外界异物颗粒进入滚动轴承内部是工程实践中普遍存在的一种现象,由于外界污染物进入滚动轴承的润滑系统而导致轴承过早失效已成为轴承失效的主要原因,在一些工作环境恶劣的特殊工程设备上,轴承的更换与维修成本较为高昂。所以探究滚动轴承在受到外界异物颗粒污染的情况下的磨损机理问题是十分有必要的。本文模拟外界沙尘颗粒进入推力球轴承内部的情况,结合多种观察和分析方式,对轴承的滚道和滚珠的磨损机理问题展开深入研究,并用有限元分析手段对异物颗粒受滚道与滚珠挤压的过程进行初步探索。首先,本文对模拟沙尘颗粒进入推力球轴承内部的试验进行了系统设计,其中包括试验机的选择、振动与声发射采集系统选择、夹具结构设计、试验材料选择、试验材料配制、二氧化硅颗粒选定与特性测定、试验结果分析观察仪器的选定、试验方案设计和试验步骤的详细编制。其次,开展了一系列推力球轴承磨损试验,通过改变试验时间、接触载荷、二氧化硅颗粒的粒径、二氧化硅颗粒浓度等参数,并在试验中采集了振动与声发射信号,结合试验结束后对轴承滚道和滚珠光学显微照片观察和三维形貌参数的分析,对在外界沙尘颗粒进入滚动轴承内部后轴承磨损机理进入深入研究。得出以下结论:轴承滚道表面损伤是由小的压痕与大的剥落区域构成的,随着时间增加,压痕向剥落转变,最终导致滚道表面出现大面积磨损。轴承滚道滚珠损伤主要发生在跑合带上,为灰色无金属光泽带状区域,此区域是由大量凹坑组成。压痕凹坑主要为中间凹陷四周隆起的形式,而较大的剥落凹坑内部高低不平,形状不规则。二氧化硅颗粒进入滚道与滚珠的接触界面,在滚道上产生凹痕与材料剥落,随着时间的增加,这些剥落的材料又会进入接触界面继续破坏滚道。振动与声发射信号检测也可作为一种无损监测方式检测轴承磨损情况。最后,利用有限元仿真软件对滚道-颗粒-滚珠模型进行了仿真,对异物颗粒和滚道的形变与应力进行了分析,由仿真结果可知在滚珠碾过颗粒时,颗粒与滚道均产生一定程度的变形,异物颗粒材料不同,变形程度与应力情况也不相同。