描Shu 1，突出显示2

（[1.哈尔滨轴承集团公司技术中心，黑龙江哈尔滨150036；2.中国人民解放军在哈尔滨轴承集团公司军事代表处，黑龙江哈尔滨150036）

摘要：6201-2RZ 轴承在某种类型的电动机中使用38小时后被锁定。对轴承的故障特征进行物理和化学分析后，发现轴承在运行过程中轴向方向过多。钢球工作轨迹偏离正常位置会增加钢球的接触载荷，形成一个恶性循环，导致润滑脂失效，导致轴承卡住，保持架破裂。

关键字：轴承;笼;断裂破坏分析

1前言

将6201-2RZ 轴承安装在某种类型的电动机上，直到38小时后锁定。电机分解后，发现轴承的外表面有变色的油脂。用手转动轴承被完全卡住。打开轴承的密封盖后，可以看到轴承的内部更深，剩余的油脂已碳化。 轴承笼子断裂。 轴承清洁后可以看到大量片状碎片，主要是在钢球和内圈之间，并且一些碎片也混入了防尘盖上的润滑脂中。

2故障特征

由于轴承无法停止旋转，因此某些零件受到严重损坏，轴承的旋转精度和尺寸精度已完全丧失，无法再进行测量，因此直接切割轴承外圈分解轴承曼铂，故障轴承具有以下特征：

一个钢球从破裂的口袋中脱落并被挤压到相邻的口袋中（图1），两个口袋都变形了；钢球的表面失去光泽，外侧严重磨损了（图2）]。

内曼铂，外通道的工作轨迹偏离通道中心，内环的工作轨迹更宽，约占通道宽度的3/5。在内部和外部通道中发现多个轴向凹痕，从而降低了工作轨道表面的粗糙度；大量金属铁屑粘附在内部通道上，并且内部通道的表面连续被铁屑覆盖。已卷成薄片。

保持架的内径和外径明显磨损，并且袋的边缘可以压缩和变形；七个凹穴中的五个基本保持完好无损，并且在两个相邻的受损凹穴中放置了半笼，孔之间的铆钉孔被打断了，并且裂缝处的铆钉不可见，并且裂缝卷曲并变形了（没有脆性破裂特征）;保持架的另一半在相应位置被挤压变形，并且铆钉孔的内径被磨损。在分解之前，钢球从口袋里出来了。在断裂处被铆钉隔开的位置处，发现一个铆钉在中心断裂，并将铆钉头镶嵌在笼子上。袋内有明显的物料堆积，这是钢球和保持架相互挤压造成的。

轴承的钢球具有环形接触痕迹，并且处于异常工作状态；钢球的工作环非常宽，可以看到磨损和金属附着力。此特征与内部通道特征完全对应，后者被认为是钢。由于球和碎屑，通道的磨削而导致的磨损和金属粘附。图2中的侧面环形磨损痕迹应由保持架相互磨损引起。

所有油脂都会碳化并变黑。碳化油脂残留物的一部分残留在防尘罩中。残留物中有很多金属铁屑，铁屑也都是片状。

3理化分析

轴承的理化分析，测试结果如下：

（[1）回火组织：

足环：3级（标准2〜4级）

钢球：由于高温的影响，碳化物析出，原始组织发生转变，无法定级。

（[2）硬度（HRC）：

内圈：61、61（套圈标准值：61〜65）

外圈：64.5、64.9

钢球：54.0、53.5（钢球的标准值：62〜66）

检查结果：套圈的硬度达到标准JB / T1255的要求，钢球结构发生了变化，硬度进一步降低。

4故障分析

＆lt; p＆gt;由于防尘罩没有变形或机械损坏，并且在轴承内部仍存在碳化油脂颗粒，认为轴承在工作期间的密封状态是正常的。油脂的温度约为200℃，并且油脂被碳化，表明轴承具有过热异常。

通过分析故障轴承的内，外通道的工作轨迹不在中心位置的现象深沟球轴承保持架，轴承可能已承受过大的轴向载荷或较大的冲击载荷，从而导致轴承伤害。滚动轴承的滚动元素的运动非常复杂。滚动元件绕轴承的轴旋转时，它也绕其自身的轴旋转。当轴承承受过大的载荷时，轴承的缝隙变小，应力增加，摩擦增加，并且温度升高增加，从而导致轴承异常加热。

从工作轨道表面的形态特征来看，过大的轴向载荷会导致钢球在环的肋骨上移动，并且滚道接触区域被切断，从而导致高接触应力和表面摩擦应力，这是由于使其过热并迅速使轴承失效。通常，将[2000] MPa作为轴承钢的极限应力。计算6201-2RZ 轴承后，避免极限接触应力的载荷应不大于720N。

根据保持架断裂破坏的形态分析，六个钢球仍受保持架凹腔约束，没有明显损坏。只有一个钢球从袋中逸出并挤压到相邻的钢球中。可以认为，保持架的断裂是由于钢球在破裂的凹穴处的挤压所引起的。保持架断裂的钢球表面的摩擦痕迹可以证明这一点。当保持架断裂时，滚动体和滚道之间会掉落碎片并被挤压，从而导致过热并卡住轴承。铆钉和保持架断裂处的碎屑被钢球滚入内滚道，并在约180°处粘附在滚道表面。

根据深沟球轴承的工作原理，在正常工作条件下，钢球引导保持架旋转，而摩擦力导致保持架和环一起旋转。当负载异常时，滚动体与保持架之间的接触应力会发生变化，从而导致保持架运行不稳定，摆动和跳跃。结果，保持架的引导表面与轴承环的肋部异常接触。磨损;第二是袋壁与钢球之间的异常接触磨损。第三是钢球在保持架凹壁上的异常碰撞，使保持架侧梁产生周期性的拉力，引起疲劳裂纹，导致保持架疲劳断裂。

根据轴承已经工作了38个小时的情况，应该排除工作初期铆钉断裂的可能性，而失败应该是一个短暂的过程。

5结论

根据上述分析，初步认为轴承在工作期间承受了过大的轴向力，这导致滚动元件在环的保持边缘上移动，从而增加了接触载荷，摩擦力和导致温度异常升高。使润滑脂失效甚至碳化，然后形成恶性循环，使滚动体在高温作用下发生组织转变，尺寸膨胀，间隙变小，摩擦进一步加剧，从而使保持架断裂，钢球异常旋转。 轴承咬死。建议在安装和使用轴承时避免过大的轴向力，否则可能会导致轴承的不稳定运行。