1.轴承外圈材料化学成分测试
对断裂变桨轴承取样，并进行化学成分进行测试，测试结果如表1 所示。
测试结果表明，成分符合标准EN10204-2004 对材料42Cr原Mo 的技术要求。
2.机械/力学性能测试
在断裂齿圈未断裂部位取拉伸试样、冲击试样及硬度试样进行力学性能检测，测试结果如表2 所示。
测试结果表明，轴承套圈机械/力学性能符合标准EN10204-2004 对材料42CrMo 的技术要求，但抗拉强度处于下限值，说明原材料质量不高。
3.金相组织
分别在断裂齿圈的靠近断口处取不开孔部位横向截面、开孔部位横向截面，经磨光、热酸浸蚀法显示其低倍组织，同时在轴承套圈、裂纹源以及孔内壁处截取金相试样，进行非金属夹杂测试和金相组织观察等。
经检测和测量表明，低倍组织进行评定，呈现0.5 级一般疏松（见表3 和图4a 所示），非金属夹杂物实际检验A法评定为：
A1.0，B0，C0，D0.5，见图4b；试样的显微组织为回火索氏体+少量铁素体，组织呈带状偏析分布，见图4c 和图4d。
金相检验结果：齿圈试样中存在硫化物类夹杂，硫化物类夹杂物级别评为1.0 级；显微组织为回火索氏体+少量铁素体，由此可见齿圈经过了调质处理；裂源处显微组织为回火索氏体+少量铁素体。并且在孔内壁剖面试样上可见腐蚀坑以及由腐蚀坑底扩展的微裂纹。
4.宏微观断口分析
截取断口部位并清洗后，宏观形貌见图5a。可见孔内壁存在锈蚀现象，并且裂纹起源于螺栓孔内壁锈蚀相对较严重的区域，呈多源特征，断面上可见贝壳纹特征，并且裂纹扩展区占整个断口的95%以上，瞬断区靠近齿圈内、外两侧，仅占1~2%面积，且存在明显的擦伤痕迹。将齿圈断口分割成小块，清洗后置于扫描电子显微镜下观察，图5b 图3 变桨轴承轨道严重磨损图 为裂纹源低倍显微特征，放大后可见裂纹源表面存在擦伤及覆盖层，见图5c，图5d 为断口上的贝壳纹特征，放大后观察扩展区呈疲劳辉纹特征。
宏微观断口分析结果表明，轴承外圈断口裂纹源位于螺栓孔内壁，扩展区内观察到疲劳辉纹特征；断口裂源处存在腐蚀坑特征，并且腐蚀坑底部明显可见腐蚀产物。
技术改造方案
根据该型机组变桨轴承的损坏状况和失效模式，在现有轴承连接尺寸和设计条件下，对该型机组变桨轴承进行技术升级，主要体现在以下两个方面，如图6 所示。
（1）在提高轴承材料性能和制造工艺条件的同时，增加淬火硬度层厚度，优化内轨道面过渡位置的倒角和注油孔内表面几何形状，降低局部结构应力和疲劳接触应力，进而提高轨道周边结构强度；
（2）在保持螺栓接口尺寸和轴承滚珠轴向和金相相对位置不便的条件下，轴承外圈外径增厚10mm，轴承内圈内径增厚10mm，内外圈在轴向增厚10mm，以便提高变桨轴承的刚度，进而提高承载叶片轴向力、径向力和倾覆力矩，降低轴承变形，改善螺栓受力等。
结论
通过对风电场某型故障机组叶片变桨轴承损坏状况的统计和调研，以及对外圈断裂轴承的失效分析，查明了该型机组变桨轴承批量损坏的失效模式和主要原因，轴承材料性能较低，整体和轨道等结构设计导致安全裕度较低，此外风电场维护和保养不足，亦是导致其严重磨损卡涩的原因。基于失效分析的结果，对材料性能、制造工艺，以及整体和轨道结构进行优化设计，进而实现对该型机组叶片变桨轴承技术升级，并取得良好效果。姻
