軸承常見疲勞失效形式

軸承的失效模式多種多樣，但經過大量的應用實踐和壽命實驗驗證，接觸表面疲勞是常見的失效形式。
按照ISO25243-2004的標準，疲勞被列為軸承六種常見失效模式之首，而斷裂雖然是第六位，但其形成過程中也涉及疲勞因素，因此被稱為疲勞斷裂。疲勞失效主要分為次表面起源型和表面起源型兩種類型。SKF6208
一、次表面起源型疲勞
次表面起源型疲勞是由于滾動接觸產生的最大接觸應力發生在表面下一定深度的位置。在交變應力的反復作用下，這個位置會形成疲勞源(微裂紋)。SKF6208-2RS1
這些裂紋源在循環應力下逐漸擴展到表面，形成開放式的片狀裂縫。當裂縫被撕裂成片狀顆粒并從表面剝落時，會產生麻點和凹坑。如果軸承鋼中存在薄弱點或缺陷，如非金屬夾雜物、氣隙、粗大碳化物的晶界面，將加速疲勞源的形成和疲勞裂紋的擴展，從而降低疲勞壽命。SKF6208-2Z
二、表面起源型疲勞
表面起源型疲勞則是因為接觸表面受到損傷，這些損傷可能是在制造過程中形成的，如劃傷、碰痕，也可能是在使用過程中產生的，如潤滑劑中的硬顆粒、軸承零件相對運動產生的微小擦傷。
損傷處可能存在潤滑不良的情況，如潤滑劑貧乏或失效，這會加劇滾動體與滾道之間的相對滑動，導致表面損傷處的微凸體根部產生顯微裂紋。裂紋的擴展會導致微凸體脫落或形成片狀剝落區。這種剝落的深度較淺，有時容易與暗灰色蝕斑混淆。
三、疲勞斷裂
此外，疲勞斷裂是由于過度緊配合產生的裝配應力與循環交變應力共同作用的結果。當裝配應力、交變應力與屈服極限之間的平衡被打破時，便會在套圈軸線方向產生斷裂，形成貫穿狀的裂縫。在實際應用中，大多數軸承的失效都是由于接觸表面疲勞引起的。而在這三種疲勞失效類型中，次表面起源型疲勞是最常見的。因此，ASO281和ISO281/amd.2推薦的軸承壽命計算方法都是以次表面起源型疲勞為基礎得出的。

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