轴承断裂的原因及分析

最近有一些客户询问一些关于轴承断裂的原因，简短的给了一些建议，但是如果说清楚原因总不是三言两语可以完成的，下面是详细介绍。

轴承断裂有时候发生在轴承套圈（外圈或者内圈）上，但是也有发生在滚动体上的情形。轴承的断裂可能与轴承的应用和轴承本身材质有关。

一、轴承断裂的定义及检查方向

对于一个质量合格的轴承而言，当应力超过轴承材料的抗拉强度极限时，就会产生裂纹，并扩展。断裂是裂纹扩展到一定程度，零件的一部分完全分离的结果。

一个合格轴承在正常应用条件下，其材料抗拉强度极限足以满足应用需求，除非外界的工作条件发生改变，应力超过材料可以满足的极限，此时出现轴承的提早失效。这种情况下可以检查轴承的应用条件，以保证轴承的正常运行。此时，轴承的使用者应该自查应用情况，排除故障诱因。

从轴承断裂的定义可以看到，导致断裂的的因素中，除了应力以外，还有材料的抗拉强度。如果外界应用条件一切正常，而这个工作条件下产生的应力依然超过了轴承材质的抗拉强度极限，那么就说明可能材质本身存在某种问题。此时对于轴承的应用者而言，应该求助供应商，检查轴承材质。

通常在轴承失效现场，至少先检查断裂轴承的本身，进行失效分析，寻找与应用有关的原因和线索，排查应用诱因之后，再进行材质检查。

二、轴承断裂的失效分析

轴承断裂主要包括三大类：过载断裂、疲劳断裂、热裂。这三类的排查可以检查出轴承应用条件中可能存在的导致轴承断裂的原因。

1、过载断裂

过载断裂是由于应力集中超过了材料的拉伸强度造成的，也可因局部应力过大，如冲击或因过盈配合过紧造成的应力过大所引起。

常见的轴承过载断裂可能来自使用过成中的敲击，因此可能伴有轴承局部的缺损。如图所示。

2、疲劳断裂

在弯曲、拉伸、扭转条件下，应力不断从好过疲劳强度极限就会产生疲劳断裂，裂纹先应在应力较高处形成并逐步扩展到零件界面的某一部分，最终造成过载断裂。疲劳断裂主要发生在套圈和保持架上。

疲劳断裂的断面中，有时候可以找到疲劳的起始点，成贝壳状扩展。如图所示，图中疲劳起始点的开裂条纹清晰可见。

3、热裂

热裂是由于滑动产生的高摩擦热造成的，裂纹通常出现在与滑动方向垂直处。淬硬钢对热裂比较敏感。

从热裂的定义可以看到，热裂是与摩擦发热相关的，因此在进行轴承故障诊断的时候，可能发现相关部位颜色的变化以及相对的摩擦，并且裂纹与摩擦方向相垂直。

下图是一个内圈跑圈引起摩擦发热造成的内圈断裂，图中可见，摩擦是周向的，断裂方向是轴向的，并且相关接触表面有摩擦的黏着磨损痕迹。