上一章研究了滑动轴承的润滑,本章简要介绍了滑动轴承的常见故障形式。
滑动轴承有五种常见的失效形式:
1. 磨粒磨损
一些进入轴承间隙的硬颗粒嵌入轴承表面,一些与轴一起游离,研磨轴承表面。当启动、停车或颈部边缘接触时,可加剧轴承磨损,导致几何形状变化和精度丧失,增加轴承间隙,降低轴承性能。如下图1所示:
图1 轴承磨粒磨损
2. 刮伤
硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶进入轴承间隙,在轴瓦上划出线性疤痕,导致轴承失效。如下图2所示:
图2 轴承刮伤
3. 胶合
当轴承温升过高、载荷过大、油膜破裂或润滑油供应不足时,轴颈和轴承的相对运动表面材料会粘附和迁移,导致轴承损坏。粘合剂有时甚至可能导致相对运动终止。如下图3所示:
图3 胶合
4. 疲劳剥落
在重复载荷的作用下,轴承表面出现垂直于滑动方向的疲劳裂纹。当裂纹扩展到轴承衬里和衬里的结合表面时,轴承衬里材料就会剥落。它类似于轴承衬里和衬里由于组合不良或组合力不足而剥离,但疲劳剥落周围不规则(如下图4所示)-a);剥离周围光滑,结合不良(如下图3所示)-b)。
图 4-a 疲劳剥落
图4-b 不良接触剥落
5. 腐蚀
润滑剂在使用过程中不断氧化,产生的酸性物质腐蚀轴承材料,特别是铸铜铅合金中的铅,易腐蚀,形成点脱落。如下图5所示:
图 5 腐蚀引起的点剥落
除上述主要故障形式外,滑动轴承的其他故障形式包括:
1. 气蚀:气流冲击腐蚀零件表面引起的机械损伤。如下图6所示:
图6 气蚀
2. 流体侵蚀:流体冲击腐蚀部件表面造成的机械损伤。
3. 电侵蚀:电化学或电离造成的机械损伤。如下图7所示:
图7 电侵蚀
4. 微动磨损:发生在名义上相对静止的表面上,实际上有两个紧密接触的微相对运动。
通过以上滑动轴承故障形式的介绍和分析,以及汽车滑动轴承的故障率,作为后续设计和轴承选择的参考。
表1 汽车滑动轴承故障率平均比例表