滑動軸承失效原因詳論

   時間:2014-03-13 18:36:00
滑動軸承失效原因詳論簡介
  1、材料與毛坯製造因素    (1)晶粒粗大    這是錫基和鉛基軸承合金襯層軸瓦特有的問題。在澆鑄的……
滑動軸承失效原因詳論正文

 1、材料與毛坯製造因素
(1)晶粒粗大
這是錫基和鉛基軸承合金襯層軸瓦特有的問題。在澆鑄的軸承合金冷卻固化過程中,若冷卻速度很慢,則錫銻晶粒的尺寸將超過0.1mm,肉眼即能觀察到。這樣的金屬間的化合物易破碎,碎裂后脫離摩擦表面,成為顆粒進入潤滑油循環系統,造成軸承損傷。
(2)氣孔
大型用錫基或鉛基軸承合金襯層的軸瓦,澆鑄溫度過低或襯背預熱不充分時,襯背於襯層結合面上將會出現氣泡。這些氣泡不利於軸瓦表面的散熱,也會削弱錫基或鉛基軸承合金襯層。澆鑄鑄造銅基合金時,由於銅合金中的氫被釋放出來,將會造成疏鬆。
(3)鉛分佈不勻
銅和鉛不共溶,故軸瓦採用屬銅基軸承合金的銅鉛合金時,可能出現鉛分佈不勻現象。鑄造后使銅鉛合金迅速冷卻能防止鉛分佈不勻。用粉末冶金的方法製造銅鉛合金軸瓦,能徹底解決銅鉛合金中鉛分佈不勻問題。
(4)襯層與襯背結合不良
這是澆鑄錫基或鉛基軸承合金襯層的滑動軸承的主要問題。良好的結合可增強錫基和鉛基軸承合金並有助於軸瓦表面的散熱。為了結合良好,澆鑄錫基和鉛基軸承合金前必須在襯背結合面上掛錫,嚴格控制襯背和軸承合金的溫度。
當軸瓦尺寸允許時,用錫浴法掛錫,純錫浴的錫液溫度應保持在280~300℃,焊錫浴的錫液溫度應保持在270~300℃,將軸瓦浸入錫液,當軸瓦溫度達到錫液溫度即可取出。大型軸瓦可採用渡錫法掛錫,先用火焰將軸瓦加熱,然後把純錫或焊錫塗在要掛錫的表面上。
實踐證明,在襯背澆鑄襯層的表面做出楔形槽不僅無助於襯背與襯層的結合,而切在槽肩部的尖角處,應力集中將導致出現裂紋。
2、安裝與運轉因素
(1)潤滑油量不足和粘度改變
滑動軸承中若潤滑油量不足將造成災難性事故。動壓軸承,特別是在許多重型設備中的動壓軸承,常因啟動時缺乏潤滑油而導致軸承損傷,故在啟動設備時,提前使潤滑油循環以提供潤滑是十分重要的。
靜壓軸承的主要優點是能在潤滑油膜上啟動,故設計採用靜壓軸承的設備時,必須保證能先啟動靜壓軸承系統,后啟動設備。
在發動機中,特別是在發動機輕載運轉和冷運轉時,燃料常常混入潤滑油中。燃料混入后使潤滑油粘度下降,降低到某臨界值,軸承將出現早期疲勞損壞,降的過低,還會發生災難性事故。
(2)軸瓦與軸承座孔配合不當
軸瓦與軸承座孔配合不當,軸瓦可能鬆動而導致微動磨損。配合松或微動磨損后,對傳熱不利,可能使軸瓦摩擦表面溫度過高。
軸瓦與軸承座配合面不清潔,有顆粒和污物,也將使傳導不良。
總之,檢查損壞的軸瓦表面,可能提供軸瓦失效的重要信息,所以應認真更不能忘記檢查軸瓦背面。
(3)對中不良
軸的支承最少需要兩個支點,若兩個滑動軸承對中不良,同軸度誤差大,則載荷在軸瓦寬度上的分佈將不均勻,出現邊緣接觸現象,導致潤滑油膜破裂,發生粘著磨損。
(4)腐蝕
潤滑油在使用過程中不斷氧化,氧化作用的產物是酸性物質,它們對軸承材料有腐蝕作用。
此外,尚有一些特殊的腐蝕形式應予以注意,如:氧對錫銻軸承合金的腐蝕、硫對含銀和銅的軸瓦材料的腐蝕、水分對銅鉛合金的腐蝕等。
(5)顆粒侵入
顆粒侵入是滑動軸承失效的重要原因,侵入滑動軸承的顆粒有外部來的,也有來自軸承內部的,即軸承本身磨損的產物。外部的顆粒主要通過軸承間隙進入和由潤滑油帶入,因此,滑動軸承運轉環境的清潔程度和密封結構十分重要。
潤滑油可以起到清潔的作用,也能把顆粒帶入軸承間隙,關鍵在於其過濾,所以過濾器的選擇、使用與維護是極其重要的。
通常軸瓦材料具有一定的嵌藏顆粒的能力,沉積的顆粒超過軸瓦材料的嵌藏能力,則軸承摩擦表面將被研磨、擦傷和磨損,間隙增大,表面變粗糙。根據軸承運轉環境,使潤滑方法,過濾器精度、密封結構和軸瓦材料相匹配,是滑動軸承設計者必須關注的問題。
只有確定了嵌入軸瓦的顆粒的組成,才能知道它們的來源及確立消除它們的最佳方法和時期。用化學分離技術可以從軸瓦表面分離出嵌入的顆粒。例如:有電沉積鉛塗層的軸瓦,可用醋酸和過氧化氫的混合物分離;鋁錫合金軸瓦可用氫氧化鈉分離;錫銻軸承合金可用醋酸、過氧化氫和氫氧化鈉的混合物分離。


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