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軸承微動指的是將兩個接觸表面發(fā)生的極小幅度的相對運動稱之為微動，軸承微動通常發(fā)生在發(fā)動機傳動、熱循環(huán)應(yīng)力、疲勞載荷、電磁振動等工作情況下，軸承微動會造成接觸表面摩擦磨損，引起零件咬合松動，功率損失，噪聲增加等，也會造成加速疲勞裂紋的可能性，從而降低零件的疲勞壽命。為了大家對軸承微動損壞常見形式及其對軸承的危害情況，下面本公司簡稱給大家做出了以下詳細介紹。
1、、軸承微動損壞常見形式
實際上的軸承的微動狀態(tài)十分復(fù)雜，一般根據(jù)簡化的平面接觸模型，按不同的相對運動方向，微動可以分為四種基本運動模式：切向式運動、徑向式運動、滾動式微動、扭動式微動。
圖1四種基本的微動模式圖
在實際中，后三種微動經(jīng)常出現(xiàn)或以兩種及兩種以上的微動方式復(fù)合出現(xiàn)。微動對軸承造成的損害主要有三種方式：軸承微動磨損、軸承微動疲勞、軸承微動腐蝕。
其中軸承微動磨損是由于外界振動引起接觸表面的相對位移，接觸件承受了大量的局部接觸載荷，從而造成軸承中鋼球和滾道部位的磨損；軸承微動疲勞是指軸承承受了疲勞交變應(yīng)力而引起的微動，造成了軸承接觸面的損傷。軸承微動腐蝕是指軸承在雨水、腐蝕性氣體等環(huán)境中使用，在腐蝕性介質(zhì)的作用下造成軸承接觸面的損害。
角接觸球軸承在承受法向交變載荷后，在內(nèi)外軸承內(nèi)外套圈滾道上留下“偽氏布壓痕”的圓形凹坑狀微動損傷。外圈上的微動磨損隨載荷增大而減緩，隨擺角增大而加重，隨循環(huán)次數(shù)的增加而其磨損增幅減緩。
關(guān)節(jié)軸承由于在運動時發(fā)生微動磨損，從而造成機械手臂的松動或定位不準(zhǔn)，從而降低了產(chǎn)品的質(zhì)量及使用壽命。
2、軸承微動磨損及微動疲勞的破壞分布圖
軸承微動磨損及微動疲勞是微動損害的兩種最主要形式。通過對摩擦副兩接觸面的觀測，在預(yù)應(yīng)力作用下獲得的材料響應(yīng)圖中，磨損區(qū)與裂紋區(qū)的分界線與普通的微動磨損相比，幾乎處于同一位置。
圖2預(yù)拉伸應(yīng)力條件下的材料破壞響應(yīng)圖
在滑移區(qū)內(nèi)磨屑的快速形成阻礙了裂紋的發(fā)展，裂紋區(qū)與無損傷區(qū)的分界線明顯向部分滑移區(qū)移動，裂紋擴展的長度和方向與普通的微動磨損相同。
在部分滑移區(qū)，根據(jù)測到的最大切向力(即摩擦力)，并結(jié)合光學(xué)顯微鏡下觀察得到的實際接觸面的半徑和粘著區(qū)的半徑，我們可以根據(jù)Mindlin理論計算得到接觸表面拉應(yīng)力。與GoodmanSmith曲線類似，我們以外界預(yù)應(yīng)力作為橫坐標(biāo)，表面最大拉應(yīng)力與外界預(yù)應(yīng)力之和作為縱坐標(biāo)，得到在部分滑移區(qū)內(nèi)預(yù)應(yīng)力下微動磨損的應(yīng)力一破壞分布圖如圖3所示。
圖3微動磨損的應(yīng)力一破壞分布圖
軸承微動疲勞由兩接觸表面的相對運動是通過外界交變載荷變形而引起的。微動疲勞下的微動區(qū)域特性與微動幅度，接觸壓力等參數(shù)相關(guān)。
軸承微動磨損和微動疲勞都是由于微動造成的，微動磨損是由于外界強加造成的，微動疲勞是由于試件本身承受交變疲勞力導(dǎo)致變形引起的。
3、消除及預(yù)防微動對軸承損壞的措施
防止微動疲勞破壞最簡單方法是消除振動源，但在工業(yè)生產(chǎn)中，振動源通常是不可避免的。因此只能采取措施減緩微動破壞，通?？梢詮娜齻€方面人手來減緩微動損傷對軸承造成破壞。
3.1消除微動的滑移和混合區(qū)
由圖4所示微動圖理論，材料磨損和裂紋主要形成區(qū)位于微動的滑移區(qū)和混合區(qū)?？梢酝ㄟ^增加壓力(預(yù)緊力)和過盈程度來減小微動損傷，但法向壓力的增加應(yīng)以機構(gòu)所承受的強度為限。但壓力的增加也意味著接觸應(yīng)力加大，在振動環(huán)境下局部疲勞應(yīng)力隨之增大，增大了微動裂紋萌生的危險。
圖4微動疲勞條件下的微動圖
也可從改變機構(gòu)設(shè)計人手，來減緩微動損傷對軸承造成的傷害。結(jié)構(gòu)設(shè)計的更改改變接觸區(qū)的壓力分布、幾何接觸模式和接觸面的剛度，從而改變了微動運行區(qū)域，有利于相對運動處于部分滑移區(qū)。
3.2增加接觸表面強度
可以通過物理(激光沖擊、離子注入等改變表層微觀結(jié)構(gòu)的硬化技術(shù))、化學(xué)(滲碳、滲氮等表面硬化方法)、機械(表面噴丸[3、滾壓等增加表面殘余應(yīng)力的方法)等工藝手段，改變軸承滾動體及滾道的組織結(jié)構(gòu)和成分，從而提高軸承滾動部位的耐磨和抗疲勞性能。表面改性技術(shù)對位于部分滑移區(qū)和混合區(qū)的微動是非常有效的，極大地提高了抗微動疲勞裂紋的能力。
3.3降低摩擦系數(shù)
減緩軸承微動損傷的另一個有效手段是降低摩擦系數(shù)，選用合適的潤滑油或潤滑脂。在軸承滾道上增加聚合物薄膜夾層或MoSS涂層J，增強滾道接觸面的潤滑特性，從而提高接觸表面耐久性。同時選擇合適的保持架材料，也可以很好的降低摩擦系數(shù)。在能滿足結(jié)構(gòu)強度的條件下，選擇柔性較好、變形量大的材料能有效吸收相對滑動，從而產(chǎn)生減輕表面破壞的作用；選擇硬度大、疲勞強度高的母體材料能有效地減輕微動的磨損及抑制裂紋的萌生和擴展；經(jīng)過材料的合理選配，利用微動初期產(chǎn)生的少量第三體進行自潤滑，也可達到減緩接觸材料進一步損傷的目的。
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