Page 81 - 理化检验-物理分册2023年第六期
P. 81
于娜红, 等: 推力滚针轴承推力垫圈断裂原因
由表2可知: 未磨损推力垫圈表面硬度和磨损
推力垫圈表面硬度均满足技术要求, 且两者硬度相 2 综合分析
差较小。 推力垫圈的化学成分和硬度均符合技术要求,
表2 断裂推力垫圈硬度测试结果 HRC 但整体硬度偏高, 在高应力快速断裂过程中, 其组织
测试位置 测试结果 技术要求 呈现出脆性断裂特征 [ 3 ] 。推力垫圈基体组织正常,
未磨损表面 61.3 , 61.7 , 62 58~62 未见异常组织。在较高的应力载荷作用下, 推力垫
磨损表面 61.7 , 61.7 , 61.8 58~62 圈快速断裂, 裂纹起源于垫圈磨损表面。
由于该推力轴承保持架发生早期疲劳断裂, 导
1.5 金相检验 致保持架和推力垫圈发生异常磨损 [ 4 ] , 推力垫圈发
对断裂推力垫圈断口进行金相检验, 试样经打 生早期脆性断裂失效, 进而引发推力滚针轴承运行
磨、 抛光后, 利用光学显微镜对其进行观察, 结果如图 不平稳 [ 5 ] 。该滚针轴承在运转时承载了较高的旋转
7所示, 由图7可知: 推力垫圈存在 D类细系0.5级夹 轴向应力, 致使推力垫圈、 滚针之间发生滑动磨损,
杂物, 未见其他非金属夹杂物, 整体纯净度较好。 最终导致推力垫圈断裂。
3 结论
( 1 )该推力滚针轴承在运转过程中承受较高的
旋转轴向应力, 引起保持架发生早期疲劳失效, 导致
保持架和推力垫圈之间发生滑动磨损。
( 2 )该滚针轴承垫圈发生脆性断裂, 产生原因
是垫圈和保持架发生异常磨损, 造成垫圈在早期服
役期间发生断裂。
图7 断裂推力垫圈基体显微组织形貌( 未腐蚀)
( 3 )垫圈本身硬度大, 增加了垫圈的应力敏感
试样经过 4% ( 体积分数) 硝酸乙醇溶液腐蚀
性, 较大的应力也是表面发生脆性断裂的原因。
后, 利用光学显微镜对其进行观察, 结果如图 8 所
参考文献:
示, 由图8可知: 推力垫圈显微组织为回火马氏体+
极其少量的残余奥氏体。
[ 1 ] 雷建中, 梅亚莉, 赖维明, 等. 摩托车轴承保持架表面
处理后组织与性能[ J ] . 轴承, 2002 ( 8 ): 33-35.
[ 2 ] 李浩东. 推力滚针轴承失效分析及试验研究[ D ] . 广
州: 华南理工大学, 2013.
[ 3 ] 杨晓刚, 王旭永, 扈文庄. 推力滚针轴承垫圈厚度误差
对接触应力的影响[ J ] . 轴承, 2015 ( 12 ): 11-13.
[ 4 ] 梁华, 张延芳, 梁林霞. 轴承保持架断裂原因分析[ J ] .
金属热处理, 2005 , 30 ( 3 ): 80-82.
[ 5 ] 程林, 疏剑, 杨章林, 等.2404730504型推力滚针轴承
图8 断裂推力垫圈基体显微组织形貌( 腐蚀) 失效原因分析[ J ] . 盐城工学院学报( 自然科学版),
2020 , 33 ( 2 ): 36-40.
( 上接第40页) [ 13 ] 李仰平, 张建宏, 彭宗仁, 等. 高压断路器喷口材料的
[ 10 ] 俞雄飞, 杨文潮, 王巧英, 等. 热裂解气相色谱 - 质谱法 试验研究[ J ] . 高压电器, 2002 , 38 ( 4 ): 19-21.
对聚四氟乙烯涂层的热裂解产物分析[ J ] . 理化检验 [ 14 ] 许洪春, 陈琬琦. 灭弧室喷口的材料选用及装配方法
( 化学分册), 2010 , 46 ( 12 ): 1381-1383. 的探讨[ J ] . 高压电器, 2003 , 39 ( 2 ): 63-65.
[ 11 ] 卢银花, 侯亚峰, 董保莹, 等. 氮化硼填充量对高压灭弧喷 [ 15 ] 汪永清, 杨文静, 马继, 等. 钴蓝色料的超低温合成及
嘴性能的影响[ J ] . 电工技术, 2020 ( 21 ): 142-144 , 147. 性能研究[ J ] . 陶瓷学报, 2019 , 40 ( 4 ): 497-502.
[ 12 ] 杨保利, 吴明清, 张佩, 等. 烧结工艺对聚四氟乙烯喷 [ 16 ] 袁端鹏, 罗军, 林生军, 等. 基于 BN 填料的高压开关
口制品性能的影响[ J ] . 绝缘材料, 2018 , 51 ( 10 ): 45- 用灭弧喷口材料性能研究[ J ] . 绝缘材料, 2017 , 50
49. ( 3 ): 32-36.
5
6
