凝結(jié)水泵電機(jī)軸承失效原因分析

程義巖

（秦山核電有限公司，浙江 海鹽 314300）

在核電廠的工藝系統(tǒng)運(yùn)行中，泵、風(fēng)機(jī)等轉(zhuǎn)動設(shè)備驅(qū)動電機(jī)的可靠性直接關(guān)系到核電廠工藝系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和運(yùn)行安全。因此，對核電廠重要設(shè)備電機(jī)的運(yùn)行可靠性，就有了更高的要求。

軸承是電機(jī)上承載最大載荷的轉(zhuǎn)動機(jī)械部件，同時(shí)也是一個(gè)精密部件。它的故障占電機(jī)所有故障的八成以上（據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示）。因此，軸承的可靠性直接影響到電機(jī)的運(yùn)行安全，需要對電機(jī)軸承損壞因素進(jìn)行不斷的分析。在電機(jī)的運(yùn)行過程中，軸承也常常會因?yàn)闆]有達(dá)到其額定的使用壽命而提前失效，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)并造成設(shè)備損壞。其中一個(gè)重要原因是，軸承的工作表面受到異物的污染導(dǎo)致表面損傷；異物破壞了軸承的工作面，增大了其接觸應(yīng)力，加快了軸承的疲勞進(jìn)程，導(dǎo)致了軸承潤滑不良，縮短了軸承的使用壽命。

本文通過案例分析了因柔性異物而導(dǎo)致軸承過早失效的原因、過程，以此揭示柔性異物對軸承使用壽命損害的全過程，采取有效措施改善軸承的潤滑狀況，延長軸承的使用壽命確保電廠的安全運(yùn)行。

1 軸承潤滑劑機(jī)理

為確保軸承處于良好的潤滑狀態(tài)，每臺電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)都會采用適合自己工況的潤滑方式。雖然潤滑形式不同，但所起的作用一樣。潤滑介質(zhì)在軸承各工作表面上形成一層潤滑油膜，潤滑各個(gè)運(yùn)動部件的表面，油膜把各個(gè)運(yùn)動部件隔離開來，使它們不發(fā)生金屬摩擦，減少磨損和發(fā)熱；另外潤滑介質(zhì)還能帶走局部高溫?zé)崃?，降低工作面溫度使軸承內(nèi)部的溫度趨于一致。潤滑介質(zhì)還是軸承保持架動態(tài)運(yùn)動的阻尼介質(zhì)。良好的潤滑是提高軸承使用壽命最有效的方法之一。在軸承的正常工作過程中，潤滑劑必須參與到整個(gè)工作過程之中。

在軸承潤滑良好時(shí)，滾子和滾道就會對潤滑油形成擠壓。在接觸部位上由于負(fù)載壓力的作用會使金屬面產(chǎn)生輕微變形，使得接觸面積稍有增大，由于潤滑油受到擠壓使得其黏度增大變得黏稠，因此在軸承滾子高速轉(zhuǎn)動的過程中往往是在潤滑油尚未從摩擦副表面完全擠壓出的瞬間就已經(jīng)完成了一次“離合”擠壓過程。在這個(gè)擠壓過程中摩擦副表面上始終保持著一層均勻呈流體狀態(tài)的油膜。

2 案例介紹

2.1 事件經(jīng)過

2009年8月19日，電廠1號凝泵電機(jī)因故障而停機(jī)檢修。

凝結(jié)水泵停機(jī)前設(shè)備運(yùn)行參數(shù)：

環(huán)境溫度： 35 ℃；

電機(jī)鐵芯溫度： 70 ℃；

上機(jī)架油箱溫度： 76 ℃；

上軸承振動： 8.3 mm/s；

下軸承振動： 4.0mm/s；

下軸承溫度： 45 ℃。

并列運(yùn)行3號凝泵電機(jī)振動數(shù)值：

上軸承振動： 7.1 mm/s；

下軸承振動： 3.1 mm/s；

上機(jī)架油箱的油溫：70 ℃。

電機(jī)解體檢查情況：

1）上軸承外圈滾道損壞嚴(yán)重（見圖1）軸承已經(jīng)損壞失效。

2）上軸承潤滑油無劣化現(xiàn)象，但在油箱內(nèi)發(fā)現(xiàn)異物：金屬碎屑和數(shù)根5 cm左右的纖維狀物質(zhì)（見圖2）。

3）負(fù)荷側(cè)軸承良好，潤滑油脂無老化過熱現(xiàn)象。

4）電機(jī)直流電阻，絕緣正常。

5）定轉(zhuǎn)子無掃膛現(xiàn)象。

6）定子繞組無損壞、過熱現(xiàn)象。

7）上機(jī)架油箱表面有較多油漬，初步判定為油氣凝結(jié)所致。

圖1 上軸承外圈損壞情況Fig.1 Damage on the outside of the bearings

圖2 上機(jī)架油箱內(nèi)異物纖維Fig.2 Foreign matters (hair, fibre, metal particle) in the oil tank

2.2 凝泵電機(jī)的主要參數(shù)

電機(jī)型號：LY400-4；

功率： 315 kW；

電壓： 6 kV；

電流： 36.4 A；

頻率： 50 Hz；

轉(zhuǎn)速： 1480 r/min；

上軸承軸承型號： 29422E；

上軸承潤滑方式： 采用流體潤滑；

負(fù)荷側(cè)軸承型號： 6222；

負(fù)荷側(cè)軸承潤滑方式：采用脂潤滑。

2.3 運(yùn)行狀況

該電機(jī)投運(yùn)時(shí)間區(qū)間為：2009年4月4日11∶25～2009年8月11日13∶43，在此期間電機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間為1357.5 h（來自該設(shè)備運(yùn)行記錄）。

3 原因分析

3.1 檢修記錄和設(shè)備特征

2009年3月，該電機(jī)進(jìn)行了一次計(jì)劃解體大修，并更換了全部軸承。在檢修過程中，檢修人員遵守操作規(guī)范，檢修后的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和指標(biāo)均符合檢修規(guī)程要求。軸承有產(chǎn)品合格證，安裝前經(jīng)有關(guān)技術(shù)人員檢驗(yàn)確認(rèn)為合格產(chǎn)品。檢修后各項(xiàng)電氣試驗(yàn)合格。并通過兩小時(shí)的功能鑒定（帶負(fù)載試驗(yàn)）沒有發(fā)現(xiàn)異常。根據(jù)相關(guān)資料表明軸承的正常使用壽命（良好潤滑狀態(tài)下）在1萬小時(shí)以上，那是什么原因?qū)е逻@臺電機(jī)投入運(yùn)行1000多小時(shí)，軸承就出現(xiàn)這么嚴(yán)重的損壞現(xiàn)象呢？這其中一定是存在不良因素所致。做了排查和分析工作初步認(rèn)為，外部異物的進(jìn)入導(dǎo)致軸承的工作面受損，使得軸承過早失效。

這臺電機(jī)為立式安裝形式，它的上軸承是29422E軸承為推力調(diào)心滾子軸承，這種軸承是用于承受軸向載荷為主的軸承，因此這個(gè)軸承載荷容量高，能承擔(dān)徑向聯(lián)合載荷，但徑向載荷不得超過軸向載荷的55%。這種軸承摩擦因數(shù)較低，轉(zhuǎn)速相對較高，并具有一定的調(diào)心功能。由于軸承的滾子較長、直徑大，滾子數(shù)量多，且軸承的滾子為非對稱型球面滾子，座圈滾道為凹球面滾道，滾動體與滾道的接觸面積相對較大，所以它能減少滾子和滾道在工作中的相對滑動，確保滾動體正常工作。軸承由內(nèi)滾道、外滾道、15個(gè)滾子和保持架組成，其中15個(gè)滾子的外輪廓線形成一個(gè)錐形的曲面，其滾道也為曲面設(shè)計(jì)。軸承采用流體潤滑，設(shè)計(jì)參照轉(zhuǎn)速為1600 r/min。

在電機(jī)運(yùn)行過程中，上軸承不僅要承受電機(jī)徑向負(fù)載載荷，還要承受整個(gè)轉(zhuǎn)子的軸向重力和電磁拉力，因此軸承滾子和滾道所受的壓強(qiáng)很大。只有軸承在良好潤滑狀態(tài)下才能正常工作，電機(jī)轉(zhuǎn)子的有效矢量才能得以正常的輸出。

3.2 軸承損壞過程分析

在對電機(jī)進(jìn)行解體檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)在上機(jī)架油箱內(nèi)有金屬碎屑和長度為50mm、直徑在0.12 mm左右的白色纖維狀物質(zhì)，經(jīng)鑒定分析：金屬碎屑是軸承滾道上剝落下來的顆粒物，而纖維狀物質(zhì)則是動物毛發(fā)（疑為檢修時(shí)毛刷上脫落下的）。

經(jīng)過調(diào)查得知，上次對電機(jī)進(jìn)行解體檢修的過程中，在裝配電機(jī)上軸承前對上機(jī)架油箱進(jìn)行過徹底的清潔，異物滯留在油箱的可能性非常??；而毛刷纖維很可能是在軸承安裝結(jié)束后，用毛刷和清洗劑對軸承進(jìn)行最后的清潔時(shí)，毛刷纖維被軸承縫隙夾脫造成的，由于軸承的結(jié)構(gòu)和安裝形式等因素的影響，那些脫落的纖維被夾雜在軸承滾道縫隙里很難被發(fā)現(xiàn)，因此就形成了柔性異物。柔性異物對軸承造成的嚴(yán)重?fù)p害分析如下：

29422E軸承是推力調(diào)心滾子軸承，它能承受較大的聯(lián)合載荷并有自動調(diào)心的特點(diǎn)。當(dāng)滾子表面與滾道表面接觸時(shí)，滾子在滾道上就會存在兩種運(yùn)動即滾子的自旋滾動和滾子與滾道的相對滑移，這兩種運(yùn)動不是孤立存在的而是互為依存，在一定條件下可互為轉(zhuǎn)化。當(dāng)潤滑良好時(shí)滾子就以自旋滾動為主，很少出現(xiàn)滑動現(xiàn)象，即使發(fā)生滑移運(yùn)動也是在完全流體潤滑狀態(tài)下進(jìn)行的，不會對摩擦副表面造成損傷。當(dāng)潤滑不良時(shí)兩摩擦副表面的摩擦系數(shù)就會增大，當(dāng)摩擦力矩增大到一定程度時(shí)，就會阻礙滾動體的自旋運(yùn)動造成滑移現(xiàn)象，滑動分量就會急劇增大。

軸承在工作時(shí)要承受很高的集中交變載荷，由于滾動體與軸承滾道之間的接觸面積小，它的法向力和切向力也會隨著摩擦系數(shù)的變化而不斷地變化。使得滾子在滾道上高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也會伴隨著局部打滑現(xiàn)象。如果此時(shí)潤滑不好就會在軸承滾道上沿著滾道的切線方向產(chǎn)生很大的剪切力。

圖3 滾子與滾道結(jié)合示意圖Fig.3 The connection between the bearing and the roller

對于29422E推力調(diào)心滾子軸承來說，軸承滾子和滾道的接觸表面并非平面而是曲面，滾子為圓錐形，接觸表面具有調(diào)和平均輪廓半徑的作用，如果舜軸平行于接觸表面中心點(diǎn)切向平面，則舜軸與接觸表面相交于兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)上產(chǎn)生純滾動運(yùn)動。圓錐球面滾子與外圈滾道的接觸區(qū)域?yàn)锳-A區(qū)域（見圖3），為便于調(diào)心功能和對負(fù)載沖擊的適應(yīng)性滾道的曲率小于滾子曲面，由于兩個(gè)面的曲率不同，在滾子的兩端就形成了一個(gè)補(bǔ)償角Δα，其目的就是保證滾子在滾道B-B區(qū)間內(nèi)保持大致相同的線接觸。接觸區(qū)域隨時(shí)間和負(fù)載的變化在滾道B-B范圍內(nèi)變化。當(dāng)滾子的自旋軸線C-C與滾道切線垂直時(shí)，滾子是純自旋滾動。當(dāng)軸承滾子負(fù)載突變或接觸區(qū)域嚙合異物時(shí)，局部摩擦力增大，滾子的受力方向就會發(fā)生改變，此時(shí)滾子的自旋軸線與滾道切線方向就形成一定的偏角（即不垂直）。滾子的滾動方向與受力方向就形成夾角。滾子雖然以單一速度繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，在離開軸線不同半徑的表面上各點(diǎn)有著不同的線速度。滾子滾動一周的距離就會大于或小于滾子在滾道上的運(yùn)動距離，這時(shí)就發(fā)生了滑移運(yùn)動?；谏鲜鲈蚩芍@類軸承雖然承載能力強(qiáng)，但是在潤滑不好和負(fù)載變化時(shí)更容易出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。因此軸承的滑動被認(rèn)為是接觸面上滾動體相對運(yùn)動的一種狀態(tài)。在滾道B-B的中心區(qū)域內(nèi)滾道承受的壓強(qiáng)載荷最大、碾壓概率最高。因此這個(gè)區(qū)域內(nèi)會最先出現(xiàn)金屬疲勞，也是最先發(fā)生損壞的地方，如圖1所示。

軸承在制造過程中，要對軸承的滾道、滾動體的表面進(jìn)行多種機(jī)械加工和表面硬化處理，經(jīng)過機(jī)械加工和處理后的表面，其上層晶粒在加工的過程中會發(fā)生塑性變形，但其硬度和脆性也會隨之增加，由于上層晶粒發(fā)生塑性變形后其結(jié)構(gòu)性質(zhì)與下層晶粒會有所不同，致使上層晶粒與下層晶粒的結(jié)合力下降。當(dāng)軸承處在良好的潤滑狀態(tài)時(shí)，這個(gè)工作面就具有很高的耐磨性和剛性，由于潤滑介質(zhì)的存在，潤滑油膜將軸承各工作部件隔離開。良好的潤滑會使工作面的使用壽命達(dá)到極限。當(dāng)軸承處于不良潤滑時(shí)，油膜變薄或喪失就會造成兩摩擦副表面之間發(fā)生金屬碰撞產(chǎn)生閃溫、黏結(jié)現(xiàn)象，造成材料表面過早產(chǎn)生疲勞和損傷。

3.3 柔性異物對軸承壽命的影響

軸承異物按其性質(zhì)可大致分為：剛性異物和柔性異物兩類。剛性異物對軸承的損害是最嚴(yán)重、最直接的，破壞速度很快。而柔性異物對軸承壽命的影響有一個(gè)過程，理論上沒有那么劇烈，卻容易被人們忽視。

所謂的柔性異物是指機(jī)械硬度小，塑性大的物質(zhì)。它有一定的塑性、柔韌性和延展性，動物毛發(fā)就屬于此類。動物毛發(fā)主要由蛋白質(zhì)和角質(zhì)體組成，它的機(jī)械強(qiáng)度很低，高溫時(shí)很容易被碳化。但是它們的柔韌性和延展性都非常好，當(dāng)滾子碾壓時(shí)，它對軸承的圓度和剛性不會產(chǎn)生影響，也不會在軸承的滾道上留下壓痕，但它在被滾子推碾的過程中，在它的后側(cè)滾子和滾道的接觸區(qū)域內(nèi)就會形成一定區(qū)間的乏油區(qū)。在乏油區(qū)內(nèi)滾子和滾道之間的潤滑狀態(tài)就會由全流體潤滑變成貧油潤滑，即邊界潤滑嚴(yán)重時(shí)形成干磨現(xiàn)象。

根據(jù)軸承的概率乘積定律，軸承套圈的失效概率是各個(gè)部件失效概率的乘積。由于軸承各個(gè)部件的受力方式和機(jī)械強(qiáng)度等因素的影響，外滾道失效概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他部件，因此本文著重討論外滾道的失效機(jī)理。

軸承的工作表面無論加工多么精密，其微觀上都是由無數(shù)個(gè)任意分散的凹凸不平的微峰所組成，其表面的真實(shí)幾何形狀包括表面的形狀偏差、表面波紋度和表面粗糙度等。由于滾動體和滾道在接觸區(qū)內(nèi)接觸面積小，壓強(qiáng)就很大。在相互接觸的兩個(gè)運(yùn)動面上，如果處在邊界潤滑狀態(tài)下，摩擦副表面僅被一層（0.1 μm左右）呈現(xiàn)非流動狀態(tài)的潤滑油膜所隔開（此時(shí)的油膜很不穩(wěn)定）。此時(shí)的摩擦力比流體潤滑狀態(tài)下大很多，在相互接觸的兩個(gè)運(yùn)動面上，由于摩擦力矩增大將會導(dǎo)致滾子滑移。由于缺少潤滑油膜的隔離，兩表面輪廓峰就會直接地相互作用，滾道面上將受到很大切線方向的剪切力作用，輪廓凸峰刺破油膜，使得那些微小凸峰發(fā)生直接碰撞、脆性折斷、塑性變形，并在凸峰根部產(chǎn)生微小的應(yīng)力裂紋。

被碾壓變型的毛發(fā)碎片會殘留在滾子和滾道的接觸區(qū)域內(nèi)，這些殘留物被擠壓到表面凹谷內(nèi)，將凹谷內(nèi)殘余的潤滑油擠出，并破壞僅存的表面附著油膜，使得潤滑狀態(tài)更加惡劣并趨向于干磨。

由于潤滑油膜的缺失導(dǎo)致兩個(gè)工作面上的金屬凸峰相互撞擊，一部分凸峰會斷裂，另一部分由于撞擊產(chǎn)生高溫發(fā)生塑性變形造成黏結(jié)點(diǎn)的形成，黏結(jié)點(diǎn)最終會再次發(fā)生撕裂，而發(fā)生撕裂的位置并非最初的黏結(jié)界面。因此，導(dǎo)致材料在表面間發(fā)生轉(zhuǎn)移。黏結(jié)點(diǎn)在形成和撕裂的過程中都會產(chǎn)生很高的熱能熔點(diǎn)即“閃溫”和冷焊現(xiàn)象。閃溫不僅可將毛發(fā)碎片碳化，還會將殘余油膜氧化殆盡，從而造成干磨現(xiàn)象，同時(shí)也形成一種機(jī)械化學(xué)磨損，使?jié)櫥瑺顟B(tài)更加惡劣。

在滑移摩擦過程中，由于力和熱效應(yīng)的作用，摩擦副表面將發(fā)生一系列的變化。表面形貌和微觀接觸形態(tài)在摩擦過程中不斷地發(fā)生著變化；同時(shí)摩擦副表面組織吸附膜和氧化膜也將發(fā)生破裂，這種現(xiàn)象持續(xù)下去就會產(chǎn)生大量的微小裂紋，隨著裂紋不斷擴(kuò)展并相互連接，形成了微小的顆粒剝落，從而造成局部的表面損傷。這種損傷進(jìn)一步擴(kuò)展就會使那些微小的裂紋增值而覆蓋在滾道面上，最終導(dǎo)致軸承表面產(chǎn)生更多微小的剛性異物顆粒。這些微小顆粒又會重新進(jìn)入滾道，造成新的剛性異物損傷。剛性異物損傷是直接的和發(fā)展迅速的，造成的損害也是最大的。這樣周而復(fù)始的惡性循環(huán)造成大面積的表面疲勞損傷，這種損傷進(jìn)一步擴(kuò)展覆蓋在滾道表面上形成麻點(diǎn)。這些麻點(diǎn)再進(jìn)一步擴(kuò)展連接成片，造成更大的裂紋和剝落，形成更多更大的硬顆粒異物。

3.4 剛性異物對軸承壽命的影響

當(dāng)柔性異物損傷發(fā)展到一定程度時(shí)，就會導(dǎo)致表面疲勞和剝落，剝落下來的顆粒又會形成剛性異物損傷。剛性異物是指有一定的機(jī)械強(qiáng)度物質(zhì)，在本案例中硬顆粒異物就是從滾道上剝落下來的顆粒。當(dāng)這些硬顆粒重新進(jìn)入滾道被滾子碾壓時(shí)，就會在滾動表面產(chǎn)生應(yīng)力集中；又因?yàn)轭w粒的硬度和滾道表面相同，這樣就會在顆粒下方的滾道上產(chǎn)生瞬時(shí)小的、局部有限的塑性變形（即壓痕），壓痕的出現(xiàn)使得壓痕區(qū)的機(jī)械強(qiáng)度下降。當(dāng)滾動體再次經(jīng)過壓痕時(shí)也會產(chǎn)生高應(yīng)力集中現(xiàn)象，而在隨后的循環(huán)碾壓下在壓痕的后側(cè)會出現(xiàn)裂紋和麻點(diǎn)。隨著軸承運(yùn)行時(shí)間的延長，順著滾動方向就會形成裂紋并向外和深層擴(kuò)展，當(dāng)這些裂紋擴(kuò)展到一定程度時(shí)即發(fā)生新的更大的剝落，當(dāng)越來越多的小金屬顆粒從表面上脫離下來再次進(jìn)入滾道就形成了惡性循環(huán)（見圖4）。

由于滾道表面有剝落現(xiàn)象，使得滾道表面凹凸不平。當(dāng)滾子高速撞擊凸峰時(shí)會產(chǎn)生很大的能量，這些能量將轉(zhuǎn)化成振動能和熱能。同時(shí)凸峰受到如此大的多次沖擊，也將發(fā)生“崩潰”現(xiàn)象，形成更大的顆粒。

雖然表面硬化處理使得滾道表面形成一定深度、硬度很高的耐磨層，其表面產(chǎn)生的高殘余應(yīng)力能提高耐滾動性和抗彎曲疲勞能力。其表面硬度雖然增強(qiáng)了，但韌性卻下降了；而表層下的組織較軟、韌性好，可阻斷裂紋的擴(kuò)展，但這些都是相對的。一旦超過了它的承受閾值就會很快崩潰，加速表面的剝落速度，最終導(dǎo)致軸承失效。

軸承的磨損包含3個(gè)階段：磨合階段，穩(wěn)定磨損階段，劇烈磨損階段（見圖5）。

1）磨合階段：新軸承的工作表面都有一定的粗糙度，在磨合初期只有輪廓凸峰接觸，實(shí)際接觸面積較小，接觸處的壓力較大。隨著摩擦副表面的相對運(yùn)動，經(jīng)短時(shí)間磨合，表面凸峰被磨平，使實(shí)際接觸面積增大，磨損速度降低。在此階段是以流體潤滑為主，同時(shí)伴隨著很少量的邊界潤滑，在此階段滾子在滾道上會出現(xiàn)一定量的在流體潤滑狀態(tài)下的滑移運(yùn)動。

2）穩(wěn)定磨損階段：屬于正常磨損階段、磨損平穩(wěn)、緩慢。曲線斜率小，時(shí)間長，是軸承的正常工作階段。此時(shí)滾子在滾道上處在流體潤滑狀態(tài)下，滾子在流體潤滑狀態(tài)下很少出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。軸承正常磨損過程如圖5所示。

3）劇烈磨損階段：磨損劇烈，溫度升高，振動增加，磨損量快速增加，此時(shí)軸承滾子與滾道的接觸區(qū)處在乏油狀態(tài)下，滑移分量很大。軸承會在短時(shí)間內(nèi)喪失其使用功能。

在磨合階段如果有異物嚙合時(shí)，磨合期就會很短，并直接進(jìn)入劇烈磨損階段，使軸承使用壽命快速終結(jié)如圖5所示。

由上述可知，完全流體潤滑保證了軸承滾動體與滾道接觸區(qū)潤滑油膜的完好，避免金屬表面的直接接觸和碰撞。柔性異物會造成滾子接觸區(qū)域內(nèi)的邊界潤滑和干磨狀態(tài)。而軸承在初始的磨合階段（無異物存在）由于表面粗糙度等原因，滾子在滾道上也會發(fā)生滑移現(xiàn)象，但這是在完全流體潤滑狀態(tài)下發(fā)生的滑移，因此它不會產(chǎn)生干磨和閃溫現(xiàn)象，這樣也就不會對滾道表面造成損害。如果滾子在滾道的貧油區(qū)發(fā)生滑移，就會對滾道表面造成損傷，損傷出現(xiàn)后這種破壞會一直持續(xù)下去。應(yīng)當(dāng)重視滾動接觸部位乏油區(qū)造成的邊界潤滑問題，邊界潤滑和干磨狀態(tài)下摩擦副表面的磨損量非常大。因此作用在滾道面上切向力的大小與潤滑狀態(tài)有著密切的關(guān)系，軸承的摩擦是現(xiàn)象，磨損則是必然。因此摩擦損傷對滾動軸承的壽命會產(chǎn)生很大的影響，摩擦損傷是裂紋產(chǎn)生的主要起因。有效潤滑是防止裂紋產(chǎn)生最有效的方法，也是延長軸承使用壽命的有力措施。

軸承滾道由疲勞至損壞，是由疲勞裂紋的產(chǎn)生和傳播擴(kuò)展兩個(gè)過程組成，是一個(gè)由微觀到宏觀，由量變到質(zhì)變的變化過程。滾道表面裂紋產(chǎn)生前可以通過一定的措施，避免最初貧油潤滑的發(fā)生，杜絕裂紋產(chǎn)生，并盡最大可能延長裂紋產(chǎn)生的起始時(shí)間，一旦裂紋產(chǎn)生就很難進(jìn)行控制。要將這兩個(gè)過程區(qū)分開進(jìn)行討論，有助于更準(zhǔn)確地分析各部件的損壞原因，良好潤滑是軸承正常工作的一個(gè)重要條件。軸承材料的疲勞直接產(chǎn)生于軸承的工作表面，在理想的潤滑條件下，有一層足夠厚的潤滑油膜能防止金屬直接接觸，延緩工作面過早地出現(xiàn)損傷，預(yù)防材料過早地出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

以往對軸承異物的理解主要是關(guān)注剛性異物對軸承使用壽命所造成的影響，而忽視了柔性異物的負(fù)面作用。柔性異物和剛性異物對軸承表面的損壞形式、機(jī)理和程度有所不同，但造成的結(jié)果卻是相同的，柔性異物損傷達(dá)到一定程度時(shí)就會演化成剛性異物損傷。柔性異物損傷能促使剛性異物顆粒的產(chǎn)生，是誘導(dǎo)剛性異物產(chǎn)生的直接誘因。通過這個(gè)案例可知，柔性異物同樣會導(dǎo)致軸承使用壽命的過早喪失，但影響的具體程度不能僅通過這一案例進(jìn)行更加細(xì)致的量化分析，還需要今后進(jìn)一步深入地研究和探討。作為檢修人員在實(shí)際工作中不僅要嚴(yán)格遵守工作程序，防止異物進(jìn)入；也要在實(shí)際工作中不斷地鉆研和探索，通過不斷地提高和完善工作方法來確保檢修質(zhì)量，提高被檢修設(shè)備的安全性和可靠性；同時(shí)也要做好故障的分析和總結(jié)工作，為今后預(yù)防設(shè)備此類故障的發(fā)生及設(shè)備的有效檢修提供一些良好的實(shí)踐依據(jù)。

[1]秦山核電有限公司.高壓凝結(jié)水泵電機(jī)檢修規(guī)程[R].（Qinshan Nuclear Power Co., Ltd.Repairing Regulations for HP Condensate Pump [R].）

[2]劉澤九，編.滾動軸承應(yīng)用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.（LIU Ze-jiu.Application Manual for Roll Bearing[M].Beijing∶ Mechanical Engineering Industry Press.）

[3]溫詩鑄，黃平，著.摩擦學(xué)原理[M].北京：清華大學(xué)出版社.（WEN Shi-zhu, HUANG Ping.Tribology Principle[M].Beijing∶ Tsinghua University Press.）

[4]T.A.Harris，著.滾動軸承分析[M].羅繼偉，等譯.（T.A.Harris.Analysis for Roll Bearing [M]Translated by LUO Ji-wei, et al.）