深沟球轴承长期使用后，当检查某种深沟球轴承时，发现保持架损坏，并且分解后发现滚道部分剥落。该轴承被广泛使用，但是在使用多年的过程中，发生了保持架断裂和滚道剥离的情况。这个笼子破裂的原因是什么？以下中国轴承网（简称：华州网）与您分享相关示例和具体原因。

深沟球轴承保持架的断裂破坏特征：

故障轴承的整体颜色是明亮的，在内圈和外圈表面上没有损坏。如下图所示，在靠近铆钉一侧的铆钉附近，钢球所在的笼袋已破裂和折断，如下图所示

轴承保持架的裂纹形态

剖析轴承外圈后，发现外圈滚道的底部有明显的变色接触轨迹，该轨迹已变得粗糙，如图3所示；内圈滚道沿凹槽底部继续剥落整个圆周，并保持接触。轨迹略微偏向通道的非键入侧，显示出温和的爬升特性。如图4所示，破裂的凹坑在裂缝附近已明显磨损，变薄并出现毛边，如图5所示，去掉铆钉，将两者分开。在笼子中，可以看到一些笼子凹坑的内表面由于与钢球的摩擦而变得更亮，并且破裂的凹坑的内表面更加明显，如图6和图7所示。钢球的表面是完整的，并且都具有不同程度的高温变色。但是仍然有金属光泽，裂纹口袋所在的钢球的外观也不是异常。

测试结果：内圈的轴向跳动和外圈的轴向跳动明显超出标准规定，表明内部精度有所降低；

散裂零件分析

在扫描电子显微镜下观察到内滚道的剥落部分，没有发现诸如夹杂物的材料缺陷。剥落源处有金属肋，这些肋呈弧形分布，并逐渐向剥脱的中心扩展。

剥落部分的能谱分析发现除矩阵外没有其他元素。

硬度和金相组织

根据故障部位破裂后的外观检查结果，选择内圈和钢球，分别测试硬度和淬火回火组织。试验结果表明，内套和钢球的淬火回火组织和硬度均符合标准要求。

进一步观察内圈的金相样品没有发现高温特性和异常结构。

故障分析

通过扫描电子显微镜分析确认，轴承滚道剥离是疲劳剥离。根据保持架凹坑的开裂形态和内圈滚道的剥落形态，可以判断出内圈滚道的剥落应先于保持架凹坑的破裂。因为当轴承正常工作时，保持架上的力很小，只有钢球引导保持架的拖曳力，该力不会引起保持架破裂；即使保持架先开裂，其对钢球的约束也不明显变化，也不可能引起内圈滚道剥离。

相反，剥去轴承内圈的滚道后，轴承会异常运转并产生振动，这会导致钢球在圆周方向旋转时不稳定，产生径向跳动和圆周摆动，并导致运转堵塞。导致钢球和保持架凹窝之间的接触面磨损。同时，钢球还会在保持架凹穴上产生周向拉伸效果，最终将导致保持架在拐角和其他弱点处疲劳断裂。从内圈的物理和化学测试结果中，可以排除材料或冷热加工缺陷的影响；轴承的外圈滚道在整个圆周方向上都有接触凹痕，表明轴承在工作时径向载荷太大。重新检查轴承的安装和匹配状态，并全部符合技术要求，可以消除径向游隙小的影响。从7个钢球的尺寸测试结果来看，直径组差为0.8 um，超过了标准要求。

轴承设计分析软件用于计算和分析轴承运行过程中的接触应力。计算结果表明，在正常轴承条件下，钢球与内圈滚道的接触应力最大，最大接触应力为1758MPa，小于轴承钢的最大允许接触应力2000MPa。在这种情况下，较大的钢球与内圈滚道之间的最大接触应力有可能超过2000 MPa轴承钢的最大允许接触应力。

根据以上分析，初步发现内圈滚道剥落的原因是，钢球直径组的不同会影响一组钢球的载荷分布，而钢球之间的接触应力较大的钢球和内圈超过最大材料。长时间工作后，接触应力和额外的振动负载将导致内圈滚道的疲劳剥离。剥去轴承内圈的滚道后，轴承的操作异常，从而导致保持架的凹口破裂。因此，在轴承装配过程中，应严格控制轴承钢球的直径组差，以防止因接触应力变化而引起的产品故障，以及由于直径组差过大而引起的附加振动载荷。