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  自潤滑軸承具有承載能力、耐磨性好、使用壽命長等優(yōu)點,，廣泛應用于飛機著陸系統(tǒng),，但在飛機維修中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)自潤滑軸承內(nèi)環(huán)塊，或自潤滑關節(jié)軸承磨損斷裂,，針對這些故障現(xiàn)象,，中國軸承網(wǎng)（以下簡稱：中國軸承網(wǎng)）根據(jù)軸承知識，分享相關自潤滑軸承故障實例,。

  1,、自潤滑軸承的塊形圖、特點

  如圖1所示,，自潤滑軸承外圈和自潤滑層末端損壞,，內(nèi)圈上端表面脫落，斷口呈新月形,，斷口無明顯塑性變形和腐蝕,。斷口左側有一個從斷口擴展到基體的裂紋（A裂紋)，其內(nèi)側已擴展到接近軸承上端面,，外側的擴展速度比內(nèi)側慢,。此外，在內(nèi)圈和內(nèi)圈上A裂紋呈圓心對稱位置處還存在一處裂紋（B裂紋),，裂紋類似于直線,，從軸承上端面向內(nèi)延伸。

  圖1

  在體式顯微鏡下觀察內(nèi)圈斷口的形狀,，如圖2所示,。整個斷口的邊緣明顯擴展，裂紋擴展路徑為：裂紋起源于軸承右上端,，然后沿軸承內(nèi)側由內(nèi)向外擴展,。在沿內(nèi)側擴展到左上端后，整個裂紋從內(nèi)到外徑向擴展,，最終在軸承外形成一個瞬時斷裂區(qū),。整個斷口的外側，特別是拐角處有更多的黃棕色附著物,，是軸承內(nèi)外圈相對旋轉過程中斷口的自潤滑材料,。

  圖2 斷口形態(tài)

  2,、自潤滑軸承塊的原因

  通過宏觀和微觀檢查，以及金相檢測,，軸承內(nèi)圈塊斷口形狀均勻,，擴展邊緣清晰，源區(qū),、擴展區(qū)和瞬時斷裂區(qū)明顯,，無宏觀塑性變形和腐蝕特性。根據(jù)上述特點,，軸承塊的性質是疲勞斷裂,。

  斷裂裂紋起源于端面內(nèi)側，沿軸承內(nèi)側和徑向擴展,；軸承內(nèi)側的擴展速度大于徑向擴展速度,。A裂紋起源于斷口源區(qū)附近，軸承內(nèi)側的膨脹速度也快于外部膨脹速度,。上述現(xiàn)象表明,，裂紋的形成源于軸對軸承的沖擊。由于裂紋的存在,，塊斷裂前的實際沖擊相對較小,，因此瞬時斷裂面積較小。雖然軸承的硬度符合技術要求,，但組織中較大的殘余奧氏體和網(wǎng)狀碳化物顯然會降低材料的沖擊韌性和對沖擊載荷的承載能力,。

  由于飛機降落時起落架的下放角度相同，軸承受沖擊載荷最大時的位置也固定在斷口源區(qū),。B裂紋的位置與斷裂的源區(qū)相似,。

  3、自潤滑關節(jié)軸承磨損圖及特點

  如圖3,、4所示,，由此可見，自潤滑關節(jié)軸承一端球面磨損嚴重,，金屬基體已暴露,。軸承內(nèi)外圈為芳綸聚四氟乙烯纖維織物襯墊，失效軸承內(nèi)圈仍可在外圈內(nèi)隨意旋轉,。而且內(nèi)圈磨損球面對應的外圈滑動表面的襯墊已經(jīng)磨損,，露出金屬基體。磨損在球面一端,，另一端球面和襯墊完好無損,。360°圓周方向觀察發(fā)現(xiàn)，在球面340°磨損在范圍內(nèi),。

  圖3自潤滑關節(jié)軸承宏觀圖

  圖4軸承內(nèi)外環(huán)磨損宏觀圖

  4,、分析自潤滑關節(jié)軸承磨損原因

  軸承表面磨損失效主要是由于軸承受單力大,，超過軸承正常使用條件，導致軸承摩擦副磨損加速,，導致軸承磨損失效,。

  從軸承磨損失效的角度來看，球面陶瓷涂層和襯墊磨損,，露出金屬基體。自潤滑關節(jié)軸承磨損失效可從以下三個方面進行分析：

  （1）從襯墊磨損失效分析,，從球磨損形狀可以看出,，軸承單側應力嚴重，導致軸承一端磨損嚴重,，應力集中,，超過襯墊正常使用條件，導致軸承襯墊快速損失,，襯墊磨損后,，使內(nèi)圈陶瓷涂層與外圈金屬基底接觸，磨損,，損壞內(nèi)圈陶瓷涂層,，鋼磨。

  （2）從陶瓷涂層磨損失效分析,，宏觀觀察可以看出,，陶瓷涂層有兩種脫落形式，一種是陶瓷涂層在摩擦過程中逐漸減薄,，最終暴露金屬基體,；另一種是陶瓷涂層組合差，整個剝落,，主要集中在軸承端面附近,。失效軸承的嚴重磨損區(qū)域位于內(nèi)環(huán)陶瓷涂層與金屬基體的交界處，陶瓷涂層與金屬基體的粘結相對較弱,，易剝落,。在實際工況下，當內(nèi)環(huán)陶瓷涂層與金屬基體交界處單向載荷較大時,，陶瓷涂層脫落,，導致內(nèi)環(huán)金屬基體與襯墊磨損，加速襯墊磨損,，最終發(fā)生鋼-鋼磨損,。

  （3）在軸承使用過程中，外來異物可能會進入摩擦副,，增加磨損因數(shù),，加速軸承的磨損,。根據(jù)用戶提供的試驗載荷譜，故障軸承在試驗過程中不受軸向力的影響,。但從軸承磨損的角度來看,，軸承也受到徑向力的影響。

  5,、自潤滑關節(jié)軸承斷裂圖的特點

  如圖5所示,，軸承內(nèi)圈斷口的宏觀形狀由圖所示5a、5b可以看出,，裂紋處沒有明顯的塑性變形,，并沿軸承端向內(nèi)擴展。沿擴展方向手動打開裂紋,，形成斷口樣品（圖5c),，觀察斷面，發(fā)現(xiàn)斷面平整細膩,，具有疲勞特征,，其中靠近內(nèi)圈端面的斷面為裂紋源，如圖所示5c中黑色箭頭指的區(qū)域,。源區(qū)為點源,，為灰黑色；源區(qū)側表面（軸承端面）磨損,、滾動特性明顯,，磨損方向周向；整個斷口可見明顯的疲勞擴展條紋（圖）5d),。

  圖5軸承內(nèi)圈斷口宏觀圖

  6,、分析自潤滑關節(jié)軸承斷裂原因

  通過宏觀觀察，裂紋無明顯的塑性變形,，斷口光滑細膩,，擴展區(qū)可見明顯的疲勞光紋，具有疲勞特征,。通過掃描電鏡觀察,，軸承端面具有明顯的粘附磨損特性，磨損方向為周向,。根據(jù)金相分析,，斷口附近有二次裂紋，向內(nèi)擴展,，裂紋尾部扭曲變形,，金屬流線清晰；主裂紋周圍無異常,，消除了軸承制造過程中裂紋的可能性,。軸承端表面有明顯的塑性變形層,，厚度不均勻，部分區(qū)域的塑性變形層脫落,，形成凹坑,，表明軸承端表面力不均勻，塑性變形層有微裂紋,。

  桿端自潤滑關節(jié)軸承在疲勞試驗過程中受到拉載荷的影響,。如果軸承端面與模具的平面度不匹配，則存在間隙,。在試驗過程中,，軸承端面和模具平面會有擠壓和相對位移，導致兩個平面粘附磨損,。軸承每次拉動都會產(chǎn)生金屬微組織的滑動,。組織滑動積累后,，形成塑性流變層,。塑性流變層越厚，磨損越嚴重,。

  故障軸承端面有明顯的磨損和滾動痕跡,，這是典型的粘附磨損特征。軸承內(nèi)圈端面裂紋的發(fā)生主要是由于軸承端面與模具平面的粘附磨損,，導致軸承端面的金屬塑性流變,，導致金屬滑動和折疊。當軸承端面受到較大的切應力時,，端面表面的金屬會發(fā)生塑性變形和開裂,，一些微裂紋向內(nèi)擴展，一些微裂紋導致塑性變形層剝落,，最終在軸承端面形成坑,。更多的軸承信息和軸承知識，您可以查詢中國軸承網(wǎng)（中國軸承網(wǎng)）