滑動(dòng)軸承在商用汽車上應(yīng)用十分的廣泛,從發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤到電氣總成,都會(huì)用到軸承,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的滑動(dòng)軸承主要有兩種形式,一種是襯瓦式薄壁軸承,形似瓦片俗稱軸瓦;另一種是襯套,又稱為銅套,形狀為空心圓柱體。襯瓦式薄壁軸承主要用于承托發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和連桿,襯套主要用于支承凸輪軸軸頸及活塞銷。
一、滑動(dòng)軸承早期損壞的常見形式都有哪些呢?中華軸承網(wǎng)(簡稱:華軸網(wǎng))根據(jù)對軸承使用知識的了解,來分享相關(guān)資料。
1、機(jī)械損傷
滑動(dòng)軸承機(jī)械損傷是指軸承的合金表面出現(xiàn)不同程度的溝痕,嚴(yán)重時(shí)在接觸表面發(fā)生金屬剝離以及出現(xiàn)大面積劃傷。一般情況下,接觸面損傷與燒蝕現(xiàn)象同在。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(dòng)軸承在氣缸壓力沖擊載荷的反復(fù)作用下,表面層發(fā)生塑性變形和冷卻硬化,局部喪失變形能力,逐步形成裂紋并不斷擴(kuò)展,隨著磨屑的脫落,在受載表面層形成空穴。一般發(fā)生穴蝕時(shí),先出現(xiàn)陷坑,然后這種陷坑逐步擴(kuò)大引起合金層界面開裂,裂紋沿著界面平行方向擴(kuò)展,直到剝落為止?;瑒?dòng)軸承穴蝕的主要原因是油槽和油孔等結(jié)構(gòu)的橫斷面突然改變引起油液流動(dòng)紊亂,在油流紊亂的真空區(qū)形成氣泡,隨后由于壓力升高,氣泡潰滅產(chǎn)生穴蝕。穴蝕一般發(fā)生在軸承的高載區(qū),比如曲軸主軸承下的軸瓦。
3、疲勞點(diǎn)蝕
軸承疲勞點(diǎn)蝕是由于發(fā)動(dòng)機(jī)超負(fù)荷工作,使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。這種損傷的原因大多是因?yàn)槌d、軸承間隙過大或者潤滑油不清潔,混有異物所致,因此:使用時(shí)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);發(fā)動(dòng)機(jī)怠速要調(diào)整到平穩(wěn)狀態(tài);確保正常的軸承間隙,防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高或過低。
4、軸承合金腐蝕
軸承合金腐蝕一般是因?yàn)闈櫥筒患?,受潤滑油所含的化學(xué)雜質(zhì)(酸性氧化物等)氧化軸承合金生成酸性物質(zhì),引起軸承合金部分脫落,形成無規(guī)則的微小裂孔或小陷坑。
5、軸承燒熔
軸頸和軸承的摩擦副之間有微小的突起金屬面直接接觸,形成局部高溫,在潤滑不足、冷卻不良的情況下,軸承合金發(fā)黑或局部燒熔。造成軸承合金發(fā)黑或局部燒熔常為軸頸與軸承配合過緊所致,潤滑油壓力不足也容易燒毀軸承。
6、軸承走外圓
軸承走外圓就是軸承在座孔內(nèi)有相對的轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承走外圓,不僅影響軸承的散熱,容易使軸承內(nèi)表面合金燒蝕,而且會(huì)使軸承背面損傷,嚴(yán)重時(shí)燒毀軸承。其主要原因是軸承過短、加工或者安裝不符合規(guī)范等。
二、滑動(dòng)軸承早期損壞的原因有:
1、顆粒物造成的早期損壞
1 ) 微小顆粒異物導(dǎo)致的軸承早期損壞
是由微小顆粒雜質(zhì)進(jìn)入軸承合金層的運(yùn)動(dòng)表面造成的,雖然對軸承沒有造成嚴(yán)重的損傷,但是此類現(xiàn)象若繼續(xù)發(fā)展下去,不但導(dǎo)致軸承早期損壞,軸也會(huì)受到嚴(yán)重的損傷,所以必須根據(jù)故障的原因及時(shí)排除,避免造成零件損壞。
微小顆粒異物進(jìn)入的原因包括:⑴空氣濾清器的濾清效果差或進(jìn)氣系統(tǒng)密封不好;⑵潤滑油被污染后加入發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)油及濾芯使用時(shí)間過長,機(jī)濾芯被堵塞,使各潤滑表面的機(jī)油未經(jīng)濾清就直接進(jìn)入;⑶燃油供油量過大燃燒不充分、噴嘴滲漏,造成燃油滲入曲軸箱,同時(shí)一些雜質(zhì)隨燃油進(jìn)入曲軸箱與機(jī)油混合在一起降低潤滑效果;⑷發(fā)動(dòng)機(jī)組裝時(shí),內(nèi)部零件的清潔度差。
2)較大顆粒異物和劣質(zhì)潤滑油導(dǎo)致軸承早期損壞
在機(jī)油濾芯中和發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼中發(fā)現(xiàn)有較大顆粒的合金塊或薄片時(shí),必須立即停機(jī)拆檢和修復(fù),如果繼續(xù)使用會(huì)造成更多零件損壞。較大顆粒進(jìn)入的原因主要是安裝時(shí)零件沒有清洗干凈,如加工連桿襯套內(nèi)孔時(shí)產(chǎn)生的金屬屑存留在連桿油道內(nèi)、零件及油道內(nèi)粘有切屑或泥沙,等等。所以在維修安裝時(shí)要認(rèn)真仔細(xì)地清洗和檢查。
劣質(zhì)潤滑油的雜質(zhì)較多,容易堵塞機(jī)油濾芯,導(dǎo)致潤滑油不經(jīng)濾清直接進(jìn)入運(yùn)動(dòng)表面,進(jìn)一步加速了軸和軸承的損壞,所以購買和更換潤滑油時(shí)一定要按規(guī)定嚴(yán)格地控制潤滑油的質(zhì)量,按規(guī)定選用潤滑油。
3)不移動(dòng)異物導(dǎo)致軸和軸承早期損壞
有較大的異物夾在軸承與瓦安裝孔內(nèi)壁之間,軸承的運(yùn)動(dòng)表面就會(huì)產(chǎn)生凸點(diǎn)。當(dāng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),異常磨損就會(huì)從凸點(diǎn)開始,而且向周邊擴(kuò)展,造成軸和軸承的早期損壞;如有較大異物在軸承的運(yùn)動(dòng)面和軸之間,安裝后就會(huì)嵌入軸承的合金層中,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在損壞軸的同時(shí)也損壞軸承;軸和瓦及安裝孔等與其相關(guān)的零件如有碰磕凹凸點(diǎn)都會(huì)對軸和瓦造成損壞或損傷。
安裝前要認(rèn)真檢查清洗,特別是油道和油管內(nèi)腔;安裝現(xiàn)場必須遠(yuǎn)離有塵土飛揚(yáng)和有碎屑飛濺的場地;安裝使用的工具要清潔干凈,并采取必要的保護(hù)措施,以免再次污染,同時(shí)在裝配中使用的潤滑油要清潔,防止塵土混入;軸和軸承及軸承孔的存放和安裝,要保證不與任何金屬物體接觸并不得有任何碰磕操作。
2、潤滑系統(tǒng)造成的早期損壞
如果潤滑油失效或壓力不符合要求,運(yùn)動(dòng)表面就完全失去了油膜的保護(hù),直接接觸進(jìn)行干摩擦。溫度升高軸承的合金層熔化,及時(shí)停機(jī)會(huì)產(chǎn)生“抱瓦”的現(xiàn)象,不及時(shí)停機(jī)就會(huì)造成更嚴(yán)重的零件損壞。出現(xiàn)這種情況的原因主要是:機(jī)油油面過低或潤滑油道破裂;吸油濾網(wǎng)、油道、油孔被堵塞;機(jī)油油泵磨損或吸油管路漏氣;壓力調(diào)節(jié)閥、限壓閥損壞;發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長;發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后不經(jīng)升溫運(yùn)轉(zhuǎn)就直接進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)和全負(fù)荷作業(yè),全負(fù)荷作業(yè)后,在溫度較高的情況下未經(jīng)空負(fù)荷中低速運(yùn)轉(zhuǎn)降溫就停機(jī),使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的熱量沉積,溫度升高;沒有按規(guī)定選用標(biāo)準(zhǔn)油和定期地更換油。
3、不正確使用造成的早期損壞
發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)速低,機(jī)油泵供油量小,造成軸承受力表面與軸的輕微干摩擦,使軸承的合金層表面損傷,在損傷的同時(shí)產(chǎn)生磨屑加速軸和軸承的磨損和損壞;因而,發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),處于低于正常工作溫度的情況下運(yùn)轉(zhuǎn),噴入燃燒室內(nèi)的燃油不能完全燃燒,一部分未能燃燒的燃油順缸壁流入曲軸箱,破壞了潤滑油的油膜,降低了潤滑效果。
另外,發(fā)動(dòng)機(jī)在長時(shí)間較大負(fù)荷工作后,內(nèi)部零件都處于最高工作溫度狀態(tài),特別是燃燒室部分處于高溫,發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后,冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)都停止了工作,熱量散不出去而使相關(guān)零件溫度升高,使各潤滑表面上的油膜破壞,當(dāng)再啟動(dòng)時(shí),在各潤滑表面的油膜還沒有形成時(shí),軸承的異常磨損已發(fā)生了。特別是對增壓器的滑動(dòng)軸承損傷更為嚴(yán)重,同時(shí)過高的溫度會(huì)造成軸孔變形,破壞運(yùn)轉(zhuǎn)精度加速發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。這種現(xiàn)象的發(fā)生對活塞、缸套和缸套密封圈都會(huì)造成嚴(yán)重的損傷,因此,發(fā)動(dòng)機(jī)在長時(shí)間較大負(fù)荷工作后,要讓發(fā)動(dòng)機(jī)空載中低速運(yùn)轉(zhuǎn)10 min以上,內(nèi)部溫度降低以后再停機(jī)。
三、滑動(dòng)軸承早期損壞的預(yù)防措施
1、改進(jìn)軸承設(shè)計(jì)和制造工藝
設(shè)計(jì)或選用軸承時(shí),要考慮軸承的熱平衡以控制溫升。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,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溝,利于潤滑油均勻分布在軸頸上,控制溫升。根據(jù)軸承工作情況,要求軸承軸瓦材料必須具備下述性能:摩擦因數(shù)?。粚?dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù)?。荒湍?、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,軸承軸瓦材料可選巴氏合金。巴氏合金在穩(wěn)定載荷時(shí)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(dòng)機(jī)中不宜采用。高錫鉛基合金和低錫鉛基合金的強(qiáng)度及硬度較高,抗疲勞和抗氣蝕能力較強(qiáng),在大功率的內(nèi)燃機(jī)中使用效果較好。此外,改整圓油槽軸瓦為半圓油槽或部分油槽軸瓦,不僅可改善柴油機(jī)滑動(dòng)軸承的潤滑狀態(tài),而且可提高其承載能力。
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0.5~1.5 mm,這可保證裝配后,軸瓦借自身彈力與軸承座孔貼合緊密;裝在軸承座的軸承上下2片每端均應(yīng)高出軸承座平面0.03~0.05 mm,高出量可保證按規(guī)定扭矩?cái)Q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(dòng),散熱效果好,防止軸承燒蝕和磨損。
此外,裝配時(shí)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)造成安裝不正以及軸承螺栓的扭矩不均或不符合規(guī)定,產(chǎn)生變形彎曲和應(yīng)力集中,導(dǎo)致軸承早期損壞。
3、正確使用和維護(hù)保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)
加強(qiáng)機(jī)油濾清器、曲軸通風(fēng)裝置的清潔和保養(yǎng)工作,及時(shí)更換濾芯;保證發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系正常工作,控制好發(fā)動(dòng)機(jī)的正常溫度,防止發(fā)動(dòng)機(jī)“開鍋”,嚴(yán)禁不加冷卻水行車;正確選用燃油,準(zhǔn)確調(diào)整配氣相位和點(diǎn)火正時(shí)等,防止發(fā)動(dòng)機(jī)不正常燃燒;及時(shí)做好曲軸和軸承技術(shù)狀況的檢查和調(diào)整工作。
4、合理地選用和加注潤滑油
在使用過程中要選用油膜表面張力小的潤滑油,可有效地預(yù)防軸承穴蝕;潤滑油的黏度等級不可隨意增加,以免增加軸承的焦化傾向;發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油油面,必須在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi);潤滑油和加油用的工具必須清潔,防止任何污物和水的進(jìn)入;注意定期檢查和更換潤滑油,避免被水分和其他雜質(zhì)污染;加注潤滑油的場所應(yīng)無污染無風(fēng)沙,防止一切污染物混入;不同品質(zhì)、不同黏度等級以及不同使用類型的潤滑油禁止混用,加注前的沉淀時(shí)間一般不應(yīng)小于48 h,嚴(yán)格控制注入數(shù)量,防止油面過高。