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汽車發(fā)動機軸承斷裂失效分析

2010-06-22

　　分析的對象是已失效的DDUR軸承，該軸承為單列向心球軸承，制造材料為GCrl5鋼，裝配在發(fā)動機飛輪盤內(nèi)孔處，支撐變速器一軸小頭端。發(fā)動機在試車過程中發(fā)生異響，返修檢查時發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)圈斷裂，斷裂位置見圖1。
　　分析與討論
　　斷口分析結(jié)果表明，裂紋起源于軸承內(nèi)圈外滾道中部的表面，為線源。斷口是由突發(fā)的大應(yīng)力導(dǎo)致的脆性斷口。斷口表面小孔洞與顯微組織中彌散分布的顆粒狀碳化物有關(guān)。
　　痕跡分析顯示軸承內(nèi)圈、外圈及滾珠上均有嚴(yán)重的壓痕，斷口表面存在放射狀條紋及二次裂紋，可推斷軸承曾受到大的沖擊載荷。而壓痕分布的不對稱性可推斷軸承曾偏載。當(dāng)軸承受到較大的軸向不對稱載荷，使內(nèi)、外圈產(chǎn)生徑向相對趨近量δa和軸向相近趨近量δr及相對傾角矽的相對位移。此時滾珠與內(nèi)外滾道之間形成一接觸角a≠0。軸承內(nèi)圈外滾道中心部位壁厚Z小，而且容易形成應(yīng)力集中，成為零件上承載能力Z薄弱區(qū)域。軸承正常工作時承受的軸向載荷很小而大應(yīng)力可能來源于裝配過程。在裝配現(xiàn)場了解到，裝配時當(dāng)把軸承砸人飛輪盤內(nèi)孔時，軸承承受較大的軸向力，一旦操作不當(dāng)，在軸承砸人過程中受力不均勻就會導(dǎo)致軸承斷裂。（金屬熱處理）