柔性异物对空压机轴承寿命的影响

发表时间：2023-03-02

轴承异物按照其性质可以大致分为柔性异物和刚性异物两类。刚性异物对轴承的损毁是直接的也是zui严重的，一般比较容易发现；而柔性异物由于比较细微，对于轴承的寿命的影响有一个过程，理论上没有那么的剧烈，从而容易被人忽视。

所谓的柔性异物是指机械硬度小，塑形大的物质。它具有一定的塑形、柔韧性和延展性，动物毛发就属于此类。动物毛发主要由蛋白质和角质体组成，它的机械强度很低，高温时很容易被碳化。但是它的柔韧性和延展性都非常好，当滚子碾压时，它对轴承的圆度和刚性不会产生影响，也不会在轴承的滚道上留下压痕，但它在被滚子推碾的过程中，在它的后侧滚子和滚道的接触区域内就会形成一定区间的泛油区。在泛油区内滚子和滚道之间的润滑状态就会由全流体润滑成贫油润滑，即边界润滑严重时形成干磨现象。

根据轴承的概率乘积定理，轴承套圈的失效概率是各个部件失效概率和乘积。由于轴承各个部件的受力方式和机械强度等因素的影响，外滚道失效概率要远远大于其它部件。

轴承的工作表面无论加工多么精密，其微观上都是无数个任意分散的凹凸不平的微峰所组成，其表面的真实几何形状包括表面的形状偏差、表面波纹度和表面粗糙等。由于滚动体和滚道在接触面积小，压强就很大。在相互接触的两个运动面上，如果处在边界润滑状态下，摩擦表面被一层呈现非流动状态的润滑油膜所隔开（此时油膜很不稳定）。此时的摩擦力比流体润滑状态下大得多，在相互接触的两个运动面上，由于摩擦力矩增大将会导致滚子滑动。由于缺少润滑膜的隔离，两表面轮廓就会直接相互作用，滚道面上将受到很大切线方向的剪切力作用，轮廓凸峰刺破油膜，使得那些微小凸峰发生直接碰撞、脆性折断、塑形变形，并在凸峰根部产生微小的应力裂纹。

被碾压变形的毛发碎片会残留在滚子和滚道的接触区域内，这些残留物被挤，压到表面凹谷内，将凹谷内残留的润滑油挤出，并破坏仅存的表面附着油膜，使得润滑状态更加恶劣并 趋向于干磨。

由于润滑油膜的缺失导致两个工作面上的金属凸峰相互撞击，一部分凸峰会断裂，另一部分由于撞击产生高温发生高温发生塑性变形造成黏结点的形成，结点zui终会再次发生撕裂，而发生撕裂的位置并非zui初的黏结界面,导致材料在表面间发生转移,黏结点在形成和撕裂的过程中都会产生很高的热能熔点即“闪温”和冷焊现象。闪温不仅可以将毛发碎片碳化，还会将残余油膜氧化殆尽，从而造成干磨的现象，同时也形成一种机械化学磨损，使润滑状态更加恶劣。

在滑移摩擦过程中，由于力和热效应的作用，摩擦表面将发生一系列的变化。表面形貌和微观接触形态在摩擦过程中不断的发生着变化;同时摩擦表面组织吸附膜和氧化膜也将发生破裂，这种现象持续下去就会产生大量的微小裂纹，随着裂纹的不断扩展并互相连接，形成了微小的颗粒剥落，从而造成局部的表面损伤。这种损伤进一步扩展就会使那些微小的裂纹增值而覆盖在滚道面上，zui终导致轴承表面产生更多微小的刚性异物颗粒。这些微小颗粒又会重新进入滚道，造成新的刚性异物损伤。刚性异物损伤是直接的和发展迅速的，造成的损害也是最严重的。这样周而复始的恶性循环造成大面积的表面疲劳损伤，这种损伤进一一步扩展覆盖在滚道表面上形成麻点,这些麻点再进一步扩展连接成片，造成更大的裂纹和剥落，形成更多更大的硬颗粒异物。