滾動軸承的失效形式和計算準則

1．滾動軸承的載荷分析
以深溝球軸承為例進行分析。如圖所示，軸承受徑向載荷Fr作用時，各滾動體承受的載荷是不同的，處于非常低位置的滾動體受載荷非常大。由理論分析知，受載荷非常大的滾動體所受的載荷為F0≈（5/z）Fr，式中z為滾動體的數(shù)目。
當外圈不動內(nèi)圈轉(zhuǎn)動時，滾動體既自轉(zhuǎn)又繞軸承的軸線公轉(zhuǎn)，于是內(nèi)、外圈與滾動體的接觸點位置不斷發(fā)生變化，滾道與滾動體接觸表面上某點的接觸應(yīng)力也隨著作周期性的變化，滾動體與旋轉(zhuǎn)套圈受周期性變化的脈動循環(huán)接觸應(yīng)力作用，固定套圈上A點受非常大的穩(wěn)定脈動循環(huán)接觸應(yīng)力作用。
2．失效形式
滾動軸承的失效形式主要有以下三種：
（1）疲勞點蝕 滾動體和套圈滾道在脈動循環(huán)的接觸應(yīng)力作用下，當應(yīng)力值或應(yīng)力循環(huán)次數(shù)超過一定數(shù)值后，接觸表面會出現(xiàn)接觸疲勞點蝕。點蝕使軸承在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生振動和噪聲，回轉(zhuǎn)精度降低且工作溫度升高，使軸承失去正常的工作能力。接觸疲勞點蝕是滾動軸承的非常主要失效形式。
（2）塑性變形 在過大的靜載荷或沖擊載荷的作用下，套圈滾道或滾動體可能會發(fā)生塑性變形，滾道出現(xiàn)凹坑或滾動體被壓扁，使運轉(zhuǎn)精度降低，產(chǎn)生震動和噪音，導(dǎo)致軸承不能正常工作。
（3）磨損 在潤滑不良，密封不可靠及多塵的情況下，滾動體或套圈滾道易產(chǎn)生磨粒磨損，高速時會出現(xiàn)熱膠合磨損，軸承過熱還將導(dǎo)致滾動體回火。
另外，滾動軸承由于配合、安裝、拆卸及使用維護不當，還會引起軸承元件破裂等其它形式的失效，也應(yīng)采取相應(yīng)的措施加以防止。
3．計算準則
針對上述的主要失效形式，滾動軸承的計算準則為：
（1）對于一般轉(zhuǎn)速(n＞10r/min)的軸承，疲勞點蝕為其主要的失效形式，應(yīng)進行壽命計算。
（2）對于低速(n≤10r/min) 重載或大沖擊條件下工作的軸承，其主要失效形式為塑性變形，應(yīng)進行靜強度計算。
（3）對于高轉(zhuǎn)速的軸承，除疲勞點蝕外膠合磨損也是重要的失效形式，因此除應(yīng)進行壽命計算外還要校驗其極限轉(zhuǎn)速。