日本NACHI电机轴承提前失效的问题分析
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一、因日本NACHI进口精密高速电机轴承和轴不对中引起轴承的失效


某一喷气式飞机发动机在飞行中振动过大，立即关闭了该发动机。拆卸发动机之后，发现两个主轴滚珠轴承中，有一个轴承的保持架完全断裂。


这种轴承都是分辨式内套圈单列向心轴承，为喷气式发动机所专用。是用真空熔炼的52100钢制造的，设计的最高使用温度为177℃(350F)。在发动机中这些轴承一个挨一个地排列着。


（1）日本NACHI进口精密高速电机轴承分析鉴定


对两个轴承的内套圈与外套圈进行了硬度检查。保持架未破坏的轴承，其内外套圈的平均硬度值各为HRC58和59，均与规定的硬度值HRC58～64相符合。保持架破坏的轴承，其内套圈硬度为HRC55，外套圈硬度为HRC57。在177℃(350F)时，这些构件的硬度为 HRC50，这可能是过回火的表现。


日本NACHI进口精密高速电机轴承为区别是过热、结构损伤还是不对中，对两个日本NACHI进口精密高速电机轴承的所有构件进行了目视检查。是断了保持架的轴承的照片。图8.4-28b是保持架兜孔周围因严重划痕、擦伤和塑性变形而破坏的照片。在保持架的兜孔之间，沿边缘几个局部地点已开裂，在图8.4-28b上部两兜孔之间可以看到其中一条裂纹(箭头指向部位)。


日本NACHI进口精密高速电机轴承对外套圈检查的结果表明，保持架失效的日本NACHI进口精密高速电机轴承大约20%的承载表面受到严重损坏。滚槽一肩损坏情况比另一肩重些，这说明至少在工作的一段时间内轴承不对中。在保持架的兜孔中进一步发现了不对中的迹象，兜孔受到的磨损是不均匀的。这种不对中使保持架的材料产生严重的应力集中，致使保持架断裂。日本NACHI进口精密高速电机轴承构件变色说明轴受热的温度已超过设计极限。不对中的原因尽管并不肯定，但可能是日本NACHI进口精密高速电机轴承在主轴上安装不正确所致。


第二个轴承，除内套圈滚道上有几处小的剥落坑外并未发现损坏。通过最大的剥落沿周向截取试样，对试样作金相检验后发现，在亚表面层中有一被拉长了的夹杂物。这种夹杂物处于轴承中剪应力最大的地带(大约在表面以下0.127mm)，这就表明上述情况是形成剥落坑的起因。


a—轴承构件及断裂的保持架；b—保持架的放大照片，显示了划伤、擦伤和塑变造成的损坏及一条周向裂纹(箭头所指)；c—未失效轴承内滚道剥落坑显微照片，箭头所指为表面下0.127mm处的夹杂物


（2）结论


主轴上的轴承不对中，造成了保持架过热和应力过大，从而导致保持架失效。运转期间的过热使失效轴承稍微进行了回火。


在支撑日本NACHI进口精密高速电机轴承的内套圈上发现的细小微坑，是由亚表面被拉长的夹杂物所引起的，这种夹杂物所处的部位剪应力最大。这些剥落坑还未大到足以使发动机产生振动，从而导致该机停火的程度。
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