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  自潤(rùn)滑軸承具有承載能力,、耐磨性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)著陸系統(tǒng),，但在飛機(jī)維修中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)自潤(rùn)滑軸承內(nèi)環(huán)塊，或自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承磨損斷裂,，針對(duì)這些故障現(xiàn)象,，中國(guó)軸承網(wǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：中國(guó)軸承網(wǎng)）根據(jù)軸承知識(shí)，分享相關(guān)自潤(rùn)滑軸承故障實(shí)例,。

  1,、自潤(rùn)滑軸承塊形狀圖及特點(diǎn)

  如圖1所示，自潤(rùn)滑軸承外圈和自潤(rùn)滑層末端損壞,，內(nèi)圈上端表面脫落,，斷口呈新月形，斷口無(wú)明顯塑性變形和腐蝕,。斷口左側(cè)有一斷口擴(kuò)展到基體的裂紋（A裂紋),，其內(nèi)側(cè)已擴(kuò)展到接近軸承上端面，外側(cè)比內(nèi)側(cè)慢,。此外,，內(nèi)圈與A裂紋呈圓心對(duì)稱(chēng)位置的裂紋（B裂紋)，裂紋類(lèi)似于直線(xiàn),，從軸承上端面向內(nèi)延伸,。

  圖1 自潤(rùn)滑軸承的宏觀(guān)形狀

  結(jié)果見(jiàn)圖2。整個(gè)斷口上擴(kuò)展棱線(xiàn)明顯,，裂紋擴(kuò)展路徑為：裂紋在軸承右側(cè)上端面處起源,，而后沿軸承內(nèi)側(cè)由內(nèi)向外同時(shí)擴(kuò)展。沿內(nèi)側(cè)擴(kuò)展到左上端后,，裂紋從內(nèi)到外徑向擴(kuò)展,，最終在軸承外形成瞬時(shí)斷裂區(qū)。在整個(gè)斷口的外側(cè),，特別是在拐角處,，有更多的黃棕色附著物，是軸承內(nèi)外圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中斷口的自潤(rùn)滑材料,。

  圖2 斷口形態(tài)

  2,、自潤(rùn)滑軸承塊的原因

  通過(guò)宏觀(guān)和微觀(guān)檢查，以及金相檢測(cè)，軸承內(nèi)圈塊斷口形狀均勻,，擴(kuò)展邊緣清晰,，源區(qū)、擴(kuò)展區(qū)和瞬時(shí)斷裂區(qū)明顯,，無(wú)宏觀(guān)塑性變形和腐蝕特性,。根據(jù)上述特點(diǎn)，軸承塊的性質(zhì)是疲勞斷裂,。

  斷裂裂紋起源于端面內(nèi)側(cè),，沿軸承內(nèi)側(cè)和徑向擴(kuò)展；軸承內(nèi)側(cè)的擴(kuò)展速度大于徑向擴(kuò)展速度,。A裂紋起源于斷口源區(qū)附近,，軸承內(nèi)側(cè)的擴(kuò)展速度也快于外側(cè)。上述現(xiàn)象表明,，裂紋的形成源于軸對(duì)軸承的沖擊,。由于裂紋的存在，塊斷裂前的實(shí)際沖擊力相對(duì)較小,，因此瞬斷區(qū)面積較小,。雖然軸承的硬度符合技術(shù)要求，但組織中較大的殘余奧氏體和網(wǎng)狀碳化物顯然會(huì)降低材料的沖擊韌性和對(duì)沖擊載荷的承載能力,。

  由于飛機(jī)降落時(shí)起落架的下放角度相同,，軸承受最大沖擊載荷時(shí)的位置，即斷口源區(qū)的位置也固定,。這也是為什么B裂紋的位置類(lèi)似于塊斷口的源區(qū)域。

  3,、自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承磨損圖及特點(diǎn)

  如圖3,、4所示，由此可見(jiàn),，自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承一端球面磨損嚴(yán)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墊,，故障軸承內(nèi)圈仍可在外圈內(nèi)隨意旋轉(zhuǎn),。內(nèi)圈磨損球面對(duì)應(yīng)的外圈滑動(dòng)表面襯墊已磨損，露出金屬基體,。磨損一端磨損,，另一端球面和襯墊完好。從球面360圓方向觀(guān)察發(fā)現(xiàn),，球面340范圍內(nèi)有磨損,。

  圖3自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承宏觀(guān)圖

  圖4軸承內(nèi)外環(huán)磨損宏觀(guān)圖

  4.自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承磨損原因分析

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

  從軸承磨損失效的角度來(lái)看，球面陶瓷涂層和襯墊磨損,，露出金屬基體,。自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承磨損失效可從以下三個(gè)方面進(jìn)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(cè)應(yīng)力嚴(yán)重,，導(dǎo)致軸承一端磨損嚴(yán)重，應(yīng)力集中,，超過(guò)襯墊正常使用條件,，導(dǎo)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）從陶瓷涂層的磨損失效分析可以看出，陶瓷涂層有兩種脫落形式,。一是陶瓷涂層在摩擦過(guò)程中逐漸減薄,，最終暴露金屬基體；二是陶瓷涂層組合差,，整體剝落,，主要集中在軸承端面附近。故障軸承嚴(yán)重磨損的區(qū)域位于內(nèi)圈陶瓷涂層與金屬基體的交界處,，陶瓷涂層與金屬基體粘結(jié)較弱,，易剝落。在實(shí)際工況下,，當(dāng)內(nèi)圈陶瓷涂層與金屬基體交界處單向載荷較大時(shí),，陶瓷涂層脫落，導(dǎo)致內(nèi)圈金屬基體與襯墊對(duì)磨,，加速襯墊磨損,，最終發(fā)生鋼-鋼對(duì)磨。

  （3）在軸承使用過(guò)程中,，外來(lái)異物可能會(huì)進(jìn)入摩擦副,，增加磨損因數(shù)，加速軸承的磨損,。根據(jù)用戶(hù)提供的試驗(yàn)載荷譜,，故障軸承在試驗(yàn)過(guò)程中不受軸向力的影響。但從軸承磨損的角度來(lái)看，軸承也受到徑向力的影響,。

  5,、自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承斷裂形貌圖及特征

  如圖5所示，軸承內(nèi)圈斷口的宏觀(guān)形狀圖由圖5所示a,、5b裂紋處無(wú)明顯塑性變形,，并沿軸承端向內(nèi)擴(kuò)展。沿?cái)U(kuò)展方向人工打開(kāi)裂紋形成斷口試樣(圖5c),，觀(guān)察斷面,，發(fā)現(xiàn)斷面平整細(xì)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5所示c中黑色箭頭所指區(qū)域。源區(qū)為點(diǎn)源,，灰黑色,；源區(qū)側(cè)表面（軸承端面）磨損、滾動(dòng)特征明顯,，磨損方向周向,；整個(gè)斷口可見(jiàn)明顯的疲勞擴(kuò)展條紋（圖5）d)。

  圖5軸承內(nèi)圈斷口宏觀(guān)圖

  6.分析自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承斷裂的原因

  從宏觀(guān)觀(guān)察可以看出,，裂紋無(wú)明顯的塑性變形,，斷口平整細(xì)膩，擴(kuò)展區(qū)可見(jiàn)明顯的疲勞輝紋,，具有疲勞特征,。根據(jù)掃描電鏡的觀(guān)察，軸承端面具有明顯的粘附磨損特性,，磨損方向?yàn)橹芟?。根?jù)金相分析，斷口附近有二次裂紋,，向內(nèi)擴(kuò)展，裂紋尾部扭曲變形,，金屬流線(xiàn)清晰,；主裂紋周?chē)鸁o(wú)異常，排除軸承制造過(guò)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(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承在疲勞試驗(yàn)過(guò)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(yàn)過(guò)程中,，軸承端面和模具平面會(huì)有擠壓和相對(duì)位移,，導(dǎo)致兩個(gè)平面粘附磨損。軸承每次拉動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生金屬微組織的滑動(dòng),。組織滑動(dòng)積累后,，形成塑性流變層。塑性流變層越厚,，磨損越嚴(yán)重,。

  故障軸承端面有明顯的磨損和滾動(dòng)痕跡，典型的粘附磨損特征,。軸承內(nèi)圈端面裂紋的萌生主要是由于軸承端面與工裝平面的粘著磨損,，導(dǎo)致軸承端面的金屬塑性流變，導(dǎo)致金屬滑動(dòng)和折疊,。當(dāng)軸承端面受到較大的切應(yīng)力時(shí),，端面表面的金屬會(huì)發(fā)生塑性變形和開(kāi)裂。一些微裂紋向內(nèi)擴(kuò)展,，一些微裂紋導(dǎo)致塑性變形層剝落,，最終在軸承端面形成凹坑。 更多的軸承信息和軸承知識(shí)可以在中國(guó)軸承網(wǎng)簡(jiǎn)稱(chēng)(中國(guó)軸承網(wǎng))上查詢(xún)