石家庄科泽轴承有限公司
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主要石家庄轴承组件失效模式及根本原因

发表时间:2021-09-07 17:56

曲轴主轴承是内燃机中简单和便宜的部件之一,然而石家庄轴承组件故障的损坏会导致发动机的灾难性故障,需要昂贵的修理和长时间的停机时间。大多数内燃机都使用油润滑套筒型轴承来支撑曲轴负载并允许轴颈旋转。与标准旋转设备不同,往复式发动机的特点是严重的循环和冲击载荷。在这些应用中需要套筒轴承,以便在相对较大的表面区域上分配该载荷。

套筒轴承利用流体动力润滑产生高压油楔,将轴从轴承表面提起,防止金属与金属接触。旋转表面和静止表面之间的这种分离允许流体动力轴承被设计成具有理论上无限的寿命。然而,未能保持该油楔会导致加速磨损,导致轴承失效。不管根本原因是什么,套筒轴承中的所有故障都是由于流体动力膜的损失而导致的金属与金属接触的结果。

主要轴承失效模式

识别轴承失效模式的简单方法是检查套筒表面,并描述材料本身是如何失效的。每种失效模式都有几种不同的根本原因,导致轴承表面失效。在发动机主轴承中观察到的常见故障模式可分为以下四种磨损模式。

疲劳失效

大多数主曲柄轴承由多层构成,在坚固的钢背上覆盖有软涂层或巴氏合金材料。疲劳失效的特征是石家庄轴承组件表面出现裂纹,覆盖层开始剥落。这种失效模式是轴承力超过覆盖材料疲劳强度的结果。当覆层剥落时,载荷集中在挤压表面,导致磨损加速。

擦拭

擦拭轴承的特点是覆盖表面模糊。当轴承中的内力或温度变得非常大,以致覆盖巴氏合金的材料要么部分熔化,要么移位,并移动到较冷或负载较小的区域并沉积时,就会发生擦拭。擦拭的一个严重情况是“热短路”故障,其中内部轴承温度升高到覆盖材料实际上熔化并从钢背上撕下的程度。

石家庄轴承组件

划伤

轴承表面划伤的特点是径向划痕较深,异物颗粒嵌入轴承表层。这种类型的轴承故障是常见的,通常是由供油中的异物污染引起的,如灰尘和金属磨损颗粒。当这些碎屑颗粒以划痕的形式移动轴承材料时,会在轴承表面产生一个高点,导致金属对金属与轴颈表面接触。

腐蚀

轴承腐蚀失效的特征是由化学侵蚀引起的轴承表面氧化。这通常是由于过量漏气、机油中的冷却液或水以及不适当的机油更换间隔造成机油污染和稀释的结果。轴承腐蚀之后通常会出现其他故障模式,因为氧化的轴承表面会加速疲劳并产生大量磨损颗粒,从而导致轴承表面划伤。

根本原因

识别轴承故障的根本原因对于防止故障再次发生至关重要,因为简单的轴承更换通常不会首先解决导致故障的因素。需要注意的是,在许多情况下,轴承过早失效是由多种原因共同造成的。

错装是越野汽油和柴油发动机中常见的问题。令人惊讶的是,半轴承向后安装或翻转是一种主要的错误装配形式,会导致进油口堵塞和轴承因缺油而失效。分离轴承中不适当的挤压间隙也是一种常见的错误装配形式,会导致轴承分离线上的集中载荷。

曲轴箱变形或加工公差不当可能导致主轴承孔错位。这会导致石家庄轴承组件表面和集中载荷区域的载荷不一致,从而加速表面疲劳。过载轴承的反应类似于错位情况。过热和“拖滞”等极端操作条件会导致表面疲劳加速,并可能导致轴承过热,达到擦拭的程度。

缺油或润滑不足是严重的轴承故障形式之一。没有足够的润滑,轴承就不能获得合适的油膜楔。楔块可能在有适量油的地方形成,但在其他地方不会。这可能导致金属对金属的接触,称为边界润滑或混合润滑,其特点是摩擦系数高,导致能量损失大,轴承磨损增加,轴承温度严重升高。这种情况下轴承寿命极短。

轴承的腐蚀通常是油稀释和污染的结果。当日常维护不良时,例如换油间隔不足,这种情况会更加明显。污染物可从外部环境(如水)或发动机内部来源(如冷却液和燃油)进入。油中的任何污染物都会稀释油并改变其物理性质。过高的温度也会改变油的物理性质,导致氧化。

轴颈抛光不当与划痕有很大相同的影响,只是现在不是由于外来颗粒污染导致表面抛光问题而导致轴承失效,而是轴颈表面在研磨和刮擦轴承表层。

众多不同的因素会导致每一种单独的轴承失效模式,然而导致失效的影响是相同的;轴承和轴颈表面之间流体动力油膜分离的损失。这种油膜的质量是轴承整体健康状况的更大指标。


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