Page 54 - 理化检验-物理分册2024年第九期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl230259

液压泵用推力球轴承疲劳剥落原因

李 权，陈 荣，傅国如，田 浩
（北京航空工程技术研究中心，北京 100076）

摘 要：某台液压泵推力球轴承发生疲劳剥落现象。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬
度测试、压印深度测量等方法对轴承剥落的原因进行分析。结果表明：轴承发生疲劳剥落的原因为，
保持架兜孔压印部位变形量大，钢球受到过度约束，钢球与保持架发生运动干涉，最终导致轴承疲
劳剥落。采用聚醚醚酮材料制造的自锁保持架替代铜实体保持架，可有效改善推力球轴承疲劳剥落
的问题。
关键词： 液压泵；推力球轴承；自锁保持架；疲劳剥落；运动干涉；聚醚醚酮
中图分类号：TB31；TG115.2 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2024)09-0038-05
Reason for fatigue peeling off of thrust ball bearings used in hydraulic pumps

LI Quan, CHEN Rong, FU Guoru, TIAN Hao

(Beijing Aeronautical Engineering Technology Research Center, Beijing 100076, China)

Abstract: A certain hydraulic pump thrust ball bearing experienced fatigue peeling phenomenon. The cause of
bearing peeling was analyzed by macroscopic observation, chemical composition analysis, metallographic examination,
hardness testing and indentation depth measurement. The results show that the reason for fatigue peeling of the bearing
was that the deformation of the imprinted part of the cage pocket was large, the steel ball was excessively constrained,
and the movement interference between the steel ball and the cage ultimately led to fatigue peeling of the bearing. The
use of self locking cages made of polyether ether ketone materials instead of copper solid cages could effectively improve
the problem of fatigue peeling in thrust ball bearings.
Keywords: hydraulic pump; thrust ball bearing; self locking cage; fatigue peeling; motion interference; polyether
ether ketone

推力球轴承在斜轴式柱塞泵中起到传动和承受 1 理化检验
轴向力的作用，推力球轴承失效会造成液压泵故障。
1.1 宏观观察
将某台液压泵推力球轴承翻修更新后，在使用中发 剥落推力球轴承的宏观形貌如图 1 所示。由
生轴承剥落问题，泵内其他零件未出现严重附带损
图 1 可知：轴承由座圈、轴圈、铜保持架以及 11 颗
伤。翻修后轴承的规定寿命为800 h，发生故障时新
钢球组成；11 颗钢球均有明显的剥落现象，其中
轴承仅使用了140 h。推力球轴承由座圈、轴圈、钢
3 颗钢球严重破碎成球缺状，球缺高度分别为 7.8，
球、保持架等部件组成，座圈、轴圈、钢球的材料均
9.2，9.4 mm，其余 8 颗钢球基本保持完整的球形；
为GCr15轴承钢，保持架的材料为铝青铜，为防止安
座圈形状完整，沟道表面可见严重磨损痕迹；轴圈
装时钢球从保持架中脱出，采用保持架兜孔边压印
形状完整，沟道表面可见严重磨损痕迹；保持架形
的方式将钢球锁定在兜孔中。笔者采用一系列理化
状完整，有 11 个兜孔， 兜孔在无压印点一侧表面有
检验方法对轴承剥落的原因进行分析，并提出了改
进措施，以避免该类问题再次发生。 翻边毛刺，在压印点附近可见不同程度的局部变
形；保持架侧面和外圆端面局部均可见周向的摩
擦磨损。
收稿日期：2023-09-18
选取典型钢球和套圈，对其表面剥落区进行宏
作者简介：李 权（1974-） ，硕士，副研究员，主要从事航空装备
失效分析及故障预测、预防的研究工作，2369541364@qq.com 观观察，结果如图2所示。由图2可知：钢球及套圈
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