用在發(fā)動機上的滑動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)動機的曲軸和連桿;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軸承在正常使用過程中,由于逐漸磨損直到最后失去工作能力、結束其使用壽命,這種自然損傷是難以避免的。但如果因發(fā)動機裝配調整不當、潤滑油品質不好或使用條件惡劣等因素致使SKF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SKF軸承的使用壽命,同時也會影響發(fā)動機的正常工作。根據(jù)長期對柴油機維修的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn),滑動SKF軸承早期損壞的常見形式有機械損傷、SKF軸承穴蝕、疲勞點蝕、腐蝕等。
(1)、機械損傷
滑動SKF軸承機械損傷是指軸瓦的合金表面出現(xiàn)不同程度的溝痕,嚴重時在接觸表面發(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SKF軸承機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重破壞。
(2)、SKF軸承穴蝕
滑動SKF軸承在氣缸壓力沖擊載荷)的反復作用下,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大并引起合金層界面的開裂,裂紋沿著界面的平行方向擴展,直到剝落為止?;瑒覵KF軸承穴蝕的主要原因是,由于油槽和油孔等結構要素的橫斷面突然改變引起油流強烈紊亂,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)、疲勞點蝕
SKF軸承疲勞點蝕是指,由于發(fā)動機超負荷工作,使得SKF軸承工作過熱及SKF軸承間隙過大,造成SKF軸承中部疲勞損傷、疲勞點蝕或者疲勞脫落。這種損傷大多是因為超載、SKF軸承間隙過大,或者潤滑油不清潔、內中混有異物所致。因此,使用時應該注意避免SKF軸承超載工作不要以過低或過高的轉速運轉;怠速時要將發(fā)動機調整到穩(wěn)定狀態(tài);確保正常的SKF軸承間隙,防止發(fā)動機轉速過高或過低;檢查、調整冷卻系統(tǒng)的工作情況,確保發(fā)動機的工作溫度適宜。
(4)、SKF軸承合金腐蝕
SKF軸承合金腐蝕一般是區(qū)為潤滑油不純,潤滑油中所臺的化學雜質(酸性氧化物等)使SKF軸承合金氧化而生成酸性物質,引起SKF軸承合金部分脫落,形成無規(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滑油選用不當、SKF軸承材料耐腐蝕性差,或者發(fā)動機工作粗暴、溫度過高等。
(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軸承配合過緊所致;潤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軸承在座孔內有相對轉動。SKF軸承走外圓后,不僅影響SKF軸承的散熱,容易使SKF軸承內表面合金燒蝕,而且還會使SKF軸承背面損傷,嚴重時燒毀SKF軸承。其主要原因是,SKF軸承過短、凸榫損傷、加工或者安裝不符合規(guī)范等。
2、預防措施
滑動SKF軸承早期損壞比SKF軸承燒毀要常見得多,因此預防滑動SKF軸承早期損壞很重要?;瑒覵KF軸承的正確維護是減少SKF軸承早期損壞的有效途徑,也是延長SKF軸承壽命的可靠保證。因此,在發(fā)動機的日常維護和維修中,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)過半磨損的征兆,就要認真查明原因,并采取相應的措施,改善SKF軸承的工作條件,重視對滑動SKF軸承早期損壞的預防。
(1)、改進SKF軸承的設計和制造工藝
設計或選用SKF軸承時,要考慮SKF軸承的熱平衡以控制溫升。
因為SKF軸承在摩擦狀態(tài)下工作,由于潤滑油液體內部摩擦(黏性)而造成功耗,轉化成熱量后引起SKF軸承溫升,潤滑油黏度降低、間隙改變,會使SKF軸承的巴氏合金軟化,嚴重時產(chǎn)生"燒瓦抱軸"事故。
因此,在結構設計上,要從SKF軸承的上軸瓦(非承載區(qū))頂部開進油孔,使?jié)櫥蛷姆浅休d區(qū)引入;在軸瓦內表面以進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)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)??;導熱性好,熱膨脹系數(shù)??;耐磨、耐蝕及抗膠合能力強;要有足夠的機械強度和可塑性。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)動機中不宜采用。
高錫鉛基合金和低錫鉛基合金的強度和硬度較高,抗疲勞和抗氣蝕能力較強,在大功率的發(fā)動機中使用效果較好。
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)動機滑動SKF軸承的潤滑狀態(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量
提高SKF軸承的鉸配質量,保證SKF軸承背面光滑無斑點,定位凸點完整無損;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SKF軸承座孔貼合緊密;裝在SKF軸承座內的上下兩片軸瓦的每端均應高出SKF軸承座平面30-501μm,高出量可保證按規(guī)定扭矩擰緊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,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到75%-85%接觸印痕作衡量標準,應在不刮削時就使SKF軸承和軸頸的配合間隙達到要求。
此外,裝配時要注意檢查曲軸軸頸和SKF軸承的加工質量,嚴格執(zhí)行修理工藝規(guī)范,防止因裝入方法不當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)生彎曲變形和應力集中,導致SKF軸承早期損壞。
(3)、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,使形成的氣泡潰滅時油流的沖擊作用相應減小,可有效地預防SKF軸承穴蝕;潤滑油的黏度等級不可隨意增加,以免增加SKF軸承的焦化傾向;發(fā)動機的潤滑油油面必須在標準范圍內,潤滑油和加油用工具必須清潔,防止任何污物和水的進入,同時保證發(fā)動機各部的密封效果。注意定期檢查和更換潤滑油;加注潤滑油的場所應無污染、無風沙,防止一切污染物的侵入;不同品質、不同黏度等級以及不同使用類型的潤滑油禁止混用,潤滑油加注前的沉淀時間一般不應小于48h。
(4)、正確使用和維護保養(yǎng)發(fā)動機
安裝SKF軸承時,應在軸和SKF軸承的運動表面涂以規(guī)定牌號的清潔機油。發(fā)動機SKF軸承裝復后,初次啟動前應先關閉燃油開關,用起動機帶動發(fā)動機空轉幾次,當發(fā)動機油壓表有顯示后再接通、打開燃油開關,并將油門置中低速位,啟動發(fā)動機進行運轉觀察。怠速運轉時間不能超過5min。做好新機及大修后發(fā)動機磨合期的磨合運轉,在磨合期禁止長時間在負荷猛增猛減以及高速狀態(tài)下工作;發(fā)動機結束長時間全負荷工作后,不能馬上停機,必須讓發(fā)動機以空載中低速運轉15min后才能停機,否則內部的熱量就散不出去。
加強機油濾清器、曲軸箱通風裝置的清潔和保養(yǎng)工作,按說明書要求及時更換濾芯;保證發(fā)動機冷卻系正常工作,控制好發(fā)動機的正常溫度,防止散熱器"開鍋",嚴禁不加冷卻水就行車;正確選用燃油,準確調整配氣相位和點火正時等,防止發(fā)動機不正常燃燒;及時做好曲軸和SKF軸承技術狀況的檢查和調整工作。