王雲偉

（保定長城（chéng）汽車銷售有限（xiàn）公司）

　　【摘　要】汽車軸承在正確的使用下，可以有很長的壽命，如果過早的出現損傷，很可能是選型錯誤，使用不當、潤滑不良（liáng）、或安裝不當造成。在選用軸承時，要根據安裝的部位、潤滑條（tiáo）件、周圍的配合等條件（jiàn）進（jìn）行選擇。通過研究（jiū）總結軸承的故（gù）障（zhàng）類型，問題（tí）出現時的環境，以避免故障再次發生。運轉中無法直接（jiē）觀察軸承，但通過噪聲、振動、潤滑劑的變化等情況判斷故障（zhàng）。

　　【關鍵詞（cí）】失效模式；軸承壽（shòu）命；蠕變；電蝕；氫脆
　　0.前言
　　在汽車的輪（lún）轂、變速（sù）器、差速器等（děng）中均采用了多種（zhǒng）軸承（chéng），如球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、直線軸（zhóu）承、滑動軸承等，每輛（liàng）車的用量多達幾十隻，近年來汽車技術的高（gāo）速發展和環境保護的壓力要求，汽車的低油耗和汽車的超長的質保趨勢，汽車軸承也麵臨著前所未有的輕量化和長壽（shòu）命的課（kè）題。
　　軸承壽（shòu）命，根據Lundbber和Palmgren的理論，可以計算出理論壽命。但實際上在汽車的（de）使用過程中，變速器、差速器的潤滑油中混入的異物，安裝的方法的選用，以及高速運轉產生的高溫，使得軸承（chéng）的實際壽命比理論計算值要短，因此研究軸承的失效模（mó）式，分析形成的因素並加以預防就尤為重要。
　　軸承的失效模式和原因分析：
　　1.軸承的（de）失效模式
　　1.1剝落
　　主要表現：軸承在承（chéng）受旋轉載荷時，內圈、外圈的滾道或滾動體表麵由（yóu）於（yú）滾動疲勞（láo）而呈現魚鱗狀的剝離現象。
　　產生的原因：由於工作表麵受到（dào）交變應力（lì）的作用而產生失效，主要發（fā）生在（zài）軸承工作表麵，往（wǎng）往也伴隨著裂紋（wén），首先從接觸表麵以下Z大交變切應（yīng）力處產生，然後擴（kuò）展到表麵形成不同的剝落形狀，如點狀為點蝕或麻（má）點剝落，剝落成小片狀的稱淺層（céng）剝落。由於剝落麵的逐漸擴大，而往往向深層擴展，形成深層剝落。

　　1.2蠕變
　　在軸承的配合麵產生間隙時，配合麵之間發生相對滑動，發生蠕變的配合麵呈現出光亮鏡（jìng）麵或暗麵（miàn），有時（shí）也（yě）伴隨卡傷磨損產生。
　　軸承（chéng）的工作（zuò）表麵之間的相對滑（huá）動摩擦（cā）導致其工作表麵金屬（shǔ）不斷磨損（sǔn）而（ér）產生的失效。持續（xù）的磨（mó）損將引（yǐn）起軸（zhóu）承零件逐漸損壞，並Z終導（dǎo）致軸承（chéng）尺寸精度喪失及其它相關問題。磨損影響到配合間隙增大及工作表麵形貌變化，可能造成潤滑劑或其汙染達到一定程度而（ér）使潤滑功能（néng）完全喪失，進而使（shǐ）軸承喪失旋轉精度甚至不（bú）能正常運轉。磨損（sǔn）失效是各類軸（zhóu）承常見（jiàn）的（de）失效模式之（zhī）一，按磨損形式通常（cháng）可分為Z常見的磨粒磨損（sǔn）和粘著磨（mó）損。

　　1.3拉傷
　　在軸承的工作麵和滾動體表麵的微小燒傷而產生的（de）表麵損傷，表現為滑道麵、滾道體表麵圓周方向的線狀劃痕。
　　軸承工（gōng）作表麵之間（jiān）擠入外來堅硬粒子或硬質異物或金屬表麵的磨屑且接觸表麵相對移動而引（yǐn）起的磨損，常在軸承（chéng）工作表麵造成犁溝（gōu）狀（zhuàng）的劃痕。
　　1.4粘著
　　是材料從一工作表麵轉移到另一工作（zuò）表麵，並伴（bàn）隨著有摩擦發熱，有時還伴有表麵回火或重（chóng）新淬火。這一過程（chéng）會在接觸區產生局（jú）部應力集（jí）中並可能導致開裂或剝落。
　　由於工作麵的顯微（wēi）凸起或異物使工作麵受力不均，在潤滑嚴重惡化時，因局部摩擦生熱，易造成工作麵局部變形和摩擦顯微焊合現（xiàn）象，嚴（yán）重時工作麵金屬可能局部熔化，接觸麵上作用力將（jiāng）局部摩擦焊接點（diǎn）從（cóng）基體上撕裂而增大塑性變形。這種粘著——撕（sī）裂——粘著的循環過程（chéng），輕微的粘著磨損（sǔn）稱為擦傷（shāng），嚴重（chóng）的粘著磨損稱為咬合。
　　1.5斷裂
　　軸承（chéng）套圈斷裂（liè）失效一般較少見，往往是突發性過載造成。軸承斷裂失效主要原因（yīn）是缺陷與過載（zǎi）兩大因素，如（rú）軸承的原材料缺陷（氣泡、縮孔）、鍛造缺陷（過燒）、熱處理缺（quē）陷（過（guò）熱）、加工缺陷（局部（bù）燒傷或表麵微（wēi）裂紋）、主機缺陷（xiàn）（安（ān）裝不良、潤滑貧乏）等。當外加載荷超過材料強度極限（xiàn）而造成零件斷裂稱為過載斷裂，一旦受過載衝擊負（fù）荷或劇烈振動均有可能使套圈斷裂。但一般來說，通常出現的（de）軸承斷裂失效大多數為過載斷（duàn）裂。
　　1.6電蝕
　　指軸承在運轉過程中，電流（liú）通過軸承體，在軸承（chéng）內外圈（quān）工作麵和滾動體工作麵由於火花放電造成（chéng）工作麵熔融，而粗糙變色的腐蝕（shí）。
　　電流在循環轉動的軸承滾（gǔn）道輪和滾動體的接觸部分（fèn）流動時，通過薄薄的潤（rùn）滑油膜發生火花，使其表麵出現局部的熔融和凹（āo）凸現（xiàn）象（xiàng）。

　　1.7氫脆（cuì）
　　是指軸承在運轉過程中，在軸承內（nèi）外滾道和滾動體之間產（chǎn）生（shēng）正負電場，使水分子電離，滲透至滾道表層，滾道工作麵析氫產生裂紋（wén），進（jìn）而剝（bāo）落。

　　滾動體、內外圈在運轉過程中會產生靜電，軸承在汽車整體架構中承擔搭鐵（tiě）導線的作用，這樣造（zào）成滾動體帶正電，內外圈帶負電（diàn），產生電（diàn）場，滾動（dòng）體與內（nèi）外圈滾道產生微觀化學反應，潤滑脂中或外（wài）界環境中（zhōng）的（de）水被電解帶正電的氫離子。在電場的作（zuò）用下，氫（qīng）離子在內外圈滾道（dào）負電的作用下吸附在（zài）內外圈滾道的表（biǎo）層（céng），隨著（zhe）氫離子濃度（dù）的增加，使氫離子穿透（tòu）滾道表層進入次表層，這樣，就破壞了表層的原子間的穩定結構，產生微小的（de）裂痕，隨（suí）著（zhe）裂痕的逐步（bù）延伸，Z終產生滾道（dào）的剝落，尤其（qí）是在精致滾道的承載區，由於受到（dào）剪切應（yīng）力和高溫的影響，Z容易產生氫脆而使滾道承載區產生剝（bāo）落。

　　2.軸承失效的預防
　　軸承的失效往往是多種因素造成的，設計製造過程的所有影響因素都可能造成軸（zhóu）承的失效，因此不容易判斷。在一般情況下，從使（shǐ）用因素和內在因素兩方麵考慮和分析。
　　2.1內在因素主要（yào）是指結（jié）構（gòu）設計、製造工藝和材料（liào）質（zhì）量等決定軸承質量的三大因素
　　首先（xiān），結構在設計合理的同時（shí）應（yīng）具備有先進性（xìng），才會實現較長的軸承（chéng）壽命。
　　設計因素是影響軸承（chéng）壽命的關鍵因素，嚴格的根據軸承的承受載荷、轉速、等條件（jiàn）設計合理的結構（gòu）形式，選擇合理（lǐ）的精度和遊（yóu）隙配合要求。設計時要提出明（míng）確的安裝、使用、維護的技術要求便於後期維護保（bǎo）養。
　　第二軸承的製造（zào）過程要經過鍛造、熱處理、車削、磨削和（hé）裝配（pèi）等加工工序。另外各工序（xù）的工藝的技（jì）術水平、合理性、先進性、穩（wěn）定性也會影響到軸承壽命。其中影響成品軸承質量的熱處理和磨削加工工序，往往與軸承的失效有著更（gèng）直（zhí）接的關係（xì）。通過對軸（zhóu）承工作表麵變質（zhì）層顯微分析的研究表明，磨削工藝與（yǔ）軸承表麵的質量關係密切。
　　第三軸承材料也是影響軸承早期失效的主要因素，隨著（zhe）新的軸承材料不斷的研發出來，軸承（chéng）的選材範圍也（yě）越來越容寬了，根據設計要求和使用的環境要求選擇適合的材料就顯得很（hěn）重要。
　　2.2使用因（yīn）素（sù）主要（yào）是指安裝調整（zhěng）、使用保養（yǎng）、維護保養等是否（fǒu）符合技術要求
　　安裝條件是使用（yòng）因素中的首要因素之一，軸（zhóu）承往往因安裝不合適而導致整套軸承各零件之間的受力（lì）狀態變化，使軸承在不正常（cháng）的狀態下運轉並提早失效。根據軸承安裝、使用、維護、保養的技術要求，對運轉中的軸承所承受的載荷（hé）、轉速、工作溫度、振動、噪聲和潤滑條件（jiàn）進行檢查（chá），發（fā）現異常立（lì）即查找原因。此外，選擇適合的潤滑脂也很重要。
　　3.結論
　　本文論述了從汽車軸承的常見失效模式和（hé）失效機（jī）理，盡管軸承是精密而可靠的機構基礎體，但使用、潤滑（huá）、拆裝不當也會引起失效。一般情況下，如果能正確使用軸承，可使用至疲勞壽命為止。軸承的早（zǎo）期失效多起於軸和軸承座的配合部位的（de）製造精度（dù）、安裝質量、使用條件（jiàn）、潤滑效果、外部異物侵入等因素。因此，正確合理地（dì）使用軸承是一項係統工程，在軸承結構設計（jì）、製造和裝機過程中，針對產生早期失效的環節，采取相應的措施，可有效地提高軸承和總成零部件的使用壽命，降低用（yòng）戶的使用（yòng）成本（běn），提高用戶滿意度（dù）。
　　【參考文獻】
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來源：《科（kē）技致富向導》2014年（nián）02期