！墨型！鲤Ｑ二！！鲤ＣＮ４１一１１４８／ＴＨ轴承２叭０年８期Ｂｅａｒｉｎｇ２０１０，Ｎｏ．８３９—４０２２３２４轴承内圈滚道面开裂原因分析王学平，邓有云（六安滚动轴承有限公司，安徽六安２３７１６１）摘要：ＧＣｒｌ５钢制２２３２４内圈采用常规淬、回火热处理工艺后，经粗磨后滚道面局部发生开裂及翘皮现象。
采用金相及热酸洗的方法对该现象进行了分析，结果表明，内圈滚道面上的开裂及翘皮现象是由于磨削裂纹引起的。
通过调整磨削工艺，规范磨削操作，杜绝了磨削烧伤和裂纹。
关键词：滚动轴承；内圈；金相分析；磨削裂纹中图分类号：ＴＨｌ３３．３３；ＴＧｌｌ５．２１文献标志码：Ｂ文章编号：１０００－３７６２（２０１０）０８—００３９—０２１存在的问题２检验某一２２３２４轴承内圈，系由ＧＣｒｌ５钢制造，采用常规淬、回火工艺进行热处理。
在粗磨内圈滚道面后，经磁粉探伤发现滚道的两侧，尤其是靠近油沟处出现许多细小裂纹，个别套圈还出现了多道较深的、垂直于砂轮磨削方向的开裂及翘皮现象，其开裂形貌如图１所示。
经线切割后，还出现整块材料从滚道面脱落现象。
图１裂纹形貌收稿日期：２００９—１２—２８；修回日期：２０１０—０３—２６２．１金相检验从出现开裂的轴承套圈上切取一块试样（将裂纹沿纵向解剖），制备成金相试样后，放置在光学显微镜下观察并按照ＪＢ／Ｔ１２５５—２００１标准进行评定，结果如下：（１）滚道表面存在严重的二次淬火层和高温回火层，二次淬火层深度约０．２ｍｍ，高温回火层深度约１．０ｍｍ。
金相组织见图２。
（２）裂纹起源于滚道表面的高温回火层，深度图２二次淬火层＋高温回火层金相组织步地完善。
参考文献：【１］梁波，葛世东，席颖佳．宇航固体润滑轴承技术［Ｊ］．轴承，２００１（５）：８—１２．［２］刘继奎，高星．太阳帆板驱动机构固体润滑轴承的跑合技术实践［Ｊ］．控制工程，２００３（２）：１－５．［３］郭青．二硫化钼固体润滑性能及其应用［Ｊ］．精密［４］［５］制造与自动化，２００７（３）：２６—２９．叶军．卫星用固体润滑轴承的研究［Ｄ］．合肥：合肥工业大学硕士论文，２００４．ＨａｗｔｈｏｒｎｅＨＭ．ＴｒｉｂｏｍａｔｅｒｉａｌＦａｃｔｏｒｓｉｎＳｐａｃｅＭｅｃｈａ－ｎｉｓｍＢｒａｋｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［ｃ］∥ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳｙｍ－ｐｏｓｉｕｍＳｐｏｎｓｏｒｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＳｐａｃｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ．１９９０（４）：１８—２０．（编辑：赵金库）·４０·《轴承））２０１０．№．８约２．５ｍｍ，其形貌见图１和图３‘１１。
（３）裂纹两侧未发现有脱贫碳现象（图３）。
（４）内圈的淬回火马氏体组织为４级，符合标准要求。
图３裂纹两侧无脱碳２．２热酸洗检验将线切割过程中表面发生脱落的试样按照ＪＢ／Ｔ１２５５—２００１标准附录ｃ进行热酸洗，结果发现：两侧滚道面均有裂纹，裂纹的形状多为网状，也有垂直于磨削方向的直线裂纹，见图４。
图４热酸洗后滚道面裂纹形貌３结果分析在热处理过程中，内圈滚道面往往会因为较深的车刀痕、热处理组织过热或因返修致使表面严重脱碳而产生裂纹【２Ｊ。
在磨削过程中，也会因为磨削热而产生磨削裂纹。
磨削热与砂轮磨削力和磨削速度成正比。
由于磨削力和磨削速度很大，因此，磨削热会很大，瞬间温度可达８００—１５００ｃｃ。
在磨削过程中，如果散热措施不好，很容易造成工件表面烧伤，而ＧＣｒｌ５轴承钢是导热性较差的材料，操作不当很容易烧伤。
此外，工件表面高温也容易造成工件表面发生二次淬火，产生较大的应力而引起裂纹［３】。
热处理裂纹的特点是裂纹一般较深且细，裂纹两侧没有脱碳；而磨削裂纹一般较浅，裂纹两侧无脱碳，烧伤层金相组织会因二次淬火及高温回火而发生明显的变化。
根据受检内圈金相组织和裂纹形貌初步判断如下：（１）裂纹两侧无脱碳，裂纹产生于热处理或磨削工序；（２）滚道表面存在严重的二次淬火和高温回火层，酸洗后裂纹分布呈网状或与磨削方向垂直，而淬火马氏体在合格范围内，因此，内圈滚道面上的裂纹是磨削裂纹。
内圈一侧滚道面上的裂纹较深，说明该侧滚道面在磨削过程中所承受的磨削应力和热应力均较大，因而造成金属脱落的面积及厚度也较大。
由以上分析可以确定，送检的２２３２４轴承内圈滚道面裂纹为磨削裂纹，其是造成滚道面开裂及翘皮的主要原因。
４预防措施为避免磨削裂纹的产生就要减少磨削热的产生和加速热量的散发。
可以采取的预防措施有：（１）选择恰当的切削液，进行充分而均匀的冷却。
（２）选择合适的砂轮。
在磨料确定的前提下，可选用硬度较低、组织号大的砂轮并及时修整，因为大气孔砂轮自锐性好，散热性佳，可有效避免烧伤和磨削裂纹。
（３）合理选择磨削进给量旧Ｊ，减小进刀量，提高工件圆周速度也可降低磨削温度，减少烧伤，从而避免磨削裂纹。
因此，采取的措施是：（１）精心调整设备，杜绝大进给量磨削，采用均匀进给，小火花磨削，２ｓ无火花光磨加缓慢退刀的操作规程。
（２）确保冷却液对试件进行充分而均匀的冷却。
（３）选用硬度级别为Ｊ，组织号为６的橡胶砂轮。
通过采取上述措施后，再未出现类似的滚道面磨削开裂及翘皮现象。
参考文献：［１］雷建中．轴承钢纯洁度对轴承疲劳寿命的影响［Ｃ］．轴承用材料“十五”发展战略研讨会论文集，２００３．［２］技工学校机械类通用教材编审委员会．热处理工艺学［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９８０．［３］轴承行业教材编审委员会．轴承磨工工艺学［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９８６．（编辑：赵金库）22324轴承内圈滚道面开裂原因分析作者：王学平， 邓有云， WANG Xue-ping， DENG You-yun作者单位：六安滚动轴承有限公司,安徽,六安,237161刊名：轴承英文刊名：BEARING年，卷(期)：2010，(8)被引用次数：0次1.雷建中轴承钢纯洁度对轴承疲劳寿命的影响 20032.《技工学校机械类通用教材》编审委员会热处理工艺学 19803.《轴承行业教材》编审委员会轴承磨工工艺学 19861.期刊论文周爱华.郑永伟.ZHOU Ai-hua.ZHENG Yong-wei基于小波变换的滚动轴承内圈故障诊断-机械与电子2010(6)利用小波变换将滚动轴承故障振动加速度信号分解到不同尺度,对包含有故障特征频率的小波系数进行Hirbert变换解调,最后对解调后的信号进行频谱分析获取轴承故障特征信息.实例分析表明,利用小波变换进行滚动轴承内圈故障诊断具有良好的诊断效果.2.期刊论文裴礼清.张峰.Pei Liqing.Zhang Feng滚动轴承的滚动体与内圈接触部分的相对滑动分析-机械设计与研究2000(2)本文作为滚动轴承微动磨损研究的一个部分,对滚动体与内圈滚道接触部分的微小滑动进行了研究,其分析有助于揭示滚动轴承微动磨损的机理.本文以中国轴承厂生产的深沟球轴承为模型,对接触部分进行有限元分析,结果表明,切向力的作用与滑动区域的形状无关,差动滑动的滑动量要大于或等于切向力产生的滑动量.3.学位论文田英滚动轴承内圈故障劣化状态辨识的研究2008随着工业生产现代化的发展，设备维修方式正在逐步转向预知维修，设备故障诊断技术是实现预知维修技术的保证。
滚动轴承是现代工矿企业中常用的机械零件，在整个生产设备中起着关键的作用。
为了对滚动轴承实现预知维修，保证其正常运行，需要准确地发现故障类型，更需要及早地发现故障劣化程度，所以对滚动轴承内圈故障劣化状态辨识的研究具有重要的理论和应用价值。
本文在广泛收集相关资料的基础上，提出将希尔伯特-黄变换(Hilbert-huang Transform简称HHT)和球结构支持向量机相结合应用于滚动轴承内圈故障劣化状态的识别方面，并且对辨识结果进行可视化，充分验证了这种方法是可行的。
本文主要做了以下几方面的研究工作:分析了滚动轴承的特征频率、正常状态的振动信号特征和内圈故障的振动信号特征。
搭建了滚动轴承故障诊断系统模型，采集了滚动轴承从正常、内圈轻微故障、中度故障、重度故障逐步劣化的振动信号。
阐述了目前先进的时频信号处理方法Hilbert-huang的原理。
采用EMD分解和小波分解对相同的仿真信号进行了分析和比较。
使用Hilbert边际谱和功率谱对滚动轴承内圈故障的劣化状态信号进行了分析，结果表明Hilbert谱分析有更高的分辨率，但是单靠谱分析还不能很好地识别滚动轴承内圈故障劣化的程度，需要提取特征向量，并将其映射到高维空间进行模式识别。
EMD方法是一种自适应的时频分析方法，可以更准确地把握信号的特征信息。
本文采用内禀模态能量熵和内禀模态奇异值方法来提取滚动轴承内圈故障劣化程度的特征。
通过比较结果，内禀模态奇异值方法可以更有效地提取出滚动轴承内圈故障的劣化程度特征，随着滚动轴承内圈故障逐步劣化时，奇异熵值逐步变小。
在此基础上，研究了用球结构支持向量机作分类器，对滚动轴承内圈故障的劣化程度进行识别的理论和方法。
同时对核函数问题进行了探讨，表明径向基核函数比较适合球结构支持向量机。
求出了不同故障程度下的类中心(即球心)及类半径，研究了它们的变化规律。
此外，本文还利用主成份分析和基于色度图的高维数据可视化技术研究了球结构支持向量机辨识结果(高维)的二维空间显示，使球结构支持向量机的辨识结果直观化。
本文的研究结果表明，HHT和球结构支持向量机相结合的这种方法能够准确地识别滚动轴承内圈故障的劣化状态，为滚动轴承的故障诊断提供了一种有效的方法。
4.期刊论文袁立福.赵金辉.Yuan Lifu.Zhao Jinhui铁路货车滚动轴承内圈滚道检查仪的设计与应用-铁道机车车辆工人2010(6)在以往对货车滚动轴承内圈滚道面的实际检查中,操作人员都是通过带有光源的放大镜对被测面进行检查,这样容易造成视觉疲劳,且工作时间长还会发生漏栓等情况,因此研制了"铁路货车轴承内圈滚道检查仪系统".提高了工作效率和检查质量,降低了劳动强度.5.期刊论文宋延辉.李吉.刘鹏虎.王珍.SONG Yan-hui.LI Ji.LIU Peng-hu.WANG Zhen滚动轴承内圈圆、粗糙、波纹度的综合检测-辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2005,24(z1)阐述了滚动轴承误差检测的基本理论,并设计开发了一种检测系统,该系统采用了高精度差动式磁芯型电感位移传感器和小波包分解与重构技术.通过对轴承内圈表面特征数据一次采样,实现表面圆度、粗糙度、波纹度误差的综合检测和分析评定.通过对406型轴承的实测数据进行处理,成功实现了三种误差信号的分离,实验证明了该系统的可靠性和实用性.6.期刊论文蔡海潮.李孟源.靳颜博.张小瑞.CAI Hai-chao.LI Meng-yuan.JIN Yan-bo.ZHANG Xiao-rui铁路货车轮对轴颈轴承内圈松动故障检测-轴承2007(2)采用声发射和振动加速度传感器对铁路货车轮对轴承内圈松动故障进行检测,并用小波包分析方法提取故障信号的能量特征向量,通过对内圈不松动和松动两种情况下能量分布的比较,提取高频带内能量与总能量之比作为特征参数,可有效诊断内圈松动故障.车辆2010,30(5)针对轴承滚道面视觉检查现状,研制开发了铁路货车轴承内圈滚道检查仪系统,介绍了检查仪的设计原理、特点及软件结构,并对现场应用情况进行了阐述.8.期刊论文方乾杰.马万明.原继红.FANG Qian-jie.MA Wan-ming.YUAN Ji-hong轻窄系列轴承内圈Sd的工序间检测-轴承2009(11)针对d/B≥4轻窄系列轴承内圈Sd在工序间检测中存在的问题,根据GB/T307.2中测量Sd的规定,提出了基于D902内径检测仪的Sd测量方案,分析了检测系统误差的影响因素,通过D902仪器的重新构建,实现了轻窄系列轴承内圈Sd的工序间检测.9.期刊论文李莉萍.钱晓光.邓伟宾6213轴承内圈裂纹的原因分析-轴承2008(4)采用理化分析的方法,对6213轴承内圈产生裂纹的原因进行分析,结果表明,由于淬火温度过高或保温时间过长,导致针状马氏体组织粗大,造成轴承内圈产生裂纹.10.期刊论文卢福宝滚动轴承内圈疲劳失效的故障诊断-有色设备2002(5)介绍一种滚动轴承故障的诊断方法,可以缩小故障部位范围,缩短设备检修时间.本文链接：/Periodical_zc201008012.aspx授权使用：大连理工大学图书馆(dllg)，授权号：bcac78f5-a03e-4baa-a2de-9ea1004596b0下载时间：2011年3月9日。