軸承作為機(jī)械設(shè)備中的關(guān)鍵部件，其性能直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。磨損失效是軸承常見(jiàn)的失效模式之一，是軸承滾道、滾動(dòng)體、保持架、座孔或安裝軸承的軸徑，由于機(jī)械原因引起的表面磨損，對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命有著重要影響。美能超景深顯微鏡可對(duì)軸承磨損的進(jìn)行亞微米級(jí)的測(cè)量與分析，為軸承磨損的研究提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

#軸承磨損失效的主要模式.01

磨粒磨損

磨粒磨損是指軸承工作表面之間擠入外來(lái)堅(jiān)硬粒子或硬質(zhì)異物，這些粒子在接觸表面相對(duì)移動(dòng)時(shí)引起磨損，常在軸承工作表面造成犁溝狀的擦傷。硬質(zhì)粒子或異物可能來(lái)自主機(jī)內(nèi)部或來(lái)自主機(jī)系統(tǒng)其它相鄰零件由潤(rùn)滑介質(zhì)送進(jìn)軸承內(nèi)部。例如，在礦山機(jī)械中，礦石顆?？赡軙?huì)進(jìn)入軸承內(nèi)部，導(dǎo)致磨粒磨損的發(fā)生。

#軸承磨損失效的主要模式.02

粘著磨損

粘著磨損是由于摩擦表面的顯微凸起或異物使摩擦面受力不均，在潤(rùn)滑條件嚴(yán)重惡化時(shí)，因局部摩擦生熱，易造成摩擦面局部變形和摩擦顯微焊合現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)表面金屬可能局部熔化，接觸面上作用力將局部摩擦焊接點(diǎn)從基體上撕裂而增大塑性變形。這種粘著—撕裂—粘著的循環(huán)過(guò)程構(gòu)成了粘著磨損。輕微的粘著磨損稱(chēng)為擦傷，嚴(yán)重的粘著磨損稱(chēng)為咬合。粘著磨損常見(jiàn)于潤(rùn)滑不良或潤(rùn)滑劑失效的情況下，如在高溫、高負(fù)荷的工況下，潤(rùn)滑劑的粘度降低或潤(rùn)滑膜被破壞，導(dǎo)致摩擦表面直接接觸，發(fā)生粘著磨損。

#軸承磨損失效的主要模式.03

疲勞磨損

疲勞磨損是軸承在循環(huán)載荷作用下，由于接觸表面反復(fù)變形和應(yīng)力集中，導(dǎo)致表面或次表面產(chǎn)生裂紋，裂紋擴(kuò)展并最終剝落，造成磨損。疲勞磨損主要發(fā)生在軸承的滾道和滾動(dòng)體表面，是滾動(dòng)軸承磨損失效的主要形式之一。例如，在風(fēng)電機(jī)組中，由于長(zhǎng)期受到風(fēng)力的循環(huán)載荷作用，軸承的滾道表面容易產(chǎn)生疲勞磨損，導(dǎo)致軸承失效。

#軸承磨損失效的主要模式.04

摩擦腐蝕磨損

摩擦腐蝕磨損是指軸承在腐蝕介質(zhì)中工作時(shí)，由于摩擦和腐蝕的協(xié)同作用，導(dǎo)致軸承表面材料的損失。腐蝕介質(zhì)會(huì)破壞軸承表面的氧化膜或鈍化膜，使摩擦表面更容易受到磨損。摩擦腐蝕磨損常見(jiàn)于化工設(shè)備、海洋工程等腐蝕性環(huán)境中，如在化工設(shè)備中，軸承長(zhǎng)期接觸酸、堿等腐蝕介質(zhì)，容易發(fā)生摩擦腐蝕磨損。

#Part.02

軸承磨損失效的影響因素

載荷：

軸承承受的載荷越大，磨損的速度越快。過(guò)大的載荷會(huì)導(dǎo)致軸承接觸應(yīng)力增大，加速磨損的發(fā)生。

轉(zhuǎn)速：

軸承的轉(zhuǎn)速越高，磨損的可能性越大。高速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)使軸承的摩擦頻率增加，潤(rùn)滑膜的穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致磨損加劇。

潤(rùn)滑：

潤(rùn)滑是影響軸承磨損的重要因素。潤(rùn)滑不良或潤(rùn)滑劑失效會(huì)導(dǎo)致摩擦表面直接接觸，發(fā)生粘著磨損和摩擦腐蝕磨損。

材料：

軸承材料的硬度、強(qiáng)度、韌性等性能會(huì)影響其耐磨性。硬度較高的材料容易產(chǎn)生磨粒磨損，而硬度較低的材料容易產(chǎn)生粘著磨損。

環(huán)境條件：

軸承的工作環(huán)境，如溫度、濕度、腐蝕介質(zhì)等，也會(huì)影響其磨損特性。高溫、高濕、腐蝕性環(huán)境會(huì)加速軸承的磨損。

#Part.03

軸承磨損失效的分析方法

數(shù)值模擬

數(shù)值模擬是利用計(jì)算機(jī)軟件，建立軸承磨損的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)數(shù)值計(jì)算和仿真分析，研究軸承磨損的機(jī)理和影響因素。常用的數(shù)值模擬方法包括有限元分析、離散元法等。例如，基于有限元法的滾動(dòng)軸承接觸面磨損分析，可以模擬軸承在不同載荷、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑條件下的接觸應(yīng)力分布、磨損深度變化等。

滾動(dòng)接觸疲勞模型

數(shù)值模擬能夠模擬復(fù)雜的工況和幾何形狀，為軸承的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和維護(hù)提供理論指導(dǎo)。

• 測(cè)量實(shí)驗(yàn)分析

實(shí)驗(yàn)分析是通過(guò)模擬軸承的實(shí)際工作條件，進(jìn)行磨損試驗(yàn)，測(cè)量和記錄軸承的磨損過(guò)程和結(jié)果，從而分析磨損失效的機(jī)理和影響因素。例如，可以使用美能超景深顯微鏡對(duì)軸承進(jìn)行測(cè)量：軸承的磨損量、表面形貌變化等參數(shù)，分析不同工況下軸承的磨損特性。

軸加工

軸承球磨損

軸疲勞斷面

#ME-UD6300

美能光子灣超景深顯微鏡

美能光子灣超景深顯微鏡是一款用于對(duì)各種精密器件及材料表面進(jìn)行亞微米級(jí)測(cè)量的檢測(cè)儀器。與傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡不同，該設(shè)備擁有更大的景深、更廣的視野、更高的放大倍率、更全的觀測(cè)角度，足以應(yīng)對(duì)各種極具挑戰(zhàn)的觀測(cè)場(chǎng)景。

• 超清數(shù)字成像器件，3840*2160 800W像素超高速實(shí)時(shí)傳輸

• 多種HDR技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)亮區(qū)暗區(qū)真實(shí)呈現(xiàn)

• 先進(jìn)的遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證真彩與銳利、低畸變圖像質(zhì)量

綜上所述，軸承磨損失效是一個(gè)復(fù)雜的工程問(wèn)題，涉及多種失效模式和影響因素。通過(guò)深入分析軸承磨損失效的機(jī)理和影響因素，采取有效的預(yù)防措施，可以提高軸承的使用壽命和機(jī)械設(shè)備的可靠性，保障工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。美能超景深顯微鏡在軸承磨損的測(cè)量與分析中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其高精度的測(cè)量能力為軸承磨損的研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，推動(dòng)了軸承磨損失效分析技術(shù)的發(fā)展，為軸承的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)提供了有力的技術(shù)保障。