第一篇：偏航轴承典型失效分析
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风电偏航轴承典型失效分析
摘 要
偏航轴承是风电设备中主要的零部件，其性能与工况的好坏直接影响到与之相连的转动轴以及安装在转轴上的偏航系统装置乃至整个风电设备的性能。据统计，在风电设备中，大约有20%的故障都是由于偏航轴承引起的。因此，研究偏航轴承的失效机理，提出相应的预防和维护措施，对于提高偏航轴承的可靠性，提高风电设备的使用寿命，提高经济效益，保证风电设备的长期安全稳定运行，均有现实的意义。
轴承寿命是与制造、装配、使用密切相关的，偏航轴承早期的失效多与偏航系统配合部位的制造精度、安装质量、使用条件、外部异物侵入、电腐蚀及偏航系统突发故障等多方面因素有关，必须各个环节都要做好，才能使偏航轴承处于最佳的运转状态，从而延长轴承的寿命。
本文在广泛查阅国内外相关技术资料基础上，给合国内外的实践经验和研究成果，论述了诸如材料、结构设计、使用工况、密封润滑等各种因素对偏航轴承损坏的影响。采取各种检查手段，进行失效分析，找出引起失效的原因，改善这些因素，避免或减少类似事件的再次发生，延长轴承的使用寿命。
关 键 词：偏航轴承，失效，材料，结构设计，寿命
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THE TYPICAL FAILURES ANALYSIS ON THE YAW
BEARING
ABSTRACT
Yaw bearings are the major components in wind power equipment.The performance and working conditions of the yaw bearings are closely related to the performance of the yaw system on the shaft and even the whole wind power equipment.According to statistics, up to 20 percent of failure of wind power equipment is caused by the yaw bearings.Consequently, it is of vital importance to study failure mechanism of the yaw bearings and work out effective preventive measures in order to improve the reliability of the yaw bearings and prolong the life of the wind power equipment, which help to improve the economic benefit as a result.And it is also very practical to make sure the safe and steady operation of the wind power equipment in real working conditions.Bearing life are closely related to manufacturing, assembling and using, The early failure of the yaw bearings are mostly related to the manufacturing accuracy of the yaw system , installation quality, service condition, external inpurity intrude, electric corrosion and sudden accidents of the yaw system.Each link factors should be well.To make the yaw bearings in the best operation state, thereby prolong the life of the yaw bearing.This paper based on widely consult the relevant technical datas of the domestic and foreign.combined domestic and international experience and research findings, discussed such as materials, structural design, working condition, seal lubricant and other factors impact on the yaw bearing damage.Take all kinds of inspection method for failure analysising, finding out the reason caused by failure, improving these factors, avoiding or reducing the similar events happening again and prolonging the service life of the yaw
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bearings.KEY WORDS：the yaw bearing, failure, materials, structural design, working life
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目 录
前 言................................................................................................1 第一章 绪论....................................................................................3 §1.1 本课题的提出.....................................................................3 §1.2 国内外研究现状.................................................................3 §1.3 本课题研究的依据与意义..................................................4 §1.4 本论文的研究内容及方法..................................................5 第二章 偏航轴承的典型失效形式.................................................6 §2.1 偏航轴承技术概述.............................................................6 §2.2 偏航轴承的使用工况.........................................................8 §2.3 偏航轴承的失效形式.........................................................9 §2.3.1 接触疲劳剥落...........................................................9 §2.3.2 磨损.........................................................................10 §2.3.3 腐蚀.........................................................................11 §2.3.4 胶合.........................................................................12 §2.3.5 塑性变形.................................................................13 §2.3.6 其它失效形式.........................................................13 §2.4 研究偏航轴承失效的步骤................................................14 第三章 影响偏航轴承失效的各种因素以及改进措施..................17 §3.1 材料因素对偏航轴承寿命的影响....................................17 §3.2 偏航轴承制造工艺的分析................................................19 §3.3 润滑和密封对偏航轴承失效的影响................................21 §3.4 提高偏航轴承工作寿命的有效措施................................22 结 论..............................................................................................25 参考文献..........................................................................................26 致 谢..............................................................................................28
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前言
近几年来，随着社会进步和科学技术的高速发展，风力发电作为一项可再生的绿色环保新型洁净能源，受到各国的高度重视，得到了长足的发展。随着风机发电能力的不断提高，风机设计也越来越向大型化发展。因此，对风电偏航轴承提出了更高的要求可靠性，还要轻便，便于安装。抗疲劳制造是风电轴承长寿命和高可靠性的保证，由于风机组在野外温度、湿度变化大，要承受大的冲击载荷和倾覆力矩，还要经受风沙的侵袭。由于风场一般都在偏远地区，偏航轴承的运输和吊装都十分困难，一旦发生早期故障，维修费用十分昂贵质量，避免轴承的早期失效。在这里对偏航轴承的早期失效进行分析，找出失效的原因，提出相应的整改措施。疲劳破坏是偏航轴承典型的失效形式，对于要求20术进行生产，使其具备很高的疲劳寿命。轴承失效是近承达不到预期的支撑运动部件运动的功能。失效分析即时通过合乎逻辑的思路、科学的方法，使用必要的试验技术手段，包括近代发展起来的各种微观表面分析仪器，找出失效机理，并提出防止失效的措施轴承的失效分析是提高偏航轴承可靠性系统工程中的重要环节，是一门跨学科的技术领域，它既有综合性，又有实用性。所谓综合性表现在它的涉及面很广，包括产品的结构设计、机械制造工艺、材料的选用与冶金技术，以及摩擦学、腐蚀学、工程力学、断裂力学、金属物理和表面物理等广泛的学科领域和技术门类。而这些学科的发展又都与失效分析工作密切相关。所谓的实用性表现在轴承的失效分析工作必须从生产实际出发并紧密的为生产服务。它的积极意义在于[5]：
（1）可以分析出偏航轴承失效的主要原因，并提出改进措施，不断提高轴承产品的质量。[1,2]80m以上的高空中运行，风电偏航轴承工况恶劣，[3]。因此，在轴承的生产过程中必须提高轴承40年来发展起来的一门技术科学。
是指轴[4]。由此可见，偏航。大型风电偏航轴承不仅要求高的刚性和年使用寿命和高可靠性的偏航轴承来说，必须应用抗疲劳制造技所谓轴承失效，失效分析技术必须依赖于这些相关学科的发展而向前发展，河南科技大学毕业设计（论文）
（2）可以判断设计是否合理，纠正某些不尽合理的方面以提高偏航轴承产品的可靠性。
（3）可以发现偏航轴承零件在冷、热加工中存在的问题。纠正不合理的加工工艺。
（4）可以判断材料选择的合理性及原材料质量存在的问题，所以说偏航轴承的失效分析工作是与偏航轴承的产品质量及其生产发展密切相关的重要工作。
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第一章 绪论
§1.1 本课题的提出
风力发电机用轴承主要包括：偏航轴承总成（变速器轴承、发电机轴承等。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，每台风力发电机设备都要有一套偏航轴承。偏航轴承是风机追踪风向，调整迎风面的保证，转动范围要求20（一次安装拆卸费用即高达几十万到上百万）的可靠性，就成为对偏航轴承的基本要求，若在质保期内轴承损坏，将进行索赔，带来的经济损失巨大措施，改善轴承的各项性能，从而延长轴承的寿命。§1.2 国内外研究现状风能是大自然中取之不尽，用之不竭且无污染的可再生能源。在全世界电力需求量急剧增长的条件下，考虑到有机燃料的非再生性与有限开采性以及生态环境等原因，大力利用风能具有特别的现实意义。近十年来，风力发电作为一项可再生的绿色环保新型洁净能源，受到了各国的高度重视，得到了长足的发展。从世界范围看，欧洲和北美在开发利用风能发电方面处于世界领先地位，尤其是欧洲的丹麦、德国和英国以及北美的美国。目前风力发电已在可再生能源的开发中独树一帜，成为对常规能源最具竞争力的新能源发电方式。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源，我国风能资源储量居世界前列，仅次于俄罗斯和美国。但轴承是我国风电设备制造的软肋[10]在偏航轴承开发研制中，存在的主要技术难点是实现长寿命所需的密封结构和润滑脂、特殊的滚道加工方法和热处理技术、特殊保持架设计和加工
360，在90范围上转动频率最高。一般情况下，风电设备[6,7]，因此，3
660PME04720年的使用寿命和高）、变桨轴承、年的工作寿命，由于偏航轴承的吊装和更换极为不便而且成本很高。对偏航轴承的早期失效进行分析，提出有效。
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制造方法等。国内目前的技术水平与国外先进水平相比存在较大差距，但近几年来我国的一些研究单位在这些方面已经取得了一些突破性的研究成果，这必须将加速风机轴承国产化的进程[11]。
国际著名的风电轴承公司主要有瑞典SKF、德国Schaeffler(舍费勒)、美国TMKEN和日本 NSK等，在全球市场上占据统治地位。其中，SKF专为大型风力发电机设计和开发的超大型混合陶瓷深沟球轴承可隔绝电流。这些轴承设计独特，轴承套圈由钢制轴承产品制成，钢球由氮化硅（硬度高而且密度低。除了优异的电绝缘能力外，轴承设计充分发挥了润滑剂的作用，即便在润滑不良的情况下也能确保长期性能[12,13,14]。
我国轴承行业透，大多轴承厂家在模。虽然洛阳LYC轴承有限公司已具有术并可批量生产，最近又研制出还有一定距离。据悉大、配套机组最全研发、工艺制造、检屈指可数的几家能§1.3 本课题研究的依据与意义风力发电机用轴承主要包括：偏航轴承总成（轴承（24044CC）、变速器轴承、发电机轴承等。风电偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，偏航轴承是偏航系统中的重要部件，承载着风力发电机主传动系统的全部质量，并传递着气动推力到塔架，用于适时地调整风力发电机的迎风角度，因而可以说，偏航轴承是风机追踪风向，调整迎风面的保证。由于风力发电机在野外高空环境中工作，偏航轴承工作在风沙、雨水、盐雾、潮湿等环境下，给其安装、润滑及维修都带来了不便。为此不仅要求偏航轴承具有足够的强度和承载能力，还要求其运行平稳、安全可靠、寿命长（风力发电机主机寿命要求风电轴承的设计、制造兆瓦风机以上的技术多处于实验阶段，难以形成规2兆瓦级风电机组配套轴承的制造技2.5兆瓦风电轴承，但与世界先进技术相比瓦轴已经建成全球轴电功率最大的风力发测试验三大技术领域达5兆瓦风力机组配套
20年，因此偏航轴承寿命也要达到4
Si3N4）制成，SKF超大型混合陶瓷深沟球试验技术还远远没有吃品种最多、生产规模最轴承生产基地，在设计了世界水平，成为全球承的企业之一[15]。
660PME047）、风叶主轴20年）、润滑、防腐、对和1.5，承、发电到为轴河南科技大学毕业设计（论文）
及密封性能良好[16]。
偏航轴承的失效是一个十分复杂的问题，它不仅与轴承的材料、精度等级、热处理性能有关，还与工作载荷（冲击载荷）、装配精度、润滑条件、密封状况以及环境参数有关，另外，风机如果在运动过程中偏转，偏航齿轮上将承受相当大的陀螺力矩，亦容易造成偏航轴承的疲劳失效。
本课题通过对风电偏航轴承的典型失效分析研究，指出实验研究分析的必要性, 并从设计因素、加工精度、使用条件及环境参数等方面讨论了它们与偏航轴承失效的关系，并得出了提高风电偏航轴承寿命的一些具体措施。§1.4 本论文的研究内容及方法本论文的研究题目是偏航轴承的典型失效分析，其内容将主要从偏航轴承早期的失效形式方面进行论述。磨损失效、腐蚀失效、塑性变形失效、胶合失效等，通过对这些失效机理的理解认识，对偏航轴承进行失效分析，大体可以分为三个步骤：失效实物和背景材料的收集；对失效实物的宏观检查和微观分析。找出早期失效的主要因素，最终提出能有效避免风电偏航轴承早期失效、提高风电偏航轴承寿命的一些措施。
本文通过参阅国内外有关的技术文献，对偏航轴承的失效机理进行了概括总结，采用文献研究法、信息研究法、经验总结法、系统科学法等方法对目前偏航轴承生产制造、使用安装方面的技术进行了归纳总结和改进。
偏航轴承的失效形式主要有接触疲劳失效、河南科技大学毕业设计（论文）
第二章 偏航轴承的典型失效形式
偏航轴承是风力发电机设备的的基础件之一，偏航轴承运行的状况直接影响偏航系统的运行质量。现在风力发电机对偏航轴承的质量、精度、使用寿命等要求越来越高，通过对偏航轴承的失效形式的了解，可以直观地发现轴承损坏的因素，便于查找引起轴承失效的根本原因。§2.1 偏航轴承技术概述风力发电机用轴承主要包括：偏航轴承总成（变速器轴承、发电机轴承等。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，每台风力发电机设备都要有一套偏航轴承。偏航轴承是风机追踪风向，调整迎风面的保证，转动范围偏航加速度生的加速度加。另外，风机如果在运动过程中偏转，偏航齿轮上将承受相当大的脱落力矩，容易造成偏航轴承的疲劳失效。根据偏航轴承的受力特点（同时承受轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩）点接触式球或双排四点接触球转盘轴承。单排四点接触球转盘轴承的结构参见图1-1对偏航轴承的安装、使用及维护和保养也越来越重视。
660PME047）、变桨轴承、360°，在90°范围上转动频率最高，风机开始偏转时，MI（I为机舱惯量）。偏航转速越高，产I非常大，这样使本来就很大的冲击力成倍的增，偏航轴承通常采用“零游隙”设计的单排四1-2[6,7]。
图2-1 无齿式四点接触球转盘轴承 将产生冲击力矩也越大，由于，双排四点接触球转盘轴承的结构参见图河南科技大学毕业设计（论文）
图根据风力发电机的要求和生产能力，标准将单排四点接触球轴承外径尺双排异径球轴承的。
由于风力发电机偏航轴承的受力工况复杂，而且轴承承受的冲击和振动（1）材料
轴承套圈推荐采用国内外转盘轴承常用的42Cr加入Mo5562HRCGCr15SiMn。
（2）偏航轴承的游隙要求（3）防腐蚀和密封无齿式双排四点接触球转盘轴承4004000mm础上适当增加，偏航轴承在游隙方面有特殊的要求，要求050m。
风力发电机设备在野外工作，而且偏航轴承的一7
单排四点接[8,9]。
球轴承高度的42CrMo合金结229269HBW，GCr152-2 寸定在滚动体中心圆直径为之间，双排四点接触球轴承引用的依据是双排异径球转盘轴承的外形，考虑到主机机构及生产加工，高度尺寸在基约为触120%比较大，又能承受较大载荷和保证长寿命。所以，标准对风力发电机轴承提出了一些不同于一般转盘轴承的特殊技术要求构钢。后，增加材料的淬透性，滚道采用表面淬火后，表面硬度可达到，增加接触疲劳寿命；而心部调质硬度能够承受冲击而不发生塑性变形，具有很好的耐冲击性能；同时此种材料的锻造工艺成熟，锻件采购方便，调质后材料的力学性能得到了提高，表面淬火工艺成熟可靠，质量稳定。钢球材料的选择为国内外通用的轴承钢或偏航轴承必须为零游隙，这样在使用过程中可以减少冲击振动、提高承载能力，也可以在振动的情况下减小轴承的微动磨损。标准规定偏航轴承的轴向游隙为小游隙值，即：部分是裸露在外面的，会受到大气污染，高湿度的环境也会腐蚀轴承基体，因此裸露在外面的偏航轴承的部位要进行表面腐蚀处理，一般采用热喷涂长
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效防腐工艺，其防腐寿命长，可达20年以上。密封圈的材料选择丁腈橡胶，该材料各项性能指标在4050C下性能非常稳定，能够满足偏航轴承的实际环境要求，保证轴承野外工作时，密封圈不早期失效，不使异物进入轴承内部。国外SKF和FAG等厂家风机轴承密封大多选用的也是丁腈橡胶。
（4）低温冲击功
偏航轴承套圈低温冲击功要求：20Cakv不小于27J，风力发电机可能工作在极寒的地区，环境温度低至40C左右，轴承的工作温度在荷，因此要求轴承偏航轴承套圈的材料在调质处理后必须做低温冲击功试验。§2.2 偏航轴承的使用工况风力发电机常年在野外工作，工况条件比较恶劣，温度、湿度和轴承载荷变化很大，风速最高可达封性能和润滑性能、耐冲击、长寿命和高可靠性，发电机在启动，并能跟随风向变化。偏航轴承是风电设备的重要部件，是风机追踪风向，调整迎风面的保证。由于风速的变化无常，偏航轴承速率和转向经常发生变化，承受重的冲击载荷。偏航轴承在存在大量凝结的水以及风沙等杂质，这些都会对轴承的表面造成腐蚀，影响偏航系统的精度。进行专门设计。海上风电的载荷更加复杂，海冰载荷和船舶冲击载荷等多个不稳定载荷，相比于岸上的风特性，海上的风有更高的年平均风速，并且受到底层喷流的影响。因此海上风电的载荷状况更加复杂。另外，海上的湿度更大，对偏航轴承的防腐提出了更高的要求。综上所述，偏航轴承的工况条件非常恶劣，但是风电偏航轴承的安装和维修费用非常高，要达到20的失效分析具有重要的现实意义，发现影响偏航轴承失效的因素，提出预防风电偏航轴承早期失效的措施。20C左右，偏航轴承在低温条件下必须能够承受大的冲击载
23ms，有冲击载荷，因此要求轴承有良好的密，因此，对偏航轴承的设计、材料、制造、润滑及密封都要
主要包括惯性重力载荷、另外风力发电机主机寿命要求为了满足偏航轴承高寿命和高的可靠性，60m8
2-3级风时就要波浪和海流的载荷、20年，因此偏航轴承寿命也对偏航轴承进行早期以上的高空的工作，空气中的年。河南科技大学毕业设计（论文）
§2.3 偏航轴承的失效形式
滚动轴承的寿命是指轴承的疲劳寿命，即到轴承滚动表面出现疲劳剥落为止的累计工作小时数或运转的总转数，但除正常的疲劳剥落外，还有多种损坏形式，常有磨损、烧伤润滑脂失效，损坏的表现是轴承运转不灵活，摩擦力矩和温升急剧增高，振动和噪声恶化，甚至出现轴承卡死而不能先对轴承损坏形式进轴承失效一般可分为止转失效和丧精失效两种，工作能力而终止转动．例如卡死、合问I鳍c，失去了原设计要求的回转精度，虽尚能继续转动，但属非正常运转。例如磨损、腐蚀等 件和失效因素的差异，产生的失效形式和形貌特征亦各不相同。按其损伤机理大致可分为：接触疲劳失效、摩擦摩损失效、腐蚀失效、游隙变化失效、胶合失效等几种基本形式§2.3.1疲劳剥落
滚动轴承在高接触应力的作用下，通过多次应力循环后，在套圈或滚动体工作表面的局部区域产生小片或小块金属剥落，形成麻点或凹坑，从而引起振动，噪声增大，磨损加剧，导致不能正常工作的现象称为接触疲劳失效，是滚动轴承失效的主要形式。使用中轴承的疲劳剥落一般容易出现在滚子的表面上，开始只是表面产生极小面积疲劳点和轻微的金属颗粒剥离。这些零件疲劳所剥离的坚硬氧化物颗粒，像磨料一样，是表面加快磨蚀。同时，轴承中的滚动表面受力不均，受力大的部位极易脱皮。接触疲劳失效是偏航轴承表面最常见的失效形式之一，是轴承表面受到交变应力的作用而产生的失效，接触疲劳剥落在偏航轴承表面也有疲劳裂纹的萌生、扩展和断裂的过程初始的接触疲劳裂纹首先从接触表面以下最大正交切应力处产生，然后扩展到表面形成剥落，如麻点状的称为点蚀或麻点利落，剥落成小片状的称浅层剥落。初始裂纹在硬化层与心部交界区产生，造
转，我们要掌握影响轴承使用寿命的因素，首分析，找到引起损坏的原因。
止转失教就是轴承失去断裂等 丧精失效就是因几何尺寸变化了配[17,18]。
旋行轴承失效的影响因素很复杂，而且各类轴承的工作条河南科技大学毕业设计（论文）
成硬化层的早期剥落则称为硬化层剥落。如图2-3所示
图2-3 偏航轴承的疲劳失效
偏航轴承的疲劳失效损伤特征：（1）偏航轴承的滚道仅一侧表面剥落（2）滚动体及滚道接触边缘剥落
（3）滚动体的圆周方向在对称位置上有剥落（4）受力表面较大面积压光和微观剥落（5）装配后偏航轴承早期出现的表面剥落（6）滚道面和滚动体早期出现表面剥落 §2.3.2 磨损
偏航轴承在工作过程中由于滚动体与内外滚道间的滚动和滑动运动，保持架与引导面间的滑动运动，引起轴承工作表面金属不断损失的现象叫轴承的磨损，如图2-4所示。由于轴承工作表面不断磨损使轴承零件产生尺寸和形状的变化导致轴承配合间隙增大，工作表面形貌变化而丧失旋转精度，由此引起工作温度升高、振动、噪声、摩擦力矩增大等，致使轴承不能正常工作的现象称为磨损失效。磨损失效与材料性质、粗糙度、润滑状态、接触应力、相对滑动率、表面摩擦系数、速度、温度及环境介质等有着密切关系。
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图2-4 偏航轴承的磨损失效
偏航轴承的磨损失效损伤结果是：损伤轴承，降低轴承的运转周期。偏航轴承的磨损失效损伤特点：
（1）类似静压痕
（2）在配合表面上出现红褐色磨损粉末的局部磨损（3）滚道面、滚动体面、保护架等磨损（4）偏航轴承挡边磨损过大 §2.3.3 腐蚀
图2-5 偏航轴承的腐蚀失效
偏航轴承的腐蚀失效是偏航轴承失效形式中的重要一种，如图2-5所示。
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在偏航轴承的制造中金属表面要经过特殊的防腐处理。偏航轴承的腐蚀失效结果是：表面由于电流[19]（主要是内圈与外圈的电流差）、化学（水、润滑脂、防腐漆等）和机械作用（微振等）产生损伤，丧失精度而不能继续工作。
偏航轴承的腐蚀失效损伤特征是：
（1）空气中水分的凝结，腐蚀性介质侵入偏航轴承的金属表面同环境介质发生化学或电化反应而产生的磨损称为锈蚀失效。
偏航轴承在潮湿的环境以及酸性和有引起金属锈蚀的介质中工作，使轴承零件产生锈蚀斑点；最终导致失效。另外，润滑剂中含有水分或在添加剂中有酸性、碱性成分也会导致失效。（2）电流通过产生电火花融化当电流在偏航轴承内部通过时，电流通过滚道和滚动体的接触工作表面很薄的润滑剂膜而引起火花，造成局部表面熔融的现象叫电蚀。电蚀失效肉眼可见，主要特征：搓板状凹凸不平、黑色点状小圆穴。电蚀由三部分组成：变质层+硬化层（3）微振，装配不良，游隙变化失效，咬死偏航轴承工作过程中，改变了原有的配合间隙，导致精度降低，甚至造成咬死的失效称为游隙变化失效。造成这种现象一是偏航轴承在运转过程中，由于超温下工作，轴承零件、形状不相同、膨胀系数不相同，造成游隙变化失效。二是因组织与应力不稳定使游隙变化。偏航轴承在高温下运转，但若零件的组织和应力（残余奥氏体）处于不稳定状态，随着轴承工作时间的增长，而产生尺寸的变化，轻者丧失偏航精度，重者产生咬死现象。§2.3.4 胶合冲击重载、润滑不足、滚动体与套圈滚道或挡边产生严重滑动、轴承游隙减小，摩擦力增大。滚动体与保持架兜孔间隙过小或卡紧等现象都会产生金属间的直接接触产生固相焊合。当焊合强度大于接触零件任一基体强度，使剪切力高于焊合强度，胶合。
偏航轴承的胶合失效损伤特征是：+回火正常部分。
由于受到外界温度影响以及自身内在因素的变化，称为
在接触一方或二方的金属深处产生的局部破坏河南科技大学毕业设计（论文）
（1）滚道面和滚动体表面出现胶合
（2）四点接触球轴承的滚道面出现螺旋状胶合（3）滚动体与挡边外出现胶合 §2.3.5 塑性变形
在外力和环境温度作用下，轴承零件局部塑性流动或整体变形，致使整套轴承不能正常工作而造成的失效称为变形失效。偏航轴承的塑性变形失效主要是冲击载荷作用，在偏航轴承工作运转中，风速大小和风的方向很不稳定，并且变化的幅度很大，偏航轴承随时要受到冲击载荷的作用，是局部受载超过材料的屈服极限而产生压痕，即产生塑性变形，如图外，偏航轴承工作条件恶劣，在很高的温度和剧烈摩擦状态工作，还会引起热态变形下的表面应力，严重时甚至产生裂纹。偏航轴承塑性变形失效损伤的特征：（1）零件的工作表面（沟道、滚动体等）上产生压痕（2）零件的表面的磕碰伤（3）偏航轴承齿圈上的擦伤§2.3.6 其它失效形式（1）变色
变色是由于轴承在运转过程中因发热引起的表面颜色变化。另外，在温度作用下润滑剂中的部分化学物质、磨损的金属粉末等杂质会黏附在零件表
图2-6 偏航轴承中钢球的塑性变形失效
2-6所示。除此之
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面上也会引起轴承零件颜色变化，这种变色又称污斑。表面颜色一般呈淡黄色、黄色、茶色、棕红色、紫蓝色及蓝黑色等，发热引起的变色一般没有深度。对于使用中的轴承若出现深度变色如紫蓝色或蓝黑色的则有可能形成了烧伤。零件腐蚀也会引起变色，但这类变色有一定深度。
轴承零件在运转过程中，因摩擦会产生大量的热，若润滑不充分或散热条件差，热量得不到及时的冷却或扩散，热量的聚积使轴承温度很快升高，温度升高会使附着在轴承零件表面的油膜产生氧化现象，形成一种浅褐色的氧化制，沉积附着在轴承的表面上。但这种变色并不影响轴承的使用，所以允许存生。当轴承因安装不当（如安装倾斜）或润滑不良等原因使轴承处于一种极不正常的工作状态，引起温度的急速上升，此时轴承的局部温度有可能超过轴承零件的回火温度，甚至更高，并产生严重的变色如蓝黑色或紫蓝色，形成烧伤现象，这种情况的变色轴承就不能再继续使用了。变色的主要原因是轴承的工作游隙过小、局部应力集中、预载荷过大、润滑不良、润滑剂变质、散热条件差、润滑剂使用过量等。（麻点是由于材料的品质、腐蚀、疲劳、异物进入工作表面等原因在零件表面引起细小坑、点。其表面形态呈黑色针点状凹坑，有一定深度，单个、多个或密集出现。麻点在偏航轴承的套圈或滚动体表面均有可能产生。§2.4 在滚动轴承失效分析过程中，往往会碰到许多错综复杂的现象，各种经验结果可能是相互矛盾的，或者主次不易分清，这就需要经过反复试验、验证，以获得足够的证据或反证，在整个分析过程中，只有运用正确的分析方法、程序及步骤，才能找到真正的失效原因，得到正确的结论。失效分析工作者必须有广博的基础知识、丰富的实践经验和先进的分析手段，在作失效分析时必须从影响轴承寿命的外部条件因素到内在质量因素给予综合的分析，尽快地确认分析的结论。偏航轴承的失效原因比较复杂，涉及到多方面的专业知识，需要都轴承的结构特性，加工方法，各个零件的加工工艺及设备有一定的了解。现在所2）麻点
研究偏航轴承失效的步骤河南科技大学毕业设计（论文）
涉及的失效形式，根据轴承的结构特性，结合轴承的使用工况，通过对轴承的安装，配合及调整的分析，对运行速度，温升，受力分析。归纳总结出轴承早期失效过程和失效原因。
在一般的情况下轴承失效分析大体可分为：失效实物和背景资料的收集；对失效实物的宏观检查和微观分析等三个步骤。（1）失效实物和背景资料的收集
应该尽可能地收集到失效实物的各个零件和残片。尽量多地理解到失效轴承的实际工作条件、使用过程和制造质量情况。这对于正确地进行失效分析是必不可少的，他具体包括以下内容：
①该风电设备的工作状况、载荷和运行速度。偏航轴承在设备上的设计工作条件。
②偏航轴承的失效情况。只有轴承失效还是其它部分也失效，轴承失效属于什么形式的失效。
③偏航轴承的安装记录（包括安装前轴承尺寸精度的复检情况），轴承和轴承游隙，装配中配合情况，齿圈的刚性如何，安装是否有异常。
④偏航轴承的润滑情况，包括润滑剂的牌号、成分、粘度、杂质含量及供给情况。
⑤偏航轴承工作中所承受的真正载荷情况，工作的实际速度及不同速度出现的频率。
在实际失效分析背景资料收集工作中，全部满足上述条件是很难的，但收集到的资料愈多，无疑会更有利于分析结论的正确。
（2）宏观检查
对失效轴承进行宏观检查（包括尺寸精度测量和表面状态检查分析），是失效分析的重要环节，总体的外观检查，可了解轴承失效的概貌和损坏部位特征，估计造成失效的起因，查看缺陷的大小、形状、部位、数量和特征。、收集轴承使用数据——这是进行分析的重要依据，数据应尽可能全面，可包括以下方面：
①外形和尺寸精度的变化情况（包括测振分析，滚道圆度分析）。②游隙的变化情况
③是否有腐蚀现象，在什么部位，是什么类型的腐蚀，是否与失效直接
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有关
③是否有破裂，裂纹的形态和短款性质如何。
⑤轴承各部件工作表面变色的情况和部位以确定其润滑情况和表面温度效应。
⑥对失效特征区主要观察有无异常磨损、外来颗粒嵌入、裂纹、擦伤和其它缺陷。
宏观检查的结果，有时也可基本判断失效的形式和原因，但要进一步确定失效的性质，取得更多的证据，还必须进行微观分析。
（3）微观分析
失效轴承的微观分析包括光学的金相分析、电子显微分析、探针和电子能谱分析等。主要是根据失效特征区的微观组织结构变化和对疲劳源、裂纹源的分析提供更充分的判断依据或反证，因而是重要的。微观分析中最常用、最普及的方法是光学金相分析和表面硬度检测。
这里所介绍的偏航轴承失效分析一般方法的三个步骤，是一个由表及里逐步深入的分析过程。具体分析时应根据偏航轴承失效的类型特点，并不是三个步骤中的每一个问题和每一种方法都对应使用。这要视具体情况决定取舍。但分析圈过程的三个步骤是缺一不可的。而且整个分析过程中，分析结构始终与影响轴承失效的内、外诸多因素联系起来，综合思考与判断。
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第三章 影响偏航轴承失效的各种因素以及改进措施
偏航轴承失效的原因往往是多因素的，所有设计制造过程的影响因素都会与偏航轴承的失效有关，分析起来不易判断。在一般情况下可以从内在因素和外来因素两方面考虑和着手分析。内在因素主要是指设计、制造工艺和材料质量等决定轴承质量的三大要素。也可以称为制造质量因素。首先，结构设计不合理当然不可能有合理的轴承寿命；仅有结构设计的合理性而不考虑先进性也不会有较长的轴承寿命；只有结构设计同时具有合理性和先进性，才会有较长的轴承寿命。轴承制造要经过铸造、锻造、热处理、车削、磨削和装配等多种加工工序。各种加工工序的合理性、先进性和稳定性也都会影响到偏航轴承的寿命和失效分析。尤其是直接影响成品轴承质量的热处理和磨加工工艺，往往与轴承的失效有更直接的关系。今年来对轴承工作表面变质层的研究，能够说明磨削工艺与轴承工作表面质量的密切关系。同时，偏航轴承材料的冶金质量亦是偏航轴承早期失效的主要因素。外来因素主要是指安装调整、因而也称为使用因素。安装条件是使用因素的首要因素之一，偏航轴承往往因安装的不合适而导致的偏航精度达不到要求，使偏航轴承的受力状态发生变化，偏航轴承将在不正常的状态下运转并提早失效。对润滑剂质量和密封进行分析和检验也很重要。尤其是润滑剂的正确使用对延长偏航轴承的使用寿命至关重要的[5]§3.1 材料因素对偏航轴承寿命的影响滚动轴承早期失效形式形成，主要有疲劳剥落、磨损、腐蚀、塑性变形等形式，在正常情况下，主要是接触疲劳。轴承零件的失效除了服役条件外，主要受材料的硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性和内应力状态等因素制约
使用保养及维护修理等是否符合技术要求。
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在风力发电机装备中，位于机舱底部的偏航轴承是偏航系统中的重要部件，根据其同时承受轴向载荷、径向载荷和冲击载荷的受力特点，常采用单排四点接触球转盘轴承。对于涉及多学科的偏航轴承来说，要特别注重制造轴承零件所用材料的优选、材料质量控制措施以及特大型轴承寿命等关键技术的研究和应用。由于偏航轴承采用四点接触球，实际接触面积很小，导致接触应力非常高，其最大值可达500MPa以上，因此选择抗压耐磨的材料，对于提高偏航轴承的使用寿命尤为重要现阶段，偏航轴承套圈推荐采用国内外转盘轴承常用的构钢。42Cr加入Mo后，增加材料的淬透性，滚道采用表面淬火后，表面硬度可达到5562HRC，增加接触疲劳寿命；而心部调质硬度能够承受冲击而不发生塑性变形，具有很好的耐冲击性能；同时此种材料的锻造工艺成熟，锻件采购方便，调质后材料的力学性能得到了提高，表面淬火工艺成熟可靠，质量稳定。钢球材料的选择为国内外通用的轴承钢或GCr15SiMn。
42CrMo原始组织是粒状珠光体，在淬火低温回火状态下，淬火马氏体含碳量明显影响材料的力学性能。有8%20%Ar（残留奥氏体）量的增多，硬度和接触疲劳寿命随之而增加，达到峰值后有随之而降低。42CrMo经淬火低温回火后，仍具有较大的内应力，零件中的残留内应力有利和弊两种状态，钢件热处理后随着表面残留压应力的增大，钢的疲劳强度随之增高，反之表面残留内应力为拉应力时，则使钢的疲劳强度降低。钢中的杂质包括非金属夹杂物和有害元素（酸溶）含量，它们对钢性能的危害往往是相互助长的，钢中杂质对力学性能和制件抗失效能力的影响与杂质的类型、性质、数量、大小及形状有关，但通常都有降低韧性、塑性和疲劳寿命的作用。因此，42CrMo密切关系。
由偏航轴承材料引起的失效形式有：接触疲劳失效、磨损失效、腐蚀失效、塑性变形失效等。
[20]。
42CrMo属于高碳铬钢，经过淬火后，含，轴承零件中的Ar有利也有弊，随着奥氏体含42CrMo杂质含量对轴承的寿命都有18
42CrMo合金结229269HBW，GCr15热处理的好坏和
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§3.2 偏航轴承制造工艺的分析
一般来说，偏航轴承应具有高的寿命，高的可靠性这些特别性能。要达到这些要求，就必须在机械加工工艺上首先确保零件各个指标，如旋转精度，尺寸精度，表面粗糙度，防锈能力等。在偏航轴承的设计工艺中，接触角设计，沟道结构设计，密封设计等各个方面都将对轴承的使用寿命产生各种不确定的影响[21-23]。偏航轴承的主要结构参数如图3-1所示。
DDleDli轴承内圈与风机机舱底座螺装连接MtTdαFrFadDiDpwDe图3-1 偏航轴承的主要结构参数 轴承外圈与风机塔 架顶部螺装连接兆瓦机风力发电机的偏航轴承总成通常安装在60m以上的塔架上，温度、湿度变化较大，载荷情况复杂，风力发电机偏航时，偏航速率赢尽量低，以避免陀螺力过大。风机开始偏转时，偏航加速度将产生冲击力矩，偏航转速越高，产生的加速度也越大，另外，风机如果在运行过程中偏转，偏转齿轮上将承受相当大的脱落力矩，容易造成偏航轴承的疲劳失效。
（1）游隙
偏航轴承的游隙采用零游隙，这样在使用过程中可以减少冲击振动、提高承载能力，也可以在振动的情况下减小轴承的微动磨损。游隙过小，容易出现卡死，烧伤等现象，而游隙过大，偏航系统的偏转精度不够，并且降低了轴承的承载能力。
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偏航轴承的有效游隙值对轴承的使用寿命影响很大，见有效游隙与轴承使用寿命的关系图3-2。
从图中可知：偏航轴承有效游隙值在稍微有一点负值时，寿命值最佳，再小时，寿命急剧下降，且摩擦增大，温度升高。为安全起见最佳有效游隙值，一般都选择零游隙。（2若采用内外圈沟道等曲率设计即接触应力相差较大，轴承的疲劳寿命相应缩短，内圈沟道容易先失效。而采用内圈沟道高密合度，外圈沟道低密合度设计，即取内圈沟曲率半径系数fi0.52近，减小轴承的摩擦力矩，增加沟底壁厚，保证良好的润滑条件和接触状况，提高轴承承载能力。（3对风电偏航轴承来说，接触角内部的负荷分布、润滑都有重要的影响，而负荷所产生的接触应力对轴承的接触疲劳和磨损有这重要影响，在很大程度上决定着轴承寿命的可靠性。因此对不同接触角的偏航轴承内外圈和滚动体进行应力疲劳的分析意义重大，选取优化的结构参数，以达到寿命和可靠性要求。根据偏航轴承载荷特点及寿命增减负0正游隙
图3-2 偏航轴承游隙与寿命关系图
fife，其结果会是偏航轴承内外圈的fe0.53，可使内外圈沟道最大接触应力值相
是偏航轴承重要的设计参数，它对轴承20）沟道曲率半径，外圈沟曲率半径系数）接触角河南科技大学毕业设计（论文）
装配性能要求，一般取35。
（4）内外圈挡边
偏航轴承内外圈挡边直径直接影响到轴承承载能力，为了避免内外圈挡边与沟道表面的交线进入弹性接触区域而产生的应力集中现象，根据经验，内圈挡边高度hiK1Dw，同样，外圈挡边高度heK1Dw，其中，K1为挡边高度系数，对于偏航轴承这样的特大型轴承，可取K10.35。优化设计得到内外圈挡边，使偏航轴承的轴向承载能力可靠性得到了保证。（4）钢球
对于偏航轴承这样的角接触轴承，钢球直径Dw过大，将使轴承内外圈沟底壁厚减小，轴承承载后易使内外圈产生弯曲变形；而钢球直径过大，将影响轴承的承载能力。钢球数量求满足承载能力，而且需具有良好的轴承装配工艺性。从理论上讲，钢球数量越多，偏航轴承的承载能力越大，但数量太多，既无法装配，还会降低保持架的强度和使用寿命。由偏航轴承制造工艺引起的失效形式有：疲劳失效、生锈腐蚀失效、烧伤失效、卡死失效等。§3.3 润滑和密封对偏航轴承失效的影响滚动轴承的润滑和密封是轴承设计过程中不可或缺的部分。对于偏航轴承来讲，工作场所条件恶劣，经常受到风沙侵袭，因此，润滑和密封有了更高的要求，良好的润滑条件和可靠的密封措施均可以有效的改善轴承使用状况，延长轴承的使用寿命。（1）润滑
滚动轴承润滑的目的是减少轴承内部摩擦及磨损，在构成轴承套圈、滚动体及保持架的相互接触部分，防止金属接触，减少摩擦、磨损；防止烧粘，轴承的滚动疲劳寿命，在旋转中，滚动接触面润滑良好，则延长，相反地，油粘度低，润滑油厚度不好，则缩短；另外，润滑剂还有防止金属锈蚀的作用。润滑不良会引起不正常的摩擦磨损，并产生大量的热量，影响材料组织和润滑剂性能。如果润滑不当，即便选用再好的材料制造，加工精度再高，当内外径尺寸确定是，从径向空间看，Z不仅要
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也起不到提高轴承寿命的效果。
润滑对偏航轴承的疲劳寿命和摩擦、磨损、温升、振动等有重要影响，没有正常的润滑轴承就不能工作。分析偏航轴承的损坏原因表明40％左右的轴承损坏都与润滑不良有关。因此偏航轴承的良好润滑是减小轴承摩擦和磨损的有效措施。除此之外轴承的润滑还对散热、防锈、密封、缓和冲击等起作用，要保证润滑剂不能过期失效选型要正确。
依据偏航轴承的工作温度以及负荷，也称为润滑脂润滑。润滑脂是由基础油，增稠剂及添加剂组成的润滑剂，对于偏航轴承承受较大的冲击，润滑脂的选择更加的重要，适合的润滑脂可以满足偏航轴承高的工作温度，不易变质。润滑脂的的性能，很大程度上受基础油的粘度、凝点有关，润滑脂的胶体分散体系的可塑性和相似粘度随温度变化，温度升高，基础油蒸发、氧化变质，胶体结构失稳，继续上升，结构破坏，温度频繁变化且幅度很大，会加剧凝胶、分油。基础油高10~15由偏航轴承润滑不良引起的失效形式有：接触疲劳失效、磨损失效、擦伤失效、变色失效、保持架的损伤等。（2）密封偏航-40~50℃下性能非常稳定，能够满足偏航轴承的实际环境要求，保证轴承野外工作时，密封圈不早期失效，不使异物进入轴承内部。偏航轴承的密封不良使杂质进入轴承内部，既影响套圈与滚动体之间的正常接触形成疲劳源，又影响润滑或污染润滑剂。由偏航轴承密封不良引起的失效形式有：磨损失效、腐蚀失效、压痕失效、润滑剂失效等。§3.4 提高偏航轴承工作寿命的有效措施前面对影响偏航轴承失效的主要因素进行了具体的分析，其中一种因素可能引起不同的失效形式，如偏航轴承的接触疲劳寿命与材料的疲劳强度有
50%~60%的材料选
偏航轴承的润滑一般采用干油润滑，丁腈橡胶，该材料各项性能指标在
蒸发后，润滑脂失去润滑作用。温度每升º，润滑脂的寿命缩短一倍。
轴承的密封圈择
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密切的关系，材料的疲劳强度不够可能引起偏航轴承接触疲劳失效；偏航轴承的塑性变形失效与材料的韧性、塑性存在着内在联系，材料韧性不足可能引起偏航轴承的塑性变形失效。但是引起偏航轴承某一种失效的原因并不是某单一因素，一种失效形式往往都是多个因素共同影响的结果，例如：偏航轴承的接触疲劳失效不仅仅是由材料因素引起的，它还与偏航轴承的载荷状况、制造精度、游隙等因素有关。
因此，在提高偏航轴承工作寿命的措施要从材料的选择到偏航轴承的安装使用及维护各个方面考虑，只有各个方面都得到保证才能有效的提高偏航轴承的工作寿命。提高偏航轴承工作寿命的措施有：（1）偏航轴承套圈一般选取低温冲击功明显降低，在一定范围内，功的不利影响，提高偏航轴承的可靠性。除了42CrMo联合载荷下，轴承材料采用陶瓷材料时，耐久性高，隔绝电流，对转动部件的磨损很小，可以在润滑不良等极端的环境下工作，更适合于做偏航轴承。其中，SKF盘轴承。
（2）经过二十多年的发展，偏航轴承的设计制造得到不断的优化，但是偏航轴承工作环境变化比较大，轴承的承载过程中存在薄弱环节，可依据具体的工况，在设计中不断改进设计参数，以达到设计要求，从而提高此类轴承产品的设计质量。偏航轴承属于特大型的精密部件，加工精度很难得到保证，提高偏航轴承的加工精度就是提高了偏航系统的偏转精度，可以使偏航轴承在正常的工作环境下作业，减少了不确定因素的影响，从而提高了偏航轴承的可靠性。（3）偏航轴承的寿命要求达到二十年，但是在二十年内很难保证润滑剂的润滑质量，润滑剂的提早失效是偏航轴承中存在的主要问题，选取优质的润滑剂，可以有效的改善偏航轴承后期的润滑质量，从而提高了偏航轴承的工作
42CrMo，42CrMo中随着S，P含量的增加，钢的Mn含量的提高可以削弱S对低温冲击
在 选取优质材料，改善材料的性能之外，通过对风电偏航轴承采用不同工程材料进行分析，专为大型风力发电机设计和开发的超大型混合陶瓷四点接触球转优化设计制造，提高加工精度
选取优质的润滑剂河南科技大学毕业设计（论文）
寿命。
（4）提高偏航轴承密封的可靠性
偏航轴承的工作环境恶劣，常受到风沙的侵袭，空气中凝结水的腐蚀，高可靠性的密封措施可以防止沙尘、凝结水进入轴承内部。
（5）采取正确的安装方式
偏航轴承的安装是否正确，影响着精度、寿命、性能。即使使用了高性能的轴承，如果安装不当，也不能达到预期的性能效果，而且容易使轴承损坏。安装时不许强力冲压，不许用锤直接敲击轴承，不许通过滚动体传递压力，尽量使用专用的安装工具。
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结
论
偏航轴承的典型失效分析属于对轴承应用中存在问题的基础性技术分析，是一门涉及产品的结构设计、机械制造工艺、材料的选用与冶金技术，以及摩擦学、腐蚀学、工程力学、断裂力学、金属物理和表面物理等广泛的学科领域和技术门类，研究偏航轴承的失效机理，提出相应的预防和维护措施，对于提高偏航轴承的可靠性，提高风电设备的使用寿命，提高经济效益，保证设备的长期安全稳定运行，均有现实的意义。本文通过偏航轴承的接触疲劳失效、磨损失效、腐蚀失效、胶合失效、塑性变形失效等几种失效形式的分析，得出以下几点结论：
（1）材料是偏航轴承的基本，也是影响偏航轴承失效的主要原因之一，材料质量的好坏、材料热处理的好坏直接影响偏航轴承的使用年限，由于材料因素造成偏航轴承的形式有多种，如偏航轴承的接触疲劳寿命与材料的疲劳强度有密切的关系：偏航轴承的塑性变形失效与材料的韧性、塑性存在着内在联系。
（2）偏航轴承的制造工艺是偏航轴承的应用参数确定的，钢球的数量和直径、沟渠率半径、游隙精度、接触角等都与轴承的失效有着密切的关系。
（3）偏航轴承的工况恶劣，对偏航轴承的密封和润滑都要进行特殊的处理来提高轴承的寿命。
（4）偏航轴承的失效不是由于单一的因素造成的，常常是多个因素相互作用的结果。因此提高偏航轴承的工作寿命，要对影响偏航轴承失效的所有因素进行优化设计，才能有效的提高偏航轴承的寿命和可靠性。
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参考文献
[1] 杨晓蔚．风电产业、风电设备及风电轴承[J]．轴承．2009，（12）：54-59 [2] 何家群．风电产业和风电轴承[J]．电器制造，2009，（9）：58-61 [3] 陈龙,武建柯等．风力发电机用轴承简述[J]．轴承．2008，（12）：45-50 [4] 陆骥．滚动轴承的失效分析[D]．复旦大学硕士学位论文．2006 [5] 赵传国．滚动轴承失效分析概论[J]．轴承．1996，（1）：39-46 [6] 全国滚动轴承标准化技术委员会．用标准提高风电设备过程化率[J]．现代零部件．2008，（6）：40-43 [7] 练松伟,徐玲玲等．风力发电机轴承机械行业标准[M]．洛阳LYC轴承有限公司．2007 [8] 冯琴,张先鸣．2009风电机组中的风电轴承[M]．装备材料．2011，(11)：69-71 [9] 方成钢，高学海．风电转盘轴承的设计与制造[J]．轴承．2009，09：57-62 [10] 秦海岩．2009中国风电发展[M]．北京：中国可再生能源风电委员会，2010 [11] 陆雪忠,高解农．风电偏航、变桨轴承寿命试验装置研制[J]．价值工程．2010，205-206 [12] Larry Mumper．Wind Turbine Technology Turns On Bearings And Condition Monitoring[J]．Renewable solution．2006，58-61 [13] Souichi Yagi．Bearings for Wind Turbine[J]．NTN Technical review．2004，（71）：40-47 [14] Schaeffler KG．Expertise in Bearing Technology and Sevice for Wind Turbines[J]．SCHAEFFLER GROUP．2006 [15] 冯世龙．大型风电轴承的发展趋势．现代制造现代驱动[J]．2010，（3）[16] 沈德昌．大型风电机组轴承[J]．太阳能．2010,（1）：35-36 [17] 拾益跃,胡栋．滚动轴承早期失效分析[J]．轴承．2008，（2）：31-32 [18] 申甲斌,路奎华等．风机轴承失效分析[J]．机械工程．2009，（5）：32-33 [19] Zika Thomas,Buschbeck Frank．风力发电机中轴承的过电流问题[J]．研
河南科技大学毕业设计（论文）
究与设计．2008，（9）：15-19 [20] 王明礼,王建等．42CrMo钢冶金质量和显微组织对低温冲击功的影响[J]．轴承．2009，（12）：37-39 [21] 李言,朱亮等．兆瓦级风电偏航轴承沟道设计和寿命研究[J]．中国机械工程．2011，（2）：132-137 [22] 夏新涛,马伟等．滚动轴承制造工艺学[M]．北京：机械工业出版社．2007 [23] 邓四二,贾群义等．滚动轴承设计工艺[M]．北京：中国标准出版社．2008 [23] 朱亮,李言等．接触角对风电偏航轴承疲劳寿命的影响[J]．机械科学与技术．2011，（1）：30-35 [24] 李言,朱亮等．兆瓦级风电偏航轴承沟道设计和寿命研究[J]．中国机械工程．2011，（2）：132-137 [25] Yang,Hongyu．Fault diagnosis of rolling element bearings using basis pursuit[J]．Mechanical Systems and Signal Processing Volume．2005,341-356 [26] M.GOTOH．Development of High-capacity Tapered Roller Bearing [J]．Koyo Engineering Journal．2004，（3）：31-35
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致 谢
短短的两个月过去了，经过自己的艰辛努力和指导老师的辛勤指导，我完成了自己的毕业设计。在整个毕业设计中，我从自身的努力探索中、从指导老师和所有对我的热情帮助中，不仅学会了丰富的书本知识和轴承专业知识，更重要的是学会了怎么去发现问题，解决问题，这将使我在以后的工作和生活中受益匪浅。
在论文结束之际，我要感谢我的指导老师杜辉。杜老师治学严谨、工作认真、待人诚恳，不仅传授我知识和学习的方法，而且在学习及人生态度等方面给予我许多教诲，这将使我终身受益！
在本次毕业设计过程中，得到了许多老师的指导和同学的热心帮助。在此，我表示衷心的感谢！同时我还要向所有传授过我知识的老师们、向答辩组的老师们表示诚挚的感谢！同时感谢毕业设计中提供过帮助的老师，更要感谢培育我们四年的母校！并预祝母校的明天会更好！
我还要向所有传授给我知识的老师们、向答辩组的老师们表示诚挚的感谢！更要感谢培育我四年的母校！
第二篇：国有企业典型内部控制失效案例分析
国有企业典型内部控制失效案例分析
会计城 | 2015年11月11日 来源 : 互联网
近年来，国内企业的重大危机接二连三地发生，整体来看，突出有三类重大风险：一是多元化投资，二是金融工具投机，三是生产安全事故。撇开生产安全事故不说，前两类风险具有明显的两大特点：一是风险发生对企业造成的损失巨大，动辄就会使企业“伤筋动骨”；二是同类事故在大型国有企业时有发生。鉴于此，我们称此两类风险为大型国有企业典型的高风险业务。下面我们通过案例对此两类重大风险做深入分析。
1.多元化投资
(1)三九集团的财务危机
从1992年开始，三九企业集团在短短几年时间里，通过收购兼并企业，形成医药、汽车、食品、酒业、饭店、农业，房产等几大产业并举的格局。但是，2004年4月14日，三九医药（000999）发出公告：因工商银行要求提前偿还3.74亿元的贷款，目前公司大股东三九药业及三九集团（三九药业是三九集团的全资公司）所持有的公司部分股权已被司法机关冻结。至此，整个三九集团的财务危机全面爆发。
截至危机爆发之前，三九企业集团约有400多家公司，实行五级公司管理体系，其三级以下的财务管理已严重失控；三九系深圳本地债权银行贷款已从98亿升至107亿，而遍布全国的三九系子公司和控股公司的贷款和贷款担保约在60亿至70亿之间，两者合计，整个三九系贷款和贷款担保余额约为180亿元。
三九集团总裁赵新先曾在债务**发生后对外表示，“你们（银行）都给我钱，使我头脑发热，我盲目上项目。”
案例简评：三九集团财务危机的爆发可以归纳为几个主要原因：（1）集团财务管理失控；（2）多元化投资（非主业/非相关性投资）扩张的战略失误；（3）集团过度投资引起的过度负债。另外，从我国国有上市公司的发展环境来看，中国金融体制对国有上市公司的盲目投资、快速膨胀起到了推波助澜的作用。
（2）华源集团的信用危机
华源集团成立于1992年，在总裁周玉成的带领下华源集团13年间总资产猛增到567亿元，资产翻了404倍，旗下拥有8家上市公司；集团业务跳出纺织产业，拓展至农业机械、医药等全新领域，成为名副其实的“国企大系”。进入21世纪以来，华源更以“大生命产业”示人，跃居为中国最大的医药集团。
但是2005年9月中旬，上海银行对华源一笔1.8亿元贷款到期；此笔贷款是当年华源为收购上药集团而贷，因年初财政部检查事件，加之银行信贷整体收紧，作为华源最大贷款行之一的上海银行担心华源无力还贷，遂加紧催收贷款；从而引发了华源集团的信用危机。
国资委指定德勤会计师事务所对华源集团做清产核资工作，清理报告显示：截至2005年9月20日，华源集团合并财务报表的净资产25亿元，银行负债高达251.14亿元（其中子公司为209.86亿元，母公司为41.28亿元）。另一方面，旗下8家上市公司的应收账款、其他应收款、预付账款合计高达73.36亿元，即这些上市公司的净资产几乎已被掏空。据财政部2005年会计信息质量检查公报披露：中国华源集团财务管理混乱，内部控制薄弱，部分下属子公司为达到融资和完成考核指标等目的，大量采用虚计收入、少计费用、不良资产巨额挂账等手段蓄意进行会计造假，导致报表虚盈实亏，会计信息严重失真。
案例简评：华源集团13年来高度依赖银行贷款支撑，在其日益陌生的产业领域，不断 “并购－重组－上市－整合”，实则是有并购无重组、有上市无整合。华源集团长期以来以短贷长投支撑其快速扩张，最终引发整个集团资金链的断裂。
华源集团事件的核心原因：（1）过度投资引发过度负债，投资项目收益率低、负债率高，说明华源集团战略决策的失误；（2）并购无重组、上市无整合，说明华源集团的投资管理控制失效；（3）华源集团下属公司因融资和业绩压力而财务造假，应当是受到管理层的驱使。
（3）澳柯玛大股东资金占用
2006年4月14日，G澳柯玛（600336.SH）发布重大事项公告：公司接到青岛人民政府国有资产监督管理委员会《关于青岛澳柯玛集团公司占用上市公司资金处置事项的决定》，青岛市人民政府将采取措施化解澳柯玛集团面临的困难。至此，澳柯玛危机事件公开化。
澳柯玛危机的最直接导火索，就是母公司澳柯玛集团公司挪用上市公司19.47亿元资金。澳柯玛集团利用大股东优势，占用上市子公司的资金，用于非关联性多元化投资（包括家用电器、锂电池、电动自行车、海洋生物、房地产、金融投资等），投资决策失误造成巨大损失。资金链断裂、巨额债务、高层变动、投资失误、多元化困局等众多因素，使得澳柯玛形势异常危急。
澳柯玛症结并非仅仅是多元化投资下资金问题，关键问题还有自身的管理模式，是鲁群生近17年的家长式管理模式。鲁群生在特定环境中创业成功，然而在扩张中缺乏应有的风险意识，澳柯玛近亲繁殖任用领导现象是企业对市场缺乏应有的敏感度。
案例简评：扩张几乎是每个企业追求的目标。而同在青岛的三家家电集团（都是上市公司）却有不同的选择：海尔的扩张基于品牌战略；海信的扩张基于技术突围；而澳柯玛的扩张却选择了不相关多元化道路。
“发散型的多元化扩张，不但没有让澳柯玛做大作强，发而使其一盘散沙”。澳柯玛集团大额占用上市公司资金，用于其非相关多元化投资；然后频频发生的投资失败和管理不善，致使资金链断裂，也把集团风险也转嫁给上市公司。应当说，造成澳柯玛危机的根本原因是管理层投资决策失误、投资监管不到位、管理能力不足的综合因素造成的。
（4）以上3个案例的归纳与分析
以上案例，简单归纳如下：多元化投资引发资金链断裂的重大风险，其主要原因是决策失误、非主业/非相关性投资、快速扩张、过度负债等。
以上这三家大型国有企业，都是通过多元化投资实现快速扩张的，又是以高度依赖借款支撑其快速扩张的，最终引发了整个集团危机。应当说此类操作模式及其风险发生案无论是国外还是国内并不鲜见：比如1997年日本发生的八百伴（YOHAN）破产案（日本战后最大的一宗企业破产案）；又比如2004年国内发生的德隆系崩溃案。
企业多元化投资，包括非主业投资和非相关性投资，是进入一个新的行业领域，企业往往对其认识模糊，容易引发决策失误；另外，高度依赖借款投资，是引发风险发生的重大诱因。也即多元化投资伴随的经营风险和财务风险都很大，因而发生的概率和损失也会很大。尤其在中国，金融体制对大型国有企业的纵容和资本市场监管不力，都提高了此类风险发生的概率。
另外，多元化投资风险很多都归因到决策失误，尤其是企业高层管理人员出现强势个体领导时，特别容易受到领导个人权威的影响，使个人决策代替或凌驾于集体决策，致使导致“成也萧何、败也萧何”。
2．金融工具投机
（1）中航油的金融衍生工具投机
中国航油（新加坡）股份有限公司（简称中航油）是中国航油集团的海外控股公司；是新加坡交易所主板挂牌企业。中航油于2004年由于石油衍生品交易导致5.54亿美元的亏损；被迫于2004年11月30日向新加坡高等法院申请债务重组。而之前，中航油曾被评为2004年新加坡最具透明度的上市公司；中航油成立有风险委员会，还曾聘请安永会计师事务所编制了公司的《风险管理手册》和《财务管理手册》；风险管理手册明确规定，损失超过500万美元，必须报告董事会。
经国家有关部门批准，中航油自2003年开始做油品套期保值业务。但总裁陈久霖擅自扩大业务范围，从事石油衍生品期权交易；一直未向中国航油集团公司报告，中国航油集团公司也没有发现。陈久霖一直独立于中国航油集团公司班子的领导之外，集团公司派出的财务经理两次被换，集团公司却没有约束办法。
陈久霖和日本三井银行、法国兴业银行、英国巴克莱银行、新加坡发展银行和新加坡麦戈利银行等在期货交易场外，签订了合同。陈久霖买了“看跌”期权，赌注每桶38美元；但是没想到国际油价一路攀升。中航油从事石油期权交易从最初的200万桶发展到出事时的5200万桶，致使中航油在清算时造成账面实际损失和潜在损失总计约5.54亿美元。
2005年6月3日，普华永道发布了有关中航油巨额亏损的最终调查报告。报告认为以下因素单独或共同的造成了公司在期权投机交易上受到损失：（1)后来被证明从2003年3季度开始的对油价走势错误的判断；（2)不想在2004年披露损失；（3）没有按照行业标准对期权仓位进行估值；（4）没有正确的在公司的财务报表上记录期权组合的价值；（5）缺乏针对期权交易的适当的及严格的风险管理规定；（6）公司管理层有意违反本应该遵守的风险管理规定；（7）整个董事会，尤其是审计委员会，就公司投机衍生品交易的风险管理和控制未能完全履行各自的职责。
案例简评： 中航油从事场外石油期权投机是我国政府明令禁止的。国务院1998年8月发布的《国务院关于进一步整顿和规范期货市场的通知》中明确规定：“取得境外期货业务许可证的企业，在境外期货市场只允许进行套期保值，不得进行投机交易。”1999年6月，以国务院令发布的《期货交易管理暂行条例》第四条规定：“期货交易必须在期货交易所内进行。禁止不通过期货交易所的场外期货交易。”第四十八条规定：“国有企业从事期货交易，限于从事套期保值业务，期货交易总量应当与其同期现货交易量总量相适应。”2001年10月，证监会发布《国有企业境外期货套期保值业务管理制度指导意见》，第二条规定：“获得境外期货业务许可证的企业在境外期货市场只能从事套期保值交易，不得进行投机交易。”
对从事金融衍生业务操作来看，中航油在国际金融市场上还只是个新手；直接与国际大型基金进行对垒，无疑“以卵击石”。
中航油事件最突出表现在“管理层凌驾”，导致监控机制的失效；直接抵触了内部控制的经营合规性目标和报告可靠性目标。其违规之处有三点：一是做了国家明令禁止不许做的事；二是场外交易；三是超过了现货交易总量。其报告不可靠表现在：从事期权场外交易没有在财务报告上披露，也没有直接向母公司汇报。
（2）南方航空的委托理财
南方航空集团公司2004年7月间曝出的巨额委托理财投资损失；随后，国家审计署广州特派办对南方航空实施了专项审计；广东证监局也在2005年10月对南方航空股份公司进行了检查。2004年绩效考核的179家中央企业中，南航集团由于重大财务违纪事件，从B级降至了C级。2006年4月底，在香港、纽约和上海三地上市的中国南方航空股份有限公司宣布，2005财年巨亏17.94亿元人民币；公司将其归结为航空燃油价格持续暴涨，以及近年收购北方航空、新疆航空两家公司导致的费用攀升；但这显然难以说服市场。
南方航空集团属于国有大型企业，在银行贷款方面具备良好的信誉凭证，不用任何抵押即可以从每个商业银行获得10至20亿元的贷款。用银行的钱来进行投资理财，确实是赚钱的商机。南航集团从2001年就开始进行委托理财业务；与南航集团有过委托理财业务的有汉唐证券、中关村证券、世纪证券。南航集团调集巨额资金乃至账外资金进行委托理财，其中仅流向深圳世纪证券公司的委托理财资金即达12亿元。
南航给世纪证券的委托理财资金基本上被世纪证券用于重仓持有南航集团旗下的南方航空(600029.SH)。南方航空2003年7月25日上市，当时因“非典”的影响，南方航空上市首日收于3.88元，是四大上市航空公司中股价最低的。世纪证券在此低位入货，3个月不到，南方航空从4.2元上涨到6.8元，升幅超过60％，世纪证券也获得了丰厚的账面利润。但随后，在油价不断攀升的压力下，航空股开始萎靡不振，世纪证券因此损失惨重。从世纪证券账面上看，南航委托理财的12亿资产已经无法偿还。也正是由于对南航所形成的巨大债务压力，世纪证券被迫走上重组之路。世纪证券无力归还南航集团12亿元委托理财中的7.15亿元，南航集团无奈只得将其实行债转股。
2005年8月，南航集团副总裁兼上市公司董事彭安发、南航集团财务部部长的陈利明因涉嫌违法，先后被司法机关依法逮捕；2006年3月二人被广东省反贪局移交广州市检察院起诉。2006年10月16日，中国南方航空集团原财务部部长陈利民因涉嫌挪用、贪污、受贿等罪，接受广州市中级法院公开庭审。据检察机关侦查证实，2001年8月至2005年5月，陈利民利用经办委托理财的职务便利，采用先办事，后请示或不请示；只笼统汇报理财收益，不汇报合作对象或隐瞒不报等方式，大肆超范围地开展委托理财业务，已侵吞集团部分理财收益，收受回扣；超权限地从银行贷款供个人、朋友注册公司、经营所用；收受汉唐证券、世纪证券、姚壮文贿赂近5400万元，挪用公款近12亿元，贪污公款1200多万元。
案例简评：南航集团的委托理财业务，实际上是南航集团用自己的钱，借助于证券公司进行操作自己的股票。从法律法规方面来说，不论是国有资金入股市炒股，还是利用自有资金操作自己股票，都是被明令禁止的。
从内部控制的角度说，南航集团几十亿的委托理财业务集中于公司2-3个人的运作，企业决策层、党委、内部审计监管没有跟上，虽然不能肯定存在管理层纵容，但是可以肯定地说是对重大投资监控不到位；个人收受贿赂、挪用和贪污公款，反映了关键人员的道德败坏和企业基本内部控制的缺失或管理层凌驾等问题。另外，中国的金融体制也为这种现象提供了便利。
（3）国储局的铜期货投机
2005年11月13日开始外电纷纷披露，中国国储局一名交易员刘其兵在LME（伦敦金属交易所）铜期货市场上通过伦敦金属交易所场内会员SEMPRA，在每吨3000多美元的价位附近抛空，建立空头头寸约15万至20万吨。这批头寸交割日在12月21日。但自9月中旬以来，铜价每吨上涨约600多美元，这些空单无疑已经造成巨额亏损，而该交易员刘其兵则神秘失踪。国储局的交易对手包括斯迈尔金属公司、瑞福期货、伦敦标准银行、巴克莱银行、曼氏集团、AMT、萨顿公司、以及一家总部在法国里昂的基金公司。
国储局选择了部分交割，即向伦敦交易所交付5万吨现货铜，其余15万吨的空单展期到远期。市场人士指出，国储目前以3.7亿元左右的亏损，换得了短期的风平浪静；但是与国际基金的对决还将继续，最后的结局还没有出现，不排除基金再度逼仓的局面出现。
在国储铜事件上，同样是普通的调节中心的交易员，一边为中心做交易，一边为自己建立了多达20万吨的头寸，严重被套且长时间没人发现；另外，交易行为由原来的两个岗位变成由刘其兵一个人操控。
案例简评：国家物资储备是国家直接建立和掌握的战略后备力量，是保障国家军事安全和经济安全的重要手段。事实上，当国储局从负责国家战略物资储备调节向投机赚钱的方向转变时，它就已经开始背离其固有的职责。
同中航油期权投机案一样，同样是小角色、新手的国储局，与国际基金大谔对垒，显然不是其的对手。
吴其兵进行投机性铜期货操作，显然有悖于国家相关法规规定的限于套期保值业务。对于重大的期货业务交易由一个人操控，严重违反了内部控制的基本原则（不相容职务分离）；另外，一起跟进的与公司业务相当的“老鼠仓”，说明关键交易员存在严重的道德败坏。
（4）以上3个案例的归纳与分析
以上3个案例简单归纳如下：投机心理、监管不到位、关键人士的道德风险，是引发金融工具投机风险的重要原因。
中国企业在国际金融市场还是个新手，以投机为目的金融工具交易，势必会成为国际金融大鳄的“盘中餐”。当然，中国企业从事金融工具的案例比起1995年巴林银行破产案（股指期货投机亏损14亿美元）、1996年住友商社巨亏案（铜期货投机亏损26亿美元）和1998年美国长资公司破产案（美国长期资本管理公司进行俄罗斯国债和日本股指投机亏损43亿美元），可谓是小巫见大巫。但是，单单中航油的损失，已经是国资委感受到了切肤之痛。其实早在1997年株洲冶炼厂就因为进行锌期货投机，造成亏损1亿美元。然而，同样的事件在2004年、2005年重新上演。
虽然我国政府多次强调国有企业金融衍生工具交易仅限于套期保值，但是国有企业利用金融衍生工具进行投机的行为屡有发生；核心原因还是投机心理和缺乏监管。因此，为降低国有企业金融工具投机风险，一定要加强金融工具投资的监管和相关业务操作的内部控制。
3．结合案例看大型国有企业的高风险业务控制
2006年7月国资委发布的《中央企业投资监督管理暂行办法实施细则》中明确规定：非主业投资占总投资的比重一般控制在10％以下；自有资金占总投资的比重一般在30％以上；总投资规模不能超出企业财务承受能力，企业资产负债率要处于合理水平。2006年10月国资委下发的《关于做好2007中央企业财务预算工作的通知》，特别强调：央企要加强对外投资、收购兼并、固定资产投资以及股票、委托理财、期货（权）及衍生品等投资业务的风险评估和预算控制，及时跟踪和评测高风险业务的风险水平。
从国资委的相关规定和以上案例可以看出，多元化投资和金融工具投机确定为大型国有企业的高风险业务是确切的。因为，一方面大型国有企业获取从事高风险业务的资金更容易，获得金融工具交易资格（尤其是境外期货、期权）也更有先天优势；另一方面此两类业务风险的发生对大型国有企业的打击是致命的。
为了防止大型国有企业的高风险业务发生，企业应当重点从以下几个方面加强控制：
（1）建立正确的风险文化和意识
收益与风险是共存的。建立正确的风险文化和意识，就是要不能因为强调利润和规模增长，把业绩提高依赖于高风险业务，而忽视从事高风险业务的高风险性。
（2）完善高风险业务控制制度，并加强监督检查
现在大型国有企业涉及到高风险业务的管理制度比较少，因为这些业务涉及到决策，又多属于新兴业务。另外，国有企业普遍缺乏对内部控制制度执行的监督检查，从而也导致制度严肃性和权威性的丧失。主要的原因有企业领导人不重视内部控制和国有企业内部审计力量薄弱等。
（3）完善法人治理，建立决策者的制衡机制
大型国有企业管理的行政色彩比较浓，法人治理没有完善，内部人控制现象还比较严重，管理层独断专行是导致决策失误的主要原因。大型国有企业最大的风险是战略决策风险；一方面表现在战略方向选择的错误，另一方面表现在对战略风险认识和管理不到位。
（4）加强国资监管，建立风险预警机制。
虽然十六大已经明确国资委对国有企业要做到“管资产、管人、管事”，但是国资委对对国有企业的监管还比较落后。主要原因是国资委对中央企业监管的技术和手段还比较落后，比如还没有建立一套可行的风险预警机制。
第三篇：失效分析心得体会
失效分析与无损检测技术综合应用
心 得 体 会
11级检测技术及应用
11802205
薛星 2013年5月30日
尊敬的马老师：
您好！我是11级检测技术及应用的班长薛星。通过这次的讲座，使我受益匪浅。您给我们针对CR技术、失效分析和无损检测的新技术进行了一一的讲解，让我们对我们的专业有了进一步的认识，也对本专业的发展有了深入了解。
CR技术(Computed Radiography；Computed Radiology)，是一种数字化的新的非胶片射线照相检验技术。目前，它采用贮存荧光成像板(Storage Phosphor Imaging Plate)完成射线照相检验。
采用贮存荧光成像板的CR技术，是基于某些荧光发射物质，具有保留潜在图像信息的能力。这些荧光物质受到射线照射时，在较高能带俘获的电子形成光激发射荧光中心(PLC)。采用激光激发时，光激发射荧光中心的电子将返回它们初始能级，并以发射可见光的形式输出能量。这种光发射与原来接收的射线剂量成比例。这样，当激光束扫描贮存荧光成像板时，就可将射线照相图像转化为可见的图像
无损检测新技术有激光超声检测方法、激光（错位）散斑检测方法、红外热像检测方法、微波检测技术、超声波时差衍射技术、金属磁记忆检测技术、数字射线成像技术、远场涡流检测技术等。其中红外热像检测对蜂窝积水问题的应用较多。
本次的讲座让我们对无损检测的发展前景充满了信心，随着社会的发展，无损检测技术的应用也随之增多。讲座针对无损检测技术、设备和应用都做了讲解，使我们对无损检测从理论到应用都有了深入了解。相信通过我们的认真学习，一定会在无损检测技术中提高理论和实践的只是和技能。近年来,随着军事工业和航空航天工业中各种高性能的复合材料、陶瓷材料的应用,微波无损检测的理论、技术和硬件系统都有了长足的进步,从而大大推动了无损检测技术的发展。
第四篇：金属材料失效分析
金属材料失效分析
★★★★★微谱检测：中国权威检测机构★★★★★
----------专业进行金属材料失效分析
微谱检测是国内最专业的未知物剖析技术服务机构，拥有最权威的图谱解析数据库，掌握最顶尖的未知物剖析技术，建设了国内一流的分析测试实验室。首创未知物剖析，成分分析，配方分析等检测技术，是未知物剖析技术领域的第一品牌！
上海微谱化工检测技术有限公司，是一家专业从事材料分析检测技术服务的机构，面向社会各业提供各类材料样品剖析、配方分析、化工品检验检测、单晶硅纯度检测及相关油品测试服务。
本公司由高校科研院所教授博士领衔、多个专业领域专家所组成的技术团队具有长期从事材料分析测试的经验，技术水平和能力属国内一流。通过综合性的分离和检测手段对未知物进行定性鉴定与定量分析，为科研及生产中调整配方、新产品研发、改进生产工艺提供科学依据。
微谱检测与同济大学联合建立微谱实验室，完全按照CNAS国家认可委的要求建设，通过CMA国家计量认证，并依据CNAS-CL01：2006、CNAS-CL10和《实验室资质认定评审准则》进行管理，微谱实验室出具的检测数据均能溯源到中国国家计量基准。
微谱检测的分析技术服务遍布化工行业，从原材料鉴定、化工产品配方分析，到产品生产中的工业问题诊断、产品应用环节的失效分析、产品可靠性测试，微谱检测都可以提供最专业的分析技术服务。
微谱检测深耕于未知物剖析技术领域内的创新，以振兴民族化工材料产业为己任！
微谱检测可以提供塑料制品，橡胶制品，涂料，胶粘剂，金属加工助剂，清洗剂，切削液，油墨，各种添加剂，塑料，橡胶加工改性助剂，水泥助磨剂，助焊剂，纺织助剂，表面活性剂，化肥，农药，化妆品，建筑用化学品等产品的成分分析，配方分析，工艺诊断服务。
微谱检测是国内最大的未知物剖析服务机构，专业提供金属材料失效分析、检测服务，技术实力在国内首屈一指。
目前，常可进行的金属材料失效分析项目包括：钢材类（碳钢、低合金钢、中合金钢、高合金钢、不锈钢、工具钢、粉末冶金钢材）；其他金属材料（铁、铝合金、铜合金、镍合金、钛合金、锌合金、电镀材料、矿物、矿物渣等等。微谱检测中心配备当下最先进的现代分析测试仪器，可进行包括力、热、电、光、物理、化学、无损探伤等在内的金属材料失效分析。可帮助企业进行金属加工工艺、材质等级判定、金属元素测试分析等方面的指导，改进其产品质量、性能，提高企业在业界的竞争力。
微谱检测---国内首创成分分析，最大的未知物剖析服务机构。
本公司提供分析，测试，检验，化验，检测服务，可根据客户要求定性定量。可分析测试的样品包括：
1、各种未知物：未知固体，未知粉末，未知液体等
2、有机溶剂： 混合溶剂的成分分析，分离，定性定量；纯溶剂的性能检测，电子、纺织、印刷行业用溶剂，油漆稀释剂，天那水，脱漆剂。
3、各种金属材料
4、光亮剂，杀虫剂，制冷剂，空气清新剂，脱模剂，气雾剂
5、各种助剂：乳化剂、润湿分散剂、消泡剂，润滑剂，增塑剂，阻燃剂，抗燃剂，稳定剂；电子行业（助焊剂）、纺织行业、涂料、塑料加工行业所用的助剂；电镀液（锌、铜、铬、镍、贵重金属）助剂分析
6、塑料和橡胶行业助剂：增塑剂、抗氧剂、阻燃剂、光和热稳定剂、发泡剂、填充剂、抗静电剂等
7、纺织、皮革助剂分析：柔软剂、匀染剂、整理剂等
8、油墨分析：墨水、感光油墨、UV油墨等
9、化妆品：洗发、护发用品、护肤用品、美容用品、口腔卫生制品等 10 水处理剂分析：缓蚀剂、混凝剂和絮凝剂、阻垢剂，沉淀剂等洗涤剂分析：民用和工业用清洗剂高分子材料的性能检测，失效分析工业故障分析诊断，提供解决方案，工艺失效模式分析药物的结构确认化工品中有毒物质的成分及含量检测石油化学品分析：润滑油、切削液，燃料油，表面处理剂等
第五篇：材料失效分析论文
材料的疲劳断裂失效与预防
摘要:本文从材料疲劳断裂的研究发展，破坏特点及断口分析材料疲劳断裂的原因，并介绍材料疲劳断裂的预防。
关键词： 疲劳断裂 断口 预防
前言
作为科技支柱之一的材料技术的发展直接关系到国家经济、科技的发展水平，材料失效问题普遍存在于各类材料中，它直接影响着产品的质量，关系到企业的信誉和生存。材料失效分析的建立是发达国家工业革命的一个重要起点，材料的失效分析和预测预防工作在经济发展中占有十分重要的地位，对于材料失效问题的判断和解决能力，代表了一个国家的科学技术发展水平和管理水平。磨损、腐蚀和断裂是材料失效的3种主要形式。材料的疲劳断裂失效的研究和发展
材料的疲劳与断裂研究试图寻找材料宏观疲劳断裂行为与微观组织形貌的关系。试图探求材料疲劳与断裂的微观机制。
金属(非金属)材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫疲劳；虽然在一般情况下，这个术语特指那些导致开裂或破坏的性能变化。
机械构件由于材料疲劳损伤导致的断裂往往没有明显的征兆，因此经常引起巨大的灾难性事故，造成人民生命财产损失。因此各个先进的工业化国家都非常重视疲劳与断裂的研究。
材料疲劳与断裂的研究经历了几个阶段。目前，人们已经认识到在循环载荷作用下，金属多晶材料的许多晶粒内部会出现滑移带。这些滑移带会在疲劳形变中继续变化，并导致形成裂纹，而试样的突然破坏是由某条起主导作用的裂纹向前扩展造成的。现在，人们可以较好的定量描述裂纹扩展的速率，但是，用材料显微组织的特性可靠的预测其宏观的疲劳断裂性能，还有大量的极具挑战性的工作需要开展，特别是在新材料迅猛发展的时代。
虽然恒定循环应力幅作用下的疲劳破坏是疲劳基本研究的主要内容，但由于工程应用中的服役条件不可避免的含有变幅载荷谱，苛刻环境，低温或高温及多轴应力状态，因此建立能够处理这些复杂服役条件下的可靠寿命预测模型是疲劳研究中最棘手的挑战之一。材料疲劳与断裂的研究是材料科学与工程研究领域中的一个重要分支。
疲劳破坏的特点
尽管疲劳载荷有各种类型，但它们都有一些共同的特点。第一，断裂时并无明显的宏观塑性变形，断裂前没有明显的 预兆，而是突然地破坏。
第二，引起疲劳断裂的应力很低，常常低于静载时的屈服强 度。
第三，疲劳破坏能清楚地显示出裂纹的发生、扩展和最后断裂三个组成部份。
疲劳断裂断口组成
(1)疲劳源：由于材料质量缺陷、加工缺陷等原因，使得零件局部地区应力集中，这些区域即为疲劳裂纹产生之处，成为疲劳源。零件表面的裂纹源多是表面上有油孔、过渡圆角、台阶、粗大刀痕等应力集中处在交变应力作用下形成的微裂纹；零件近表面材料内部由于冶炼和冷、热加工的缺陷、晶体滑移和晶界缺陷等在交变应力作用下产生的微型纹。
(2)裂纹扩展区：裂纹产生之后，随着应力循环周期增加，裂纹逐渐扩展成贝壳状或光滑状条纹，即为疲劳辉纹。由于载荷的间断和改变，裂纹时而扩展，时而停滞。零件裂开处的两个面时而闭合，时而分开，以致在两个断面上形成“贝纹状”弧线。这种弧线就叫疲劳裂纹前沿线，其大小与工作应力有关，工作应力小，裂纹寿命长，断口大。
(3)最后断裂区域：或称脆断区，由于疲劳裂纹的扩展，使得零件的有效断面越来越小，应力逐步增加，当最终超过材料强度极限时，零件瞬间突然断裂，断口晶粒较粗大，与发暗的裂纹扩展区明显不同。脆性材料呈结晶状断口；塑性材料呈纤维状，断口呈灰色。
疲劳断裂断口分析
疲劳断口上的三个区域的状况与零件工作时的载荷、应力状态、零件材料性能及加工情况等有关。根据断口形貌可以定性分析零件所受载荷、材料性能和寿命等，有助于分析零件疲劳断裂产生的原因：
(1)疲劳源大多分布于零件表面，一般有1-2个。
(2)疲劳裂纹扩展呈贝纹状时，贝纹细密、间距小，表示材料抗疲劳性能好，疲劳强度高。贝纹稀疏、间距大。表示材料疲劳强度低。(3)最后断裂区所占面积很大，甚至超过断面的一半以上，说明零件严重过载；若所占面积较小或小于断面一半时，说明零件无过载或过载很小。
在相同条件下，高应力状态零件的最后断裂区的面积大于低应力状态零件的最后断裂区的面积；承受单向弯曲的零件仅有l个疲劳源，承受双向弯曲的零件有2个疲劳源；承受单向弯曲的零件与承受扭转弯曲的零件的最后断裂区的形状不同，后者的疲劳源与最后断裂区的相对位置发生偏转，并由于零件上缺口应力集中的影响较大，使最后断裂面积很小且与零件断面呈同心状。
疲劳断裂的预防
延缓疲劳断裂的时间，延缓金属零件疲劳断裂的萌生时间的措施及方法主要有喷完强化、细化材料的晶粒尺寸及通过形变热处理使晶界成锯齿状或使晶粒定向排列并与受力方向垂直等。
降低疲劳裂纹的扩展率，对于一定的材料及一定形状的金属零件，当其已经产生疲劳裂纹后为了防止和降低疲劳裂纹的扩展，可采用以下措施：对板材零件上的表面局部裂纹可采取止裂孔法，即在裂纹扩展前沿钻孔已组织裂纹进一步扩展；对于零件内表面裂纹可采取扎孔法进行消除；对于表面局部裂纹可采取刮磨修理法等是行之有效的。除此之外，对于零件局部表面裂纹，也可以采用局部增加有效截面或补金属条等措施以降低应力水平，从而达到组织裂纹继续扩展之目的。
正确的选择材料和制定热处理工艺十分重要，合理选择材料的先决条件是设计者充分了解各种材料的各种热学性能和所适用的工作条件。
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