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滑动轴承早期损坏常见形式、原因及预防措施2022-11-16 10:49:22

  滑动轴承广泛应用于商用车中,从发动机、底盘到电气总成。汽车发动机上的滑动轴承主要有两种形式,一种是衬砌薄壁轴承,通常被称为轴瓦;另一种是衬套,也被称为铜套,形状为空心圆柱体。衬砌薄壁轴承主要用于支撑发动机曲轴和连杆,衬套主要用于支撑凸轮轴颈和活塞销。

  1、滑动轴承早期损坏的常见形式是什么?中国轴承网(以下简称华轴网)根据对轴承使用知识的了解分享相关信息。

  1、机械损伤

  滑动轴承的机械损伤是指轴承合金表面出现不同程度的沟槽痕迹,严重时金属剥离,接触表面出现大面积划伤。一般来说,接触面损伤与腐蚀现象相同。轴承机械损伤的主要原因是轴承表面难以形成油膜或油膜。

  

  2、轴承穴蚀

  在气缸压力冲击载荷的反复作用下,滑动轴承的表层发生塑性变形和冷却硬化,局部失去变形能力,逐渐形成裂纹并不断扩大。随着磨屑的脱落,在载荷表层形成了一个空洞。一般来说,当穴位侵蚀发生时,首先会出现坑,然后坑逐渐扩大,导致合金层界面开裂。裂纹沿界面平行扩展,直至剥落。滑动轴承穴蚀的主要原因是油槽、油孔等结构的横截面突然变化,导致油流紊乱,在油流紊乱的真空区形成气泡。然后,由于压力的增加,气泡溃疡导致穴蚀。穴蚀一般发生在轴承的高载区域,如曲轴主轴承下的轴瓦。

  

  3、疲劳点蚀

  轴承疲劳点蚀是由于发动机过载,轴承过热,轴承间隙过大,导致轴承中部疲劳损伤、疲劳点蚀或疲劳脱落。造成这种损坏的原因主要是由于过载、轴承间隙过大或润滑油不清洁和异物混合。因此,使用时应注意避免轴承过载,不要以过低或过高的速度运行;发动机怠速应调整到稳定状态;确保轴承间隙正常,防止发动机转速过高或过低。

  

  4.轴承合金腐蚀

  轴承合金腐蚀一般是因为润滑油不纯,受润滑油所含的化学杂质(酸性氧化物等)氧化轴承合金生成酸性物质,引起轴承合金部分脱落,形成无规则的微小裂孔或小陷坑。

  

  5、轴承烧熔

  轴颈与轴承摩擦副之间有小的突起金属表面直接接触,形成局部高温。当润滑不足、冷却不良时,轴承合金变黑或局部熔化。轴承合金变黑或局部熔化通常是由于轴颈与轴承配合过紧造成的,润滑油压力不足也容易烧毁轴承。

  

  6.轴承外圆

  轴承外圆是指轴承在座椅孔中的相对旋转。轴承外圆不仅影响轴承的散热,而且容易腐蚀轴承内表面的合金,而且会损坏轴承背面,严重烧毁轴承。主要原因是轴承过短、加工或安装不符合规范。

  

  滑动轴承早期损坏的原因有:

  1.颗粒物造成的早期损伤

  1 ) 小颗粒异物对轴承的早期损坏

  它是由小颗粒杂质进入轴承合金层的运动表面引起的。虽然对轴承没有严重损坏,但如果这种现象继续发展,不仅会导致轴承早期损坏,还会对轴造成严重损坏。因此,必须根据故障原因及时排除,避免零件损坏。

  小颗粒异物进入的原因包括:⑴空气滤清器滤清效果差或进气系统密封不良;⑵润滑油被污染后加入发动机或机油及滤芯使用时间过长,机滤芯被堵塞,使各润滑表面的机油未经滤清就直接进入;⑶燃油供应过大,燃烧不足,喷嘴泄漏,导致燃油渗入曲轴箱,同时,一些杂质与油混合进入曲轴箱,以减少润滑效果;⑷组装发动机时,内部部件清洁度差。

  2)大颗粒异物和劣质润滑油对轴承造成早期损坏

  当发动机机油滤芯和发动机机油底壳中发现大颗粒的合金块或薄片时,必须立即停止拆卸和维修。如果继续使用,会对更多零件造成损坏。大颗粒进入的主要原因是零件在安装过程中没有清洗干净,如连杆油道、零件和油道内的金属屑等。因此,在维护和安装过程中应仔细清洗和检查。

  劣质润滑油杂质较多,容易堵塞油滤芯,导致润滑油直接进入运动表面,进一步加速轴和轴承的损坏。因此,在购买和更换润滑油时,必须严格控制润滑油的质量,并按规定选择润滑油。

  3)轴和轴承早期损坏不移动异物

  轴承与瓦安装孔内壁之间夹有较大异物,轴承运动表面会产生凸点。当轴运行时,异常磨损将从凸点开始,并向周围扩展,导致轴和轴承的早期损坏;如果轴承运动面与轴之间有较大的异物,安装后将嵌入轴承的合金层,损坏轴;轴、瓦、安装孔等相关部件会损坏或损坏轴、瓦。

  安装前应仔细检查和清洁,特别是油道和油管腔;安装现场必须远离粉尘飞扬和碎片飞溅现场;安装工具应清洁,采取必要的保护措施,避免再次污染,组装中使用的润滑油应清洁,防止灰尘混合;轴承和轴承孔的储存和安装应确保不接触任何金属物体,不得碰撞。

  2.润滑系统早期损坏

  如果润滑油失效或压力不符合要求,运动表面将完全失去油膜护,直接接触干摩擦。轴承合金层熔化温度升高,及时停机会产生抱瓦现象,不及时停机会造成更严重的零件损坏。造成这种情况的主要原因是:油表面过低或润滑油道破裂;吸油滤网、油道、油孔堵塞;油泵磨损或吸油管泄漏;压力调节阀、压力限制阀损坏;发动机怠速运行时间过长;发动机直接高速运行和全负荷运行,无加热运行。全负荷运行后,在高温下停止热量沉积,温度升高;未按规定选择标准油,定期更换油。

  3.使用不当造成的早期损坏

  当发动机怠速运行时,转速低,油泵供油量小,导致轴承力表面与轴之间的轻微干摩擦,损坏轴承的合金层表面,加速轴和轴承的磨损和损坏;因此,当发动机长时间怠速运行时,在低于正常工作温度的情况下运行,喷入燃烧室的燃料不能完全燃烧,部分未燃烧的燃料沿气缸壁流入曲轴箱,损坏润滑油的油膜,润滑效果降低。

  此外,发动机长期大负荷工作后,内部部件处于最高工作温度,特别是燃烧室部件处于高温,发动机停止运行后,冷却系统和润滑系统停止工作,热量不能分散,相关部件温度升高,损坏润滑表面油膜,再次启动时,润滑表面油膜未形成,轴承磨损异常。特别是增压器滑动轴承损坏更严重,温度过高会导致轴孔变形,损坏运行精度,加速发动机损坏。这种现象会对活塞、缸套和缸套密封圈造成严重损坏。因此,发动机长时间大负荷工作后,应使发动机空载低速运行10 min以上,内部温度降低后停机。

  三、预防滑动轴承早期损坏的措施

  1.改进轴承设计和制造工艺

  在设计或选择轴承时,应考虑轴承的热平衡来控制温升。在结构设计上,从轴承的上轴瓦(非承载区)顶部开进油孔,使润滑油从非承载区引入;在轴瓦内表面以进油孔为中心沿纵向或横向开油沟,利于润滑油均匀分布在轴颈上,控制温升。根据轴承工作情况,轴承轴瓦材料必须具有以下性能:摩擦因数小、导热性好、热膨胀系数小、耐磨、耐腐蚀、耐胶合性强、机械强度足够、可塑性强

  性。因此,巴氏合金可用于轴承轴瓦材料。巴氏合金在稳定载荷下工作良好,但在非稳定载荷下容易发生气蚀,因此不应用于大功率发动机。高锡铅基合金和低锡铅基合金具有较高的强度和硬度,具有较强的抗疲劳耐腐蚀性,在大功率内燃机中使用效果较好。此外,将圆形油槽轴瓦改为半圆形油槽或部分油槽轴瓦,不仅可以改善柴油机滑动轴承的润滑状态,还可以提高其承载能力。

  2.提高轴承的维护和装配质量

  提高轴承铰接质量,保证轴承背面光滑无斑点,定位凸点完整无损;自身弹开量为0.5~1.5 mm,这可以保证装配后,轴瓦通过自身弹性与轴承座孔紧密贴合;轴承座上下两端的轴承应高于轴承座平面0.03~0.05 mm,轴承盖螺栓按规定扭矩拧紧后,轴承与轴承座紧密配合,产生足够的摩擦自锁力,轴承不松动,散热效果好,防止轴承烧蚀和磨损。

  此外,在装配过程中,应注意检查曲轴颈和轴承的加工质量,严格执行维修工艺规范,防止安装不当、轴承螺栓扭矩不均匀或不符合规定,导致变形弯曲和应力集中,导致轴承早期损坏。

  3.正确使用和维护发动机

  加强机油滤清器和曲轴通风装置的清洁和维护,及时更换滤芯;确保发动机冷却系统正常运行,控制发动机正常温度,防止发动机沸腾,严禁无冷却水驾驶;正确选择燃油,准确调整气相和点火,防止发动机异常燃烧;及时检查和调整曲轴和轴承的技术状况。

  4.合理选择和加注润滑油

  在使用过程中,应选择油膜表面张力小的润滑油,可有效防止轴承侵蚀;润滑油粘度等级不得随意增加,以免增加轴承的焦化倾向;发动机润滑油表面必须在标准范围内;润滑油和加油工具必须清洁,防止任何污垢和水进入;定期检查和更换润滑油,避免被水和其他杂质污染;加注润滑油的地方应无污染、无风、无沙,防止所有污染物混合;禁止混合不同质量、粘度等级和使用类型的润滑油。加注前的沉淀时间一般不小于48 h,严格控制注入量,防止油面过高。更多的轴承信息和轴承知识可以在中国轴承网简称(中国轴承网)上查询

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