角接触球轴承的典型失效模式分析
角接触球轴承因其能同时承受径向和轴向载荷的特性，广泛应用于机床主轴、齿轮箱等高精度传动系统。其典型失效模式主要与载荷特性、润滑状态及工作环境密切相关，具体可分为以下几类：
1. **接触疲劳失效**
这是常见的失效形式，表现为滚道或滚动体表面出现点蚀、剥落。由于轴承在交变接触应力下长期工作，次表面层会萌生疲劳裂纹并逐渐扩展至表面。接触角区域的应力集中会加速这一过程，尤其在轴向载荷偏大或存在冲击载荷时，剥落面积会呈扇形扩展。
2. **润滑失效**
润滑不良会导致摩擦热积聚和表面损伤。当润滑油膜厚度不足（膜厚比λ<1）时，金属直接接触引发粘着磨损，形成划痕或胶合。污染物侵入（如金属碎屑）则会造成磨粒磨损，加剧滚道表面粗糙度。高速工况下，润滑剂氧化结焦还会导致保持架磨损。
3. **安装不当引发的失效**
包括预紧力过大导致的温升异常，以及安装偏斜引起的边缘应力集中。当轴承轴线与配合面存在0.05mm以上的偏差时，滚道会出现非对称磨损带，严重时导致保持架断裂。过盈配合不当则可能引起套圈蠕变或微动磨损。
4. **腐蚀与电蚀**
在潮湿或腐蚀性环境中，轴承表面易发生化学腐蚀，形成锈蚀凹坑。若存在轴电流（常见于变频电机驱动场景），滚动接触面会产生电火花凹坑，其特征为排列规则的火山口状烧蚀痕迹。
5. **塑性变形与断裂**
瞬时过载或冲击载荷超过材料屈服强度时，滚道会出现压痕或凹陷。在情况下，滚动体或保持架可能发生脆性断裂，此类失效常伴有金属碎屑的二次损伤。
6. **保持架动态失效**
高速运转时，保持架受离心力作用易发生变形，导致引导间隙异常。若同时存在润滑不良，可能引发保持架与滚动体的碰撞磨损，终导致铆钉断裂或兜孔撕裂。
这些失效模式往往存在耦合效应，例如润滑不良会加速疲劳失效，而安装误差可能诱发保持架振动。通过振动频谱分析、润滑油铁谱检测等手段可有效识别早期失效特征，为优化轴承选型和维护策略提供依据。
