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轴承垫片断裂原因分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-05-21  浏览次数:0 选择视力保护色:

[摘要]轴承信息港品牌讯息:该批成品垫片在装配轴承时有破裂现象,比例为1%~2%;轴承垫片的加工工艺流程为:棒材车加工热处理磨加工表面

 轴承信息港品牌讯息:该批成品垫片在装配轴承时有破裂现象,比例为1%~2%;轴承垫片的加工工艺流程为:棒材→车加工→热处理→磨加工→表面发黑处理。垫片热处理后的硬度要求为51~53HRC。为确定垫片产生断裂的原因,对垫片进行了较为全面的理化检验与分析。
  
  轴承的安装直接影响着精度、寿命、性能,因此,设计及组装部门对于轴承的安装要充分研究,按照如下的作业标准进行:
  
  (1)清洗轴承及轴承关联部;
  
  (2)检查关联部件的尺寸及精加工情况;
  
  (3)安装(即将安装前,方才打开轴承包装);
  
  (4)安装好轴承后的检查;
  
  (5)供给润滑剂。
  
  一般润滑脂润滑,不清洗,直接填充润滑脂。润滑油润滑,普通也不必清洗,但是,仪器用或高速用轴承等,要用洁净的油洗净,除去涂在轴承上的防锈剂。除去了防锈剂的轴承,易生锈,所以不能放置不顾。再者,已封入润滑脂的轴承,不清洗直接使用。
  
  轴承的安装方法,因轴承结构、配合等条件而异。一般而言,由于多为轴旋转,所以内圈需要过盈配合。圆柱孔轴承,多用压力机压入,或多用热装方法。锥孔的场合,直接安装在锥度轴上,或用套筒安装。
  
  01、圆柱孔轴承的安装
  
  小型轴承广泛使用压力机压入的方法。将垫块垫入内圈,用压力机静静地压至内圈而紧密地接触到轴挡肩为止。将外圈垫上垫块安装内圈,是造成滚道上压痕、压伤的原因,所以要绝对禁止。
  
  操作时,可以事先在配合面上涂油。万不得已用榔头敲打安装的场合,要在内圈上垫上垫块作业。这种做法只限于用过盈量小的情况,不能用于过盈量大,或中、大型轴承。
  
  如深沟球轴承之类的非分离型轴承,内圈、外圈都需要过盈量安装的场合,用垫块垫上,用螺杆或油压,将内圈和外圈同时压入。调心球轴承外圈易倾斜,即使不是过盈配合,最好也垫上垫块安装。
  
  如圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承之类的分离型轴承,可以将内圈、外圈分别安装到轴和外壳上,将分别安装好的内圈和外圈相结合时,关键是稳稳地将二者合拢,以便使二者中心不产生偏离,勉强压入会造成滚道面卡伤。
  
  大型轴承,压入时需要很大的力,所以很难压入。因此,在油中将轴承加热,使之膨胀,然后装到轴上的热装方法广为使用。使用这种方法,可以不给轴承增加不当的力,在短时间内完成作业。
  
  轴承的加热温度,以轴承尺寸、所需的过盈量为参考。热装作业有关注意事项如下:
  
  不得将轴承加热至120℃以上;
  
  轴承信息港品牌讯息:为使轴承不直接接触油槽底部,可以考虑将轴承放在金属网台上,或将轴承吊起来;
  
  将轴承加热到比所需温度高20℃-30℃,以便操作中不至发生内圈变冷,难于安装;
  
  安装后,轴承冷却下来,宽度方向也收缩,所以要用轴螺母,或其它适宜的方法,使之紧固,以防内圈与轴承挡肩之间产生缝隙。
  
  1.检验与分析
  
  (1)宏观及断口检查
  
  送检垫片在距其断口约1mm处存在一条平行于断口的微细裂纹;垫片的内径面有安装磨损痕迹,其光亮度不同,以有微裂纹一端最为光亮,而对应的另一端面附近则无磨损,保持原发黑处理的表面;垫片的断口平齐、色泽一致,为脆性断口。
  
  (2)硬度检测
  
  轴承垫片的硬度在HR-150A洛氏硬度计上测定,负荷为150kg,误差范围为±0.5HRC,结果见表1。
  
  (3)断口微观分析
  
  将带有裂纹的轴承垫片经超声波清洗烘干后放置在日本电子公司生产的JSM6380LV扫描电子显微镜中进行变倍观察。结果表明:
  
  ①断口的扩展方向为从一侧端面的内径倒角处开始沿着对角线方向向另一端面扩展;断裂方式为沿晶脆性断裂;断口截面上未发现有晶粒粗大、过烧及大尺寸夹杂物等现象。
  
  ②裂纹起始于垫片一侧端面的内径倒角处,并分别沿着径向和轴向向两个方向扩展;内径面上的摩擦及挤压痕迹清晰可见。
  
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  (4)材料及其金相组织检查
  
  将垫片制备成金相试样后,放置在MG型立式显微镜下进行常规检验。原材料采用GB/T3077-2000标准,热处理质量参照《滚动轴承碳钢轴承零件热处理技术条件》(JB/T8566-2008)。
  
  轴承垫片的夹杂物含量较少,由于标准无明确要求(供需双方协商确定),其评定级别仅供参考;垫片的金相组织符合相关标准规定。
  
  检查垫片裂纹两侧及断口附近的金相组织,均未发现有脱贫碳、磨削烧伤及其他异常现象。
  
  (5)热酸洗检查
  
  将轴承垫片按照GB/T3077-2000标准要求进行热酸洗,结果表明:①垫片材料的致密度较好,低倍组织无异常,符合标准要求。②未发现有因热处理及磨削等加工因素造成的开裂现象。
  
  2.结果分析
  
  (1)根据金相及热酸洗的检验结果可知,轴承垫片材料及热处理质量均无明显异常,符合相关标准及技术条件要求。
  
  (2)任何零件的断裂失效,都是在零件所承受的外力超过了零件的本身所具有的抗力的条件下发生的。一般情况下,断裂源都位于零件的表面或次表面或在应力集中处萌生,如尖角、缺口、凹槽及表面损伤处等薄弱环节。
  
  轴承信息港品牌讯息:根据宏观及微观分析的结果可知,该垫片装配时发生开裂属于偶发现象,主要原因是由于轴承垫片的内孔尺寸偏小且存在锥度,从而导致装配轴承时其内径面一端倒角处承受较大的外力作用而发生沿晶脆性断裂。

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