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GBT 24611-2020 滚动轴承 损伤和失效 术语、特征及原因.pdf简介：

"GBT 24611-2020 滚动轴承 损伤和失效 术语、特征及原因"是中国国家标准，它定义了滚动轴承在使用过程中可能出现的各种损伤和失效现象的术语、特征以及其可能的原因。这个标准旨在提供一个统一的词汇和理解框架，以便于轴承的设计、制造、检验、维修和故障分析人员在处理滚动轴承问题时能够准确描述和分析。

具体来说，它涵盖了滚动轴承的各种损伤类型，如疲劳裂纹、过早磨损、塑性变形、滚动体或保持架损坏、密封失效等。同时，它也分析了这些损伤和失效的原因，如过载、不适当的安装、润滑不良、材料缺陷、磨损等。通过遵循这个标准，可以提高轴承的使用寿命，预防和减少设备故障。

总的来说，这份标准是一个工具，帮助轴承业者和相关专业人员对轴承的健康状况有深入和准确的认识，从而提高工作效率和产品质量。

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失效模式failuremode 轴承失效的方式。

4滚动轴承失效模式分类

轴承失效最好按照其失效的根本原因进行分类，但未必总是能够很容易地将原因与特征（症状)或 者失效机理与失效模式一一对应，大量相关的文献也都证实了这一点（见参考文献）。基于使用中的可 见的明显特征外观，本标准将失效模式分为六大类和不同的小类（见图2）

GB/T24611—2020/ISO15243:20175失效模式5. 1. 2次表面起源型疲劳5. 1 5.1.3滚动接触疲劳表面起源型疲劳5. 25. 2. 2磨损磨粒磨损5. 2. 3黏若磨损5. 35. 3. 2腐蚀锈蚀5. 3. 3. 25. 3. 3微动磨蚀摩擦腐蚀5. 3. 3. 3伪压痕5. 45. 4. 2电蚀瞬时电流过大电蚀5. 4. 3电流泄漏电蚀5. 5 5. 5. 2塑性变形过载变形5.5.3颗粒压痕5. 6. 2过载断裂5. 65.6. 3开裂和断裂疲劳断裂5. 6. 4热裂图2失效模式分类5失效模式5.1滚动接触疲劳5.1.1概述滚动接触疲劳由滚动体和滚道接触处产生的重复应力引起。疲劳明显地表现为组织（微观结构）变化及材料从表面剥落（宏观结构），在大多数情况下剥落是组织变化的结果。3

GB/T24611—2020/ISO15243:20175.1.2次表面起源型疲劳根据赫兹理论，在滚动接触区的循环载荷作用下，应力及材料组织发生变化，并在某一位置及深度开始出现显微裂纹（其取决于外加载荷、工作温度、材料及其纯洁度和显微组织），显微裂纹的起源常常是由轴承钢中的夹杂物引起的，金相分析时会发现组织变化（见A.3）。微裂纹扩展至表面，发生剥落（见图3、图4）。图3深沟球轴承旋转内圈上的次表面起源型剥落图4圆锥滚子轴承静止内圈上已经扩展的次表面起源型剥落5.1.3表面起源型疲劳表面起源型疲劳一般是由表面损伤造成的表面损伤是由于滚动接触表面粗糙峰塑性变形（平滑化、压光、磨光）而产生的表面起源型损伤。滚动体和滚道的粗糙峰接触常常因润滑不充分（润滑油膜厚度不足）而产生，这种接触可能由以下因素引起，如润滑剂流动或可用性不充分、对于轴承应用场合润滑剂不合适、工作温度超过期望值、表面粗糙等。表面粗糙峰的接触及塑性变形会导致：粗糙峰微裂纹（见图5）；粗糙峰微剥落（见图6）；一微剥落区（暗灰色）（见图7）。油膜厚度小的情况下，滑动运动会明显加速表面损伤。正常工况下，油膜厚度充足时仍可能发生表面起源型疲劳。当颗粒进入接触区（见5.5.3），极端载荷使表面塑性变形或存在搬运刻痕时，会发生这种情况。以上三种情况均会在滚道上产生压痕。压痕周围的凸起超过油膜厚度时，导致表面粗糙峰变形。由塑性变形产生的压痕引起的表面起源型疲劳示于A.2.6.2.24

GB/T 24611—2020/IS0 15243:2017注：ISO281[11包括了已知的对轴承寿命有影响的表面相关计算参数，如材料、润滑、环境、污染物颗粒和轴承载荷。10 μm图55滚道上的粗糙峰微裂纹和微剥落40 μm图6滚道上的表面起源型微剥落500 μm图7滚道上的微剥落区

GB/T24611—2020/ISO15243:20175.2磨损5.2.1概述磨损指在使用过程中，两个滑动或滚动/滑动接触表面相互作用造成材料的不断移失。5.2.2磨粒磨损磨粒磨损（颗粒磨损，三体磨损）是存在硬颗粒时由于滑动产生的材料移失，当一硬的表面或颗粒滑过另一表面时，通过切削或犁沟作用而从该表面移除材料。磨损后表面会发生某种程度的变暗，磨粒的粗细和特性不同，变暗程度不同（见图8）。由于旋转表面，可能还有保持架（见图9）上的材料被磨掉，磨粒数量逐渐增多，最终磨损进入一个加速过程，从而导致轴承失效虽然表面一般会有一定程度的变暗，但当磨粒非常细时会发生抛光效应，形成非常亮的表面（见图10）注：滚动轴承的“跑合”是一自然的短期过程，此过程之后，运转状态（如噪声或工作温度)将趋于稳定，甚至得到改善。由此，运行轨迹可见，但这并非表示轴承受到损伤。图8调心滚子轴承内圈上的磨粒磨损图9金属实体保持架兜孔上的已发展的磨粒磨损图10圆锥滚子轴承滚子大端面和内圈大挡边表面及滚道上的磨粒磨损

GB/T24611—2020/ISO15243:20175.2.3黏着磨损黏着磨损是材料从一表面转移到另一表面，并伴随有摩擦发热，有时还伴有表面回火或重新率火。这一过程会产生局部应力集中并可能导致接触区开裂或剥落。在润滑不充分的情况下，当发生滑动且摩擦带来的局部温升引起接触面黏着时，发生涂抹（滑伤、黏结、划伤、粗化），导致材料转移。假如滚动体受载过小并在其再次进入承载区时受到强烈的加速作用，则在滚动体和滚道之间常常会发生涂抹（见图11、图12）。在涂抹严重的情况下会发生咬黏。与磨粒磨损的逐渐积累过程相反，涂抹常常是突然发生。由于润滑不充分，挡边面和滚子端面也会发生涂抹（见图13）。对于满装滚动体（无保持架）轴承，受润滑和旋转条件的影响，滚动体之间的接触处同样会发生涂抹。如果轴承套圈安装在轴上或轴承座中时，夹持力不足而导致套圈相对其支承面移动（动），则会在轴承内径面、外径面或轴、轴承座孔支承面上发生涂抹（也称胶合）。由于两零件直径之间存在微小差异，造成其周长也存在微小差异。因此，相对于套圈旋转的径向载荷使两零件在一系列连续点处发生接触，两接触零件以微小差速相对转动。套圈相对其支承面以微小转速差所作的这种滚动运动称为“蠕动”。发生蠕动时，套圈和支承面接触区内的粗糙峰被滚碾，使套圈表面呈现光亮外观。在蠕动过程中滚碾经常发生，但不总是伴有套圈和支承面接触处的滑动，因而还可看到其他损伤，如擦伤印痕、微动磨蚀和磨损。在某些承载条件下，当套圈和支承面之间的过盈量不够大时，则以微动磨蚀为主（见A.2.4.2.1和A.2.4.2.2)。此外，径向采用间隙配合时，套圈端面和其轴向邻接面之间也会发生螨动，严重时导致横向热裂纹，最终引起套圈开裂（见5.6.4）。图11圆柱滚子轴承外圈滚道上的涂抹图12调心滚子轴承外圈滚道上的涂抹

GB/T24611—2020/ISO15243:2017图13圆柱滚子轴承滚子端面上的涂抹5.3腐蚀5.3.1概述腐蚀是金属表面上一种化学反应的结果。5.3.2锈蚀当钢制滚动轴承零件与湿气或腐蚀性介质（如水或酸）接触时，表面发生氧化或腐蚀（生锈）（见图14）。随后出现腐蚀麻点，最后表面出现剥落（见图15）。当润滑剂中的水分或劣化的润滑剂与其相邻的轴承零件表面发生反应时，可在滚动体和轴承套圈之间的接触区内发现一种特定形式的锈蚀。在静止期间，深度锈蚀阶段会导致对应于球或滚子节距处的接触区变黑（见图16），最终产生腐蚀麻点。图14推力滚针轴承滚针和保持架上的锈蚀图15圆柱滚子轴承外圈滚道上的锈蚀

GB/T24611—2020/ISO15243:2017图16圆锥滚子轴承内圈滚道滚子节距处的接触腐蚀5.3.3摩擦腐蚀5.3.3.1概述摩擦腐蚀（摩擦氧化）是在某些摩擦及载荷条件下，由配合表面之间相对微小运动引发的一种化学反应。这些微小运动导致表面氧化DB34∕T 1930-2013 预置混凝土护坡砌块，可看到粉状锈蚀物和（或）一个或两个配合表面上材料的损失。5.3.3.2微动磨蚀接触表面作微小往复摆动时，传递载荷的配合面会发生微动磨蚀，表面粗糙峰氧化并被磨去，反之亦然；最后发展成粉状锈蚀物（微动锈蚀，氧化铁），轴承表面变成黑红色（见图17）。通常，当载荷和（或）振动克服了由安装配合产生的径向夹持力时，会出现这种损伤。轴承、轴和轴承座表面太粗糙和（或)呈波纹状也会减少有效的安装配合，诱发微动磨蚀（见图18）。注1：由于腐蚀产物（氧化铁)的存在和微小运动的综合作用，也会发生某些磨粒磨损。注2：在本标准中，将微动磨蚀划归为腐蚀；在其他文件中，有时将其划归为微动磨损。图17深沟球轴承内径面上的微动磨蚀图183滚子轴承外径面上的微动磨蚀

GB/T24611—2020/ISO15243:20175.3.3.3伪压痕伪压痕（振动腐蚀)最常出现于非旋转轴承的滚动体和滚道接触区，原因是在周期性振动状态下弹性接触面的微小运动和（或)回弹。根据振动强度、载荷和润滑状态的不同，在滚道上形成凹陷，大多数情况下也会导致腐蚀（由于缺少保护性的润滑剂）和综合磨粒磨损。对于静止轴承，凹陷出现在对应于滚动体的节距处，并会变成淡红色或发亮（见图19、图20）。存在来自相邻工作的设备的振动时，若较长的停机周期与相对较短的运转时段交替进行，则备用设备中发生的伪压痕表现为间距较小的波纹状凹槽，这些波纹状凹槽不应与电流引起的凹槽混淆（见5.4.3及图23、图24、图25），与电流通过造成的波纹状凹槽相比，由振动造成的波纹状凹槽底部发亮或被磨损，而电流通过造成的凹槽底部则颜色为暗灰色。电流引起的损伤还可通过滚动体上也有相应的印记这一现象予以识别。注：本标准将伪压痕划归为腐蚀；在其他文件中，有时将其划归为磨损。a）圆锥滚子轴承外圈b）推力滚针轴承垫圈滚道图19伪压痕图20调心球轴承外圈滚道上的伪压痕10

GB/T24611—2020/ISO15243:20175.4电蚀5.4.1概述电蚀是由于损伤电流的通过造成接触表面的局部显微组织变化及材料的移失。5.4.2瞬时电流过大电蚀当轴承套圈和滚动体间的电压超过绝缘击穿值时，电流通过滚动体和润滑油膜从轴承的一个套圈传递到另一套圈。在套圈和滚动体之间的接触区发生集中放电，造成在非常短的时间间隔内局部受热，使接触区发生熔化并焊合在一起。这种损伤（电蚀麻点）表现为一系列直径不超过500um的小环形坑（见图21、图22），这些环形坑在滚动体和滚道接触表面重复出现，一般沿滚动方向呈珠状重叠排列（见图21）。图21调心滚子轴承的滚子一由瞬时过大电流通过形成的环形坑图22显示出环形坑及熔化的材料的图21的放大图5.4.3电流泄漏电蚀当一损伤电流（电容性或电感性）连续形成时，电蚀会以不同于5.4.2的外观出现。表面损伤最初呈现浅环形坑状，一环形坑与另一环形坑位置接近并且尺寸很小（微米级），即使电流强度相对较弱也会发生这种现象。由于电流通过整个接触椭圆（球轴承）或接触线（滚子轴承），产生电蚀波纹状凹槽，如图23、图24、图25所示。只能在滚子和套圈滚道接触表面发现这些波纹状凹槽，钢球上则没有，球只是颜色变暗。球的可见外观通常为暗色，从淡灰到暗灰（见图24）。微观检测常常显示为环形坑，另外，电流通过也会劣化润滑剂，劣化的润滑剂颜色发黑、变硬。11