文/空軍某部隊飛機修理廠　朱金華（huá）、劉建輝、楊向軍

摘　要：滾動（dòng）軸承在航空工業中主要起著支撐傳輸部件的作用，處於高載荷、高轉速的工（gōng）作環境中。通過對滾動（dòng）軸承的使用進（jìn）行研究，分析失效的原因，指出在使用過程中保證滾動軸承受載均勻，按工藝要求裝配軸承，采取可靠（kào）的潤滑密封手段，製定預防失效的（de）措（cuò）施，才能有效（xiào）延（yán）長軸承使用壽（shòu）命，為確保航空安全（quán）提供有力技術支撐（chēng）。

關鍵詞：航空軸承；失效形式；原因（yīn）分析；預防措施

0　引言 

航空滾動軸承精度要（yào）求高，使用環境複雜，運（yùn）轉條件苛刻，主要使用在發動機、電機、泵體和操縱係統中，其質量狀況直接影響著飛機各係（xì）統的（de）可靠性。軸（zhóu）承在使用過程中由於本身質量和外部條件等原因，喪失原設（shè）計功能，導致故障事故或者（zhě）不能正常工作（zuò）的現象稱（chēng）為失效。在實際工作使用中，如安裝調整標準不高，有碰撞（zhuàng）損傷、潤滑和維護不良，發生故障隱患排除不及時等現象（xiàng），導致軸承的過早損傷、破壞，稱（chēng）為早期失（shī）效。通過收集早（zǎo）期失效軸承的大量數據，進行探索研究，找出失（shī）效原因，提出預（yù）防措施，有效（xiào）提高軸承（chéng）的使用壽命和可靠性。

1　滾動（dòng）軸承失效的形（xíng）式

滾動軸承的失效狀（zhuàng）態，可分為止轉失效和喪精失效兩種。止（zhǐ）轉失效是指軸承有突發情況，因喪失工作能力（lì）而停止轉動，如裂紋、卡死等。喪精失效是指零件基本（běn）尺寸、表麵精度在使用中發生變化，配（pèi）合間隙超出原設（shè）計標準，雖然還能（néng）繼續（xù）轉動，但屬非正（zhèng）常運轉，如磨損、燒傷、腐蝕等。失效形式（shì）主要有以下八種。

1.1 磨損失效

滾動軸承滾動體和滾道有相對運動，就會產生磨損。當汙物（wù）、砂塵或剝落的鐵屑進入潤滑劑，就會阻止滾道麵的油膜形成，加劇磨損發生。持續的磨損導致軸承不能（néng）正常工作，稱為軸承（chéng）的磨損失（shī）效。

1.2 疲勞（láo）點蝕失效

滾動軸（zhóu）承滾動體和內、外圈不停地轉動，接觸（chù）表麵受脈動載荷的反複作用，在表麵下一定深度處（chù）產生疲勞裂紋，形成疲勞點蝕，致使軸承不能夠（gòu）正常轉（zhuǎn）動。

1.3 腐蝕失效

軸承各金屬零件表麵同環境介質發生化學或電化學反應，造成的表麵損傷、失效（xiào）稱（chēng）為腐蝕失效。表現形（xíng）式是生鏽或化（huà）學腐蝕（shí）。

1.4 塑性變（biàn）形失（shī）效（xiào）

當軸承轉速（sù）很低（n<10 r/min）或間歇擺動時，在較大（dà）的衝擊載荷或靜載荷作用下，會使軸承滾道、滾動體接觸（chù）點的局部應力（lì）超過材料的屈服極限，產生塑性變形。持續的轉動（dòng），導致軸承塑性變形失效。

1.5 剝落失效

承（chéng）受較大載荷而又相對運動的滾動體、滾道接（jiē）觸表麵，由於反複承受載荷，使金屬表層成片狀剝落，導致剝落失效。

1.6 斷裂失效

軸（zhóu）承零件斷裂將會造（zào）成突發（fā）性（xìng）失（shī）效事故。由於裝配、使用維護和保養不當，潤滑密封不良、進入雜物等原因，軸承組成零件發（fā）生斷裂、破（pò）碎，造成軸承斷裂失效。

1.7 電蝕失效

受修理手段（duàn）所限，在航空器的設備上需要進行焊（hàn）接作業時，由於焊接電流通過設（shè）備上所（suǒ）安裝的（de）軸承，引起軸承表麵擊傷，造成電（diàn）蝕失效。

1.8 燒傷失效

軸承內（nèi）、外（wài）圈的滾道或滾動體表麵和保持架在旋（xuán）轉（zhuǎn）中，由於急（jí）劇（jù）發熱直至變色、軟化、熔（róng）敷和破損，稱為燒傷失效。在承受載荷時，如潤滑（huá）不良、潤滑油質量差、潤滑油混有異物、裝配不（bú）正（zhèng）確等因素造成溫度高於設計值，燒傷軸承，使軸承滾道、滾動體出現回火現象。

2　滾動軸承失效的原因

通過大（dà）數據統（tǒng）計有（yǒu）關資料表明，引起軸（zhóu）承（chéng）早期失效的主要因素占比為：負荷過重占9%，潤滑（huá）不充（chōng）分（fèn）占（zhàn）32%，汙染物占16%，安裝調試占13%，維護不當占22%，其他（tā）占8%。

2.1 潤（rùn）滑和密封不當造成的失效分析

潤滑和密封對滾動軸（zhóu）承的使用壽命、運轉（zhuǎn）振動等有重要影（yǐng）響，正確使用（yòng）潤滑劑、研究改（gǎi）進密封性能，對軸承的可靠（kào）性和使用壽命是至關重要的，若出現問題易造成表麵膠（jiāo）合、磨損、腐蝕、氣蝕（shí）、燒傷等失效。

（1）產品超期。如使用過期而變質的（de）、含有（yǒu）雜質的（de）潤滑劑潤滑時，增加了軸承滾動體和內、外圈接觸表麵之間的摩擦係數，至使軸承（chéng）早期失效（xiào）。

（2）型號不對（duì）。潤（rùn）滑劑型號不正確或質量低劣，達不到（dào）潤滑的目的，加快軸承失效。

（3）注入量少。潤滑劑量注入量過少，潤滑（huá）的作用不充足，產生幹摩擦，造（zào）成發熱（rè），從而加快軸承疲勞點蝕和磨損，使（shǐ）軸承失效。

（4）流失變質。儀器?設備（bèi）長時間封（fēng）存、停放未用，造（zào）成潤滑劑流失或凝固變質（zhì），在重新（xīn）啟用設備、儀器時沒有更新潤（rùn）滑（huá）劑，加快軸承失效。

（5）密封錯誤。滾動軸承密封形式不合理、施工手段不正確：淤雜物、砂塵、水、化學劑等汙染物侵入（rù）軸承內部，運轉時加劇磨損；於潤滑劑流失，失（shī）去（qù）潤滑（huá）作用。

2.2 安裝不當造成的失（shī）效分析

如安裝方法、手段不正（zhèng）確，就達不到安裝精度，軸（zhóu）承將會在不正常的（de）狀態下運行?大大降低了（le）軸承原有（yǒu）的精（jīng）度、壽命（mìng）和性能，造成早期（qī）失效。多數軸承失效形式都與安裝有直接關係。

（1）裝配不標（biāo）準。軸（zhóu）承裝配（pèi）時如不按工藝要求、技術標準進行操作（zuò），會使軸承零件損（sǔn）傷、產生變形、同軸（zhóu）度超差，運行時產生（shēng）振動、磨損，降低（dī）使用性能、縮（suō）短使用壽命。

（2）裝配遊隙大。軸承裝配（pèi）時如遊隙過大，滾動（dòng）體產生較大振動，加（jiā）劇滾動體和內、外圈滾（gǔn）道的衝擊，產生塑性變（biàn）形、甚至永（yǒng）久變形，加快（kuài）軸承（chéng）早期失效。

（3）裝配遊隙小。軸承裝配時如遊隙過小，造成滾動（dòng）體和內外圈（quān）滾道之間產（chǎn）生摩（mó）擦，致使磨損加劇、溫度升高，易出現燒傷、卡死（sǐ）現象。

（4）配合間隙大（dà）。裝配過程中，軸承內圈與傳（chuán）動軸、外圈與軸承（chéng）座孔配合（hé）間隙過大，使裝配精度下降，容易出現旋轉爬行（háng）現象（xiàng），使配合表麵磨損加劇，旋轉精度下（xià）降。

（5）配合間隙小。裝配過程（chéng）中，軸承（chéng）內圈與傳（chuán）動軸、外圈與軸（zhóu）承座（zuò）孔配合間隙過小，如果進行強力裝配，易造成內外圈變形，甚至裂紋、折斷，造成軸承失（shī）效。

2.3 維護不當造成的（de）失效分析

堅持日常保養、定期維護是延（yán）長軸承使用壽命的重要手段，否則易造成軸（zhóu）承的磨粒磨損、腐蝕、塑性變形（xíng）等失效（xiào）形（xíng）式，縮短軸承的使用（yòng）壽命。

（1）潤滑脂使用。使用潤滑脂潤滑的方式，長時間不維護、不（bú）檢查，易使密封形式破壞，造成潤滑脂流（liú）失，如不能及（jí）時加入所（suǒ）需潤滑脂，形成幹摩擦；其次是容易進入（rù）灰塵、雜物、化（huà）合物，使軸承加（jiā）快磨損，造成早期失效。

（2）潤滑油（yóu）使用。使用潤滑油潤滑的（de）方式，長時間不維護、不檢查，密封容器有缺（quē）陷，潤滑油漏掉，刮油環、油泵等起不到給（gěi）軸承供油的作用，形成幹摩擦，造成軸承早期失效。

（3）外力載荷影響。軸承受載荷和外力的影響，運動過程中失去原裝備的標準，如不及時維護、糾正，長時間處於非正常狀態下運行，容易造成軸承早期失效。

3　滾動軸承失效的預防 

航空領域中，滾動軸（zhóu）承按使（shǐ）用環境、標（biāo）準和使用期限更換易損件。但通過大數據調查分析，很多軸（zhóu）承失效時沒有達到預期的（de）使用壽命。因此，製定以下有效（xiào）措施（shī）來延長軸承的使用壽命，預防早期失效。

3.1 嚴把滾動軸承的產品（pǐn）質（zhì）量

質量關口要前移，加大軸承生產環節的跟蹤監（jiān）督和質量檢測，確保成品各項指標達到設（shè）計要求，嚴格的跟蹤監督和質量檢測是（shì）預防軸承早期失效的重要手段。在裝配使用時按要求正確啟封軸承，把封存時的潤滑劑清洗幹淨，重新添加新的潤滑劑（jì）；目視檢查滾動體有無麻點（diǎn）和變色，內、外圈有無磨損、腐蝕點，保持架是否（fǒu）扭曲、斷裂。堅決杜絕不合格產（chǎn）品裝機使用。

3.2 提高（gāo）滾動軸承的安（ān）裝質量

軸承的壽命差異除了取決（jué）於材質、製造（zào）精度之外，還取決於裝配工藝。軸承裝配過程中，應依據軸承結構形式、特點、尺寸精度、配合精度而采用相應的裝配（pèi）方法，受力點應直接加（jiā）在過盈配合的（de）套圈端麵上，同時要保證合理（lǐ）的軸承間隙，如（rú）果裝配不當，則可能會使（shǐ）軸承各零件造成損傷，影響（xiǎng）軸承的（de）使（shǐ）用性能、壽命。

3.3 保（bǎo）持（chí）滾動軸承的（de）良好潤滑（huá）

潤滑質（zhì）量的好（hǎo）壞，直接關乎滾（gǔn）動軸承（chéng）是否能夠正常運行，對（duì）軸承的（de）密封、防腐、磨損、散熱、緩和衝擊等諸多因素起到決定（dìng）性的影響（xiǎng）和作用。滾動軸承如在工作環境差、條件惡（è）劣的情況（kuàng）下使用，受交變載荷、衝擊載荷的影響，若選用質量不合格的潤滑油、不達標的（de）潤滑脂均會對軸承運轉產生很大負麵影響。因而，正確選擇潤滑劑的類型和牌號、采（cǎi）取科學的潤滑方法、嚴格執行潤滑操作規程，保持良好的潤滑（huá）效果、潤（rùn）滑狀態是（shì）減（jiǎn）小滾動軸承磨損、腐蝕、膠合等失效的有效措施。

3.4 做好滾（gǔn）動軸承（chéng）的維（wéi）護保養

采取合理的（de）軸承密封形式，保持良好的密（mì）封（fēng）狀態，防（fáng）止潤滑劑在（zài）運轉時流失，防止砂塵、雜物（wù）、水、化學劑等汙染物侵入，以免降低潤滑效果，加劇軸承的（de）磨損。在日常維護中，做好清潔工作，盡可能不（bú）讓汙染物進入（rù）軸承內部。如果發現軸承潤滑劑流失或被汙染，要立（lì）即清洗幹淨，重新加（jiā）入（rù）幹淨潤滑劑（jì），並改善（shàn）密封條（tiáo）件，確保密封可（kě）靠。

3.5 監控滾動軸承的有效運行

對工作中的軸承進行預測（cè）和診（zhěn）斷，是提高軸承可靠性和（hé）使用壽命的重要手段（duàn）。軸承預測和診斷技術是與（yǔ）高精（jīng）密的測試係統和檢測手段（duàn）聯係在一起的，振動儀、數字（zì）溫度儀、聽診（zhěn）器和其他簡易儀器可幫助維修人員檢出有故障的軸承，使用多（duō）種類型的（de）故障監測（cè）儀進行多參數監（jiān）測，對準確測出隱蔽的故（gù）障點非常有效。通過（guò）先進的儀器設（shè）備、方法手段盡早預測和診斷軸承的運行狀態，采（cǎi）取有效措（cuò）施提高軸承的可靠（kào）性、使用壽命。

4　結語（yǔ）

在滾動軸承失效的分析過程中，通過收集失效大數據，反複探索、研（yán）究以獲（huò）得正確的數據和結果，找到真正的原因，采取有效措施提高使用性能、延長使用（yòng）壽命，確保軸承運行（háng）的可（kě）靠性，為（wéi）保證航空安全（quán）助力（lì）。

參考文獻略

本文刊登於中國軸協會刊《軸承工業》2022年第8期“技術前沿”欄目！

（圖片來源（yuán）於網絡）