低温高速球轴承钢球环带分析

李鸿亮，张旭，马美玲，李慎华

(洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

某涡轮泵用滚动轴承处于液氮中，在高速和重载下工作，由于温度限制只能采用自润滑保持架提供转移膜进行润滑，工作条件十分恶劣。航天运载系统对该类轴承提出了极高的要求，因此对于此类轴承的研究是各国航天运载系统的重要环节之一[1]。在此对涡轮泵用7206角接触球轴承在液氮台架试验后钢球表面出现环带及部分表面发黄的现象进行分析，以找出其形成原因。

1 轴承试验条件及试验结果

该液氮台架试验中轴承转速为20 000 r/min，承受轴向、径向载荷，采用保持架自润滑，液氮介质冷却。

轴承试验至正常停车，拆下检查时发现，大部分钢球表面均存在不同程度的环带(环状运转轨迹)，有的为单条，有的为多条；同时除一粒钢球表面明显变为棕黄色外，其余钢球色泽均无明显改变。轴承外圈光亮、色泽正常，沟道面上的环带偏向无字端面一侧，为一条分布均匀的轻微磨痕；内圈光亮，沟道面上的环带位于沟道底部，其中半个圆周为单条磨痕，而另外半个圆周则为两条磨痕；保持架完好，兜孔中部有轻微的磨痕，磨痕整体均匀，无异常。

2 轴承检测

2.1 扫描电镜检测

选取1粒环带比较明显的钢球经超声波清洗后烘干，用JSM-6380LV扫描电镜对其工作表面上的环带(图1所示的两个硬度压痕之间的环带)进行变倍观察，结果表明：

(1)在低倍条件下难以分辨环带的具体形貌，钢球表面的环带与正常部位相比无颜色及表面粗糙度的明显差别(图2)；……