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滑動軸承的損壞形式及預(yù)防措施
2016-08-24 14:29:28 584
1.早期損壞的形式
軸承在正常使用過程中，由于逐漸磨損直到最后失去工作能力、結(jié)束其使用壽命，這種自然損傷是難以避免的。但如果因發(fā)動機(jī)裝配調(diào)整不當(dāng)、潤滑油品質(zhì)不好或使用條件惡劣等因素致使軸承過早地磨損或出現(xiàn)各種損傷，則是人為造成的早期損壞。早期損壞不僅大大地降低軸承的使用壽命，同時也會影響發(fā)動機(jī)的正常工作。
根據(jù)長期對柴油機(jī)維修的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，滑動軸承早期損壞的常見形式有機(jī)械損傷、軸承穴蝕、疲勞點(diǎn)蝕、腐蝕等。
(1)機(jī)械損傷 滑動軸承機(jī)械損傷是指軸瓦的合金表面出現(xiàn)不同程度的溝痕，嚴(yán)重時在接觸表面發(fā)生金屬剝離以及出現(xiàn)大面積的雜亂劃傷;一般情況下，接觸面損傷與燒蝕現(xiàn)象同時存在。造成軸承機(jī)械損傷的主要原因是軸承表面難以形成油膜或油膜被嚴(yán)重破壞。
(2)軸承穴蝕 滑動軸承在氣缸壓力沖擊載荷)的反復(fù)作用下，表面層發(fā)生塑性變形和冷作硬化，局部喪失變形能力，逐步形成紋并不斷擴(kuò)展，然后隨著磨屑的脫落，在受載表面層形成穴。一般軸瓦發(fā)生穴蝕時，是先出現(xiàn)凹坑，然后這種凹坑逐步擴(kuò)大并引起合金層界面的開裂，裂紋沿著界面的平行方向擴(kuò)展，直到剝落為止?；瑒虞S承穴蝕的主要原因是，由于油槽和油孔等結(jié)構(gòu)要素的橫斷面突然改變引起油流強(qiáng)烈紊亂，在油流紊亂的真空區(qū)形成氣泡，隨后由于壓力升高，氣泡潰滅而產(chǎn)生穴蝕。穴蝕一般發(fā)生在軸承的高載區(qū)，如曲軸主軸承的下軸瓦上。
(3)疲勞點(diǎn)蝕 軸承疲勞點(diǎn)蝕是指，由于發(fā)動機(jī)超負(fù)荷工作，使得軸承工作過熱及軸承間隙過大，造成軸承中部疲勞損傷、疲勞點(diǎn)蝕或者疲勞脫落。這種損傷大多是因?yàn)槌d、軸承間隙過大，或者潤滑油不清潔、內(nèi)中混有異物所致。因此，使用時應(yīng)該注意避免軸承超載工作不要以過低或過高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn);怠速時要將發(fā)動機(jī)調(diào)整到穩(wěn)定狀態(tài);確保正常的軸承間隙，防止發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速過高或過低;檢查、調(diào)整冷卻系統(tǒng)的工作情況，確保發(fā)動機(jī)的工作溫度適宜。
(4)軸承合金腐蝕 軸承合金腐蝕一般是區(qū)為潤滑油不純，潤滑油中所臺的化學(xué)雜質(zhì)(酸性氧化物等)使軸承合金氧化而生成酸性物質(zhì)，引起軸承合金部分脫落，形成無規(guī)則的微小裂孔或小凹坑。軸承合金腐蝕的主要原因是潤滑油選用不當(dāng)、軸承材料耐腐蝕性差，或者發(fā)動機(jī)工作粗暴、溫度過高等。
(5)軸承燒熔 軸頸和軸承摩擦副之間有微小的凸起金屬面直接接觸，形成局部高溫，在潤滑不足、冷卻不良的情況下，使軸承合金發(fā)黑或局部燒熔。此故障常為軸頸與軸承配合過緊所致;潤滑油壓力不足也容易使軸承燒毀。
(6)軸承走外圓 軸承走外圓就是軸承在座孔內(nèi)有相對轉(zhuǎn)動。軸承走外圓后，不僅影響軸承的散熱，容易使軸承內(nèi)表面合金燒蝕，而且還會使軸承背面損傷，嚴(yán)重時燒毀軸承。其主要原因是，軸承過短、凸榫損傷、加工或者安裝不符合規(guī)范等。
2.預(yù)防措施
滑動軸承早期損壞比軸承燒毀要常見得多，因此預(yù)防滑動軸承早期損壞很重要?；瑒虞S承的正確維護(hù)是減少軸承早期損壞的有效途徑，也是延長軸承壽命的可靠保證。因此，在發(fā)動機(jī)的日常維護(hù)和維修中，必須注意軸承的合金表面、背面、端頭及邊緣棱角處的外觀形狀，如有異?；虺霈F(xiàn)過半磨損的征兆，就要認(rèn)真查明原因，并采取相應(yīng)的措施，改善軸承的工作條件，重視對滑動軸承早期損壞的預(yù)防。
(1)改進(jìn)軸承的設(shè)計和制造工藝 設(shè)計或選用軸承時，要考慮軸承的熱平衡以控制溫升。因?yàn)檩S承在摩擦狀態(tài)下工作，由于潤滑油液體內(nèi)部摩擦(黏性)而造成功耗，轉(zhuǎn)化成熱量后引起軸承溫升，潤滑油黏度降低、間隙改變，會使軸承的巴氏合金軟化，嚴(yán)重時產(chǎn)生"燒瓦抱軸"事故。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，要從軸承的上軸瓦(非承載區(qū))頂部開進(jìn)油孔，使?jié)櫥蛷姆浅休d區(qū)引入;在軸瓦內(nèi)表面以進(jìn)油孔為中心沿縱向或橫向開油槽，利于潤滑油均勻分布在軸頸上以控制溫升。 根據(jù)軸承的工作情況，要求軸承材料必須具備下述性能：摩擦系數(shù)小;導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小;耐磨、耐蝕及抗膠合能力強(qiáng);要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和可塑性。因此，軸瓦材料可選巴氏合金。巴氏合金在穩(wěn)定載荷時能夠較好地工作，但在非穩(wěn)定載荷下極易發(fā)生氣蝕，所以在大功率發(fā)動機(jī)中不宜采用。高錫鉛基合金和低錫鉛基合金的強(qiáng)度和硬度較高，抗疲勞和抗氣蝕能力較強(qiáng)，在大功率的發(fā)動機(jī)中使用效果較好。近幾年，國外出現(xiàn)了用物理氣相沉積的濺鍍法在銅鉛軸承表面鎳柵上鍍覆含20%錫的鋁合金或者鍍純錫，效果很好。此外，將整圓油槽軸瓦改為半圓油槽或部分油槽軸瓦，這樣不僅可改善發(fā)動機(jī)滑動軸承的潤滑狀態(tài)，而且還可提高其承載能力。
(2)提高軸承的維修和裝配質(zhì)量 提高軸承的鉸配質(zhì)量，保證軸承背面光滑無斑點(diǎn)，定位凸點(diǎn)完整無損;自身的彈開量為0.5-1.5mm，這可保證裝配后軸瓦借助自身彈力與軸承座孔貼合緊密;裝在軸承座內(nèi)的上下兩片軸瓦的每端均應(yīng)高出軸承座平面30-501μm，高出量可保證按規(guī)定扭矩擰緊軸承蓋螺栓后軸承與軸承座緊密配合，產(chǎn)生足夠的摩擦自鎖力，軸承不致松動，散熱效果好，防止軸承燒蝕和磨損;軸承的工作面不能用刮配法達(dá)到75%-85%接觸印痕作衡量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在不刮削時就使軸承和軸頸的配合間隙達(dá)到要求。 此外，裝配時要注意檢查曲軸軸頸和軸承的加工質(zhì)量，嚴(yán)格執(zhí)行修理工藝規(guī)范，防止因裝入方法不當(dāng)而造成安裝不正以及軸承螺栓的扭矩不均或不符合規(guī)定，從而產(chǎn)生彎曲變形和應(yīng)力集中，導(dǎo)致軸承早期損壞。