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發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)SKF軸承的早期損壞及預(yù)防

用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的滑動(dòng)SKF軸承通常分為兩種:
    一種是襯瓦式薄壁SKF軸承,形似瓦片俗稱軸瓦;
    另一種是襯套,又稱銅套,形狀為空心圓柱體。襯瓦式薄壁SKF軸承主要用于承托發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和連桿;襯套主要用于支承凸輪軸軸頸及活塞銷。本文主要敘述的是襯瓦式薄壁SKF軸承(軸瓦)。
    1、早期損壞的形式
    SKF軸承在正常使用過(guò)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(dòng)機(jī)裝配調(diào)整不當(dāng)、潤(rùn)滑油品質(zhì)不好或使用條件惡劣等因素致使SKF軸承過(guò)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SKF軸承的使用壽命,同時(shí)也會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。根據(jù)長(zhǎng)期對(duì)柴油機(jī)維修的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),滑動(dòng)SKF軸承早期損壞的常見(jiàn)形式有機(jī)械損傷、SKF軸承穴蝕、疲勞點(diǎn)蝕、腐蝕等。
    (1)、機(jī)械損傷
    滑動(dòng)SKF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(shí)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(shí)存在。造成SKF軸承機(jī)械損傷的主要原因是SKF軸承表面難以形成油膜或油膜被嚴(yán)重破壞。
    (2)、SKF軸承穴蝕
    滑動(dòng)SKF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(shí),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(kāi)裂,裂紋沿著界面的平行方向擴(kuò)展,直到剝落為止;瑒(dòng)SKF軸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SKF軸承的高載區(qū),如曲軸主SKF軸承的下軸瓦上。
    (3)、疲勞點(diǎn)蝕
    SKF軸承疲勞點(diǎn)蝕是指,由于發(fā)動(dòng)機(jī)超負(fù)荷工作,使得SKF軸承工作過(guò)熱及SKF軸承間隙過(guò)大,造成SKF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、SKF軸承間隙過(guò)大,或者潤(rùn)滑油不清潔、內(nèi)中混有異物所致。因此,使用時(shí)應(yīng)該注意避免SKF軸承超載工作不要以過(guò)低或過(guò)高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn);怠速時(shí)要將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到穩(wěn)定狀態(tài);確保正常的SKF軸承間隙,防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高或過(guò)低;檢查、調(diào)整冷卻系統(tǒng)的工作情況,確保發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度適宜。
    (4)、SKF軸承合金腐蝕
    SKF軸承合金腐蝕一般是區(qū)為潤(rùn)滑油不純,潤(rùn)滑油中所臺(tái)的化學(xué)雜質(zhì)(酸性氧化物等)使SKF軸承合金氧化而生成酸性物質(zhì),引起SKF軸承合金部分脫落,形成無(wú)規(guī)則的微小裂孔或小凹坑。SKF軸承合金腐蝕的主要原因是潤(rùn)滑油選用不當(dāng)、SKF軸承材料耐腐蝕性差,或者發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴、溫度過(guò)高等。
    (5)、SKF軸承燒熔
    軸頸和SKF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(rùn)滑不足、冷卻不良的情況下,使SKF軸承合金發(fā)黑或局部燒熔。此故障常為軸頸與SKF軸承配合過(guò)緊所致;潤(rùn)滑油壓力不足也容易使SKF軸承燒毀。
    (6)、SKF軸承走外圓
    SKF軸承走外圓就是SKF軸承在座孔內(nèi)有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。SKF軸承走外圓后,不僅影響SKF軸承的散熱,容易使SKF軸承內(nèi)表面合金燒蝕,而且還會(huì)使SKF軸承背面損傷,嚴(yán)重時(shí)燒毀SKF軸承。其主要原因是,SKF軸承過(guò)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(dòng)SKF軸承早期損壞比SKF軸承燒毀要常見(jiàn)得多,因此預(yù)防滑動(dòng)SKF軸承早期損壞很重要;瑒(dòng)SKF軸承的正確維護(hù)是減少SKF軸承早期損壞的有效途徑,也是延長(zhǎng)SKF軸承壽命的可靠保證。因此,在發(fā)動(dòng)機(jī)的日常維護(hù)和維修中,必須注意SKF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(guò)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SKF軸承的工作條件,重視對(duì)滑動(dòng)SKF軸承早期損壞的預(yù)防。
    (1)、改進(jìn)SKF軸承的設(shè)計(jì)和制造工藝
    設(shè)計(jì)或選用SKF軸承時(shí),要考慮SKF軸承的熱平衡以控制溫升。
    因?yàn)镾KF軸承在摩擦狀態(tài)下工作,由于潤(rùn)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SKF軸承溫升,潤(rùn)滑油黏度降低、間隙改變,會(huì)使SKF軸承的巴氏合金軟化,嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生"燒瓦抱軸"事故。
    因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,要從SKF軸承的上軸瓦(非承載區(qū))頂部開(kāi)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(kāi)油槽,利于潤(rùn)滑油均勻分布在軸頸上以控制溫升。
    根據(jù)SKF軸承的工作情況,要求SKF軸承材料必須具備下述性能:摩擦系數(shù)。粚(dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù);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(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(dòng)機(jī)中使用效果較好。

    近幾年,國(guó)外出現(xiàn)了用物理氣相沉積的濺鍍法在銅鉛SKF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(dòng)機(jī)滑動(dòng)SKF軸承的潤(rùn)滑狀態(tài),而且還可提高其承載能力。
   (2)、提高SKF軸承的維修和裝配質(zhì)量
    提高SKF軸承的鉸配質(zhì)量,保證SKF軸承背面光滑無(wú)斑點(diǎn),定位凸點(diǎn)完整無(wú)損;自身的彈開(kāi)量為0.5-1.5mm,這可保證裝配后軸瓦借助自身彈力與SKF軸承座孔貼合緊密;裝在SKF軸承座內(nèi)的上下兩片軸瓦的每端均應(yīng)高出SKF軸承座平面30-501μm,高出量可保證按規(guī)定扭矩?cái)Q緊SKF軸承蓋螺栓后SKF軸承與SKF軸承座緊密配合,產(chǎn)生足夠的摩擦自鎖力,SKF軸承不致松動(dòng),散熱效果好,防止SKF軸承燒蝕和磨損;SKF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(shí)就使SKF軸承和軸頸的配合間隙達(dá)到要求。
    此外,裝配時(shí)要注意檢查曲軸軸頸和SKF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SKF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SKF軸承早期損壞。
    (3)、合理地選用和加注潤(rùn)滑油
    在使用過(guò)程中要選用油膜表面張力小的潤(rùn)滑油,使形成的氣泡潰滅時(shí)油流的沖擊作用相應(yīng)減小,可有效地預(yù)防SKF軸承穴蝕;潤(rùn)滑油的黏度等級(jí)不可隨意增加,以免增加SKF軸承的焦化傾向;發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油油面必須在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),潤(rùn)滑油和加油用工具必須清潔,防止任何污物和水的進(jìn)入,同時(shí)保證發(fā)動(dòng)機(jī)各部的密封效果。注意定期檢查和更換潤(rùn)滑油;加注潤(rùn)滑油的場(chǎng)所應(yīng)無(wú)污染、無(wú)風(fēng)沙,防止一切污染物的侵入;不同品質(zhì)、不同黏度等級(jí)以及不同使用類型的潤(rùn)滑油禁止混用,潤(rùn)滑油加注前的沉淀時(shí)間一般不應(yīng)小于48h。
    (4)、正確使用和維護(hù)保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)
    安裝SKF軸承時(shí),應(yīng)在軸和SKF軸承的運(yùn)動(dòng)表面涂以規(guī)定牌號(hào)的清潔機(jī)油。發(fā)動(dòng)機(jī)SKF軸承裝復(fù)后,初次啟動(dòng)前應(yīng)先關(guān)閉燃油開(kāi)關(guān),用起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)幾次,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油壓表有顯示后再接通、打開(kāi)燃油開(kāi)關(guān),并將油門(mén)置中低速位,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)觀察。怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不能超過(guò)5min。做好新機(jī)及大修后發(fā)動(dòng)機(jī)磨合期的磨合運(yùn)轉(zhuǎn),在磨合期禁止長(zhǎng)時(shí)間在負(fù)荷猛增猛減以及高速狀態(tài)下工作;發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)束長(zhǎng)時(shí)間全負(fù)荷工作后,不能馬上停機(jī),必須讓發(fā)動(dòng)機(jī)以空載中低速運(yùn)轉(zhuǎn)15min后才能停機(jī),否則內(nèi)部的熱量就散不出去。
    加強(qiáng)機(jī)油濾清器、曲軸箱通風(fēng)裝置的清潔和保養(yǎng)工作,按說(shuō)明書(shū)要求及時(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,防止散熱器"開(kāi)鍋",嚴(yán)禁不加冷卻水就行車;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SKF軸承技術(shù)狀況的檢查和調(diào)整工作。


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