚: 风电偏航双列球轴承外圈断裂的原因

图4 轴承外圈断口的SEM 形貌
划痕、 腐蚀坑等都是常见表面损伤形态, 会降低轴承
表面完整性, 并在环境和交变载荷的影响作用下诱
发显微裂纹, 形成疲劳裂纹源。裂纹在交变冲击载
荷的作用下逐步扩展, 形成疲劳扩展特征, 最终导致
轴承外圈断裂。

3 结论与建议

风电偏航轴承外圈装球缺口与锥销孔结合部位
存在应力集中, 在锥销孔内壁塑性变形损伤及腐蚀
部位产生疲劳裂纹源, 裂纹逐步扩展, 导致轴承发生
疲劳断裂。
建议在安装使用轴承时, 加强轴承支撑刚度, 确
保轴承套圈弹性变形可控; 加强日常维护保养和监
测, 避免在安装孔、 锥销孔等应力集中位置产生表面
损伤。
参考文献:
图5 断口Ⅳ断裂源处的能谱分析结果

在轴承支撑刚度不能保证轴承受力后的结构稳 [ 1 ] 陈龙, 杜宏武, 武建柯, 等.风力发电机用轴承简述

定时, 冲击或交变载荷使轴承套圈产生一定的弹性 [ J ] . 轴承, 2008 ( 12 ): 45-50.

变形, 并引起内部应力重新分布。在轴承表面的边 [ 2 ] 尚艳涛, 杨德胜, 徐永智, 等. 风电偏航变桨用四点接

界棱角处, 棱角效应增加, 产生严重的应力集中。应 触球轴承锥销结构设计改进[ J ] . 安阳工学院学报,

2018 , 17 ( 2 ): 40-41.
力集中削弱了轴承的强度, 降低了轴承的承载能力,
[ 3 ] 陈涛, 李宁, 廖美华, 等. 某车用平衡肘断裂原因分析
是引起轴承破坏的主要因素 [ 3 ] 。
[ J ] . 大型铸锻件, 2018 ( 4 ): 44-45.
应力集中部位的表面损伤加剧了应力突变带来 [ 4 ] 李平平, 宫峰, 李玉新, 等. 挖掘机直线行走阀芯断裂

的影响, 在相同的应力水平作用下, 轴承的疲劳寿命 的原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2021 , 57 ( 11 ): 66-

随着表面粗糙度的增加而降低 [ 4 ] 。塑性变形凸起、 70.
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