汽车发动机轴承断裂失效分析
2010-06-22
分析的对象是已失效的DDUR轴承，该轴承为单列向心球轴承，制造材料为GCrl5钢，装配在发动机飞轮盘内孔处，支撑变速器一轴小头端。发动机在试车过程中发生异响，返修检查时发现轴承内圈断裂，断裂位置见图1。
分析与讨论
断口分析结果表明，裂纹起源于轴承内圈外滚道中部的表面，为线源。断口是由突发的大应力导致的脆性断口。断口表面小孔洞与显微组织中弥散分布的颗粒状碳化物有关。
痕迹分析显示轴承内圈、外圈及滚珠上均有严重的压痕，断口表面存在放射状条纹及二次裂纹，可推断轴承曾受到大的冲击载荷。而压痕分布的不对称性可推断轴承曾偏载。当轴承受到较大的轴向不对称载荷，使内、外圈产生径向相对趋近量δa和轴向相近趋近量δr及相对倾角矽的相对位移。此时滚珠与内外滚道之间形成一接触角a≠0。轴承内圈外滚道中心部位壁厚Z小，而且容易形成应力集中，成为零件上承载能力Z薄弱区域。轴承正常工作时承受的轴向载荷很小而大应力可能来源于装配过程。在装配现场了解到，装配时当把轴承砸人飞轮盘内孔时，轴承承受较大的轴向力，一旦操作不当，在轴承砸人过程中受力不均匀就会导致轴承断裂。（金属热处理）
断口分析结果表明，裂纹起源于轴承内圈外滚道中部的表面，为线源。断口是由突发的大应力导致的脆性断口。断口表面小孔洞与显微组织中弥散分布的颗粒状碳化物有关。
痕迹分析显示轴承内圈、外圈及滚珠上均有严重的压痕，断口表面存在放射状条纹及二次裂纹，可推断轴承曾受到大的冲击载荷。而压痕分布的不对称性可推断轴承曾偏载。当轴承受到较大的轴向不对称载荷，使内、外圈产生径向相对趋近量δa和轴向相近趋近量δr及相对倾角矽的相对位移。此时滚珠与内外滚道之间形成一接触角a≠0。轴承内圈外滚道中心部位壁厚Z小，而且容易形成应力集中，成为零件上承载能力Z薄弱区域。轴承正常工作时承受的轴向载荷很小而大应力可能来源于装配过程。在装配现场了解到，装配时当把轴承砸人飞轮盘内孔时，轴承承受较大的轴向力，一旦操作不当，在轴承砸人过程中受力不均匀就会导致轴承断裂。（金属热处理）
