发动机滑动SKF轴承的早期损坏及预防

 用在发动机上的滑动SKF轴承通常分为两种： 一种是衬瓦式薄壁SKF轴承，形似瓦片俗称轴瓦； 另一种是衬套，又称铜套，形状为空心圆柱体。衬瓦式薄壁SKF轴承主要用于承托发动机的曲轴和连杆；衬套主要用于支承凸轮轴轴颈及活塞销。本文主要叙述的是衬瓦式薄壁SKF轴承(轴瓦)。  1、早期损坏的形式  SKF轴承在正常使用过程中，由于逐渐磨损直到最后失去工作能力、结束其使用寿命，这种自然损伤是难以避免的。但如果因发动机装配调整不当、润滑油品质不好或使用条件恶劣等因素致使SKF轴承过早地磨损或出现各种损伤，则是人为造成的早期损坏。早期损坏不仅大大地降低SKF轴承的使用寿命，同时也会影响发动机的正常工作。根据长期对柴油机维修的经验发现，滑动SKF轴承早期损坏的常见形式有机械损伤、SKF轴承穴蚀、疲劳点蚀、腐蚀等。  (1)、机械损伤  滑动SKF轴承机械损伤是指轴瓦的合金表面出现不同程度的沟痕，严重时在接触表面发生金属剥离以及出现大面积的杂乱划伤；一般情况下，接触面损伤与烧蚀现象同时存在。造成SKF轴承机械损伤的主要原因是SKF轴承表面难以形成油膜或油膜被严重破坏。  (2)、SKF轴承穴蚀  滑动SKF轴承在气缸压力冲击载荷)的反复作用下，表面层发生塑性变形和冷作硬化，局部丧失变形能力，逐步形成纹并不断扩展，然后随着磨屑的脱落，在受载表面层形成穴。一般轴瓦发生穴蚀时，是先出现凹坑，然后这种凹坑逐步扩大并引起合金层界面的开裂，裂纹沿着界面的平行方向扩展，直到剥落为止。滑动SKF轴承穴蚀的主要原因是，由于油槽和油孔等结构要素的横断面突然改变引起油流强烈紊乱，在油流紊乱的真空区形成气泡，随后由于压力升高，气泡溃灭而产生穴蚀。穴蚀一般发生在SKF轴承的高载区，如曲轴主SKF轴承的下轴瓦上。  (3)、疲劳点蚀  SKF轴承疲劳点蚀是指，由于发动机超负荷工作，使得SKF轴承工作过热及SKF轴承间隙过大，造成SKF轴承中部疲劳损伤、疲劳点蚀或者疲劳脱落。这种损伤大多是因为超载、SKF轴承间隙过大，或者润滑油不清洁、内中混有异物所致。因此，使用时应该注意避免SKF轴承超载工作不要以过低或过高的转速运转；怠速时要将发动机调整到稳定状态；确保正常的SKF轴承间隙，防止发动机转速过高或过低；检查、调整冷却系统的工作情况，确保发动机的工作温度适宜。  (4)、SKF轴承合金腐蚀  SKF轴承合金腐蚀一般是区为润滑油不纯，润滑油中所台的化学杂质(酸性氧化物等)使SKF轴承合金氧化而生成酸性物质，引起SKF轴承合金部分脱落，形成无规则的微小裂孔或小凹坑。SKF轴承合金腐蚀的主要原因是润滑油选用不当、SKF轴承材料耐腐蚀性差，或者发动机工作粗暴、温度过高等。  (5)、SKF轴承烧熔  轴颈和SKF轴承摩擦副之间有微小的凸起金属面直接接触，形成局部高温，在润滑不足、冷却不良的情况下，使SKF轴承合金发黑或局部烧熔。此故障常为轴颈与SKF轴承配合过紧所致；润滑油压力不足也容易使SKF轴承烧毁。  (6)、SKF轴承走外圆  SKF轴承走外圆就是SKF轴承在座孔内有相对转动。SKF轴承走外圆后，不仅影响SKF轴承的散热，容易使SKF轴承内表面合金烧蚀，而且还会使SKF轴承背面损伤，严重时烧毁SKF轴承。其主要原因是，SKF轴承过短、凸榫损伤、加工或者安装不符合规范等。  2、预防措施  滑动SKF轴承早期损坏比SKF轴承烧毁要常见得多，因此预防滑动SKF轴承早期损坏很重要。滑动SKF轴承的正确维护是减少SKF轴承早期损坏的有效途径，也是延长SKF轴承寿命的可靠保证。因此，在发动机的日常维护和维修中，必须注意SKF轴承的合金表面、背面、端头及边缘棱角处的外观形状，如有异常或出现过半磨损的征兆，就要认真查明原因，并采取相应的措施，改善SKF轴承的工作条件，重视对滑动SKF轴承早期损坏的预防。  (1)、改进SKF轴承的设计和制造工艺  设计或选用SKF轴承时，要考虑SKF轴承的热平衡以控制温升。 因为SKF轴承在摩擦状态下工作，由于润滑油液体内部摩擦(黏性)而造成功耗，转化成热量后引起SKF轴承温升，润滑油黏度降低、间隙改变，会使SKF轴承的巴氏合金软化，严重时产生"烧瓦抱轴"事故。 因此，在结构设计上，要从SKF轴承的上轴瓦(非承载区)顶部开进油孔，使润滑油从非承载区引入；在轴瓦内表面以进油孔为中心沿纵向或横向开油槽，利于润滑油均匀分布在轴颈上以控制温升。  根据SKF轴承的工作情况，要求SKF轴承材料必须具备下述性能：摩擦系数小；导热性好，热膨胀系数小；耐磨、耐蚀及抗胶合能力强；要有足够的机械强度和可塑性。因此，轴瓦材料可选巴氏合金。巴氏合金在稳定载荷时能够较好地工作，但在非稳定载荷下极易发生气蚀，所以在大功率发动机中不宜采用。 高锡铅基合金和低锡铅基合金的强度和硬度较高，抗疲劳和抗气蚀能力较强，在大功率的发动机中使用效果较好。 近几年，国外出现了用物理气相沉积的溅镀法在铜铅SKF轴承表面镍栅上镀覆含20％锡的铝合金或者镀纯锡，效果很好。此外，将整圆油槽轴瓦改为半圆油槽或部分油槽轴瓦，这样不仅可改善发动机滑动SKF轴承的润滑状态，而且还可提高其承载能力。  (2)、提高SKF轴承的维修和装配质量  提高SKF轴承的铰配质量，保证SKF轴承背面光滑无斑点，定位凸点完整无损；自身的弹开量为0.5-1.5mm，这可保证装配后轴瓦借助自身弹力与SKF轴承座孔贴合紧密；装在SKF轴承座内的上下两片轴瓦的每端均应高出SKF轴承座平面30-501μm，高出量可保证按规定扭矩拧紧SKF轴承盖螺栓后SKF轴承与SKF轴承座紧密配合，产生足够的摩擦自锁力，SKF轴承不致松动，散热效果好，防止SKF轴承烧蚀和磨损；SKF轴承的工作面不能用刮配法达到75％-85％接触印痕作衡量标准，应在不刮削时就使SKF轴承和轴颈的配合间隙达到要求。  此外，装配时要注意检查曲轴轴颈和SKF轴承的加工质量，严格执行修理工艺规范，防止因装入方法不当而造成安装不正以及SKF轴承螺栓的扭矩不均或不符合规定，从而产生弯曲变形和应力集中，导致SKF轴承早期损坏。  (3)、合理地选用和加注润滑油  在使用过程中要选用油膜表面张力小的润滑油，使形成的气泡溃灭时油流的冲击作用相应减小，可有效地预防SKF轴承穴蚀；润滑油的黏度等级不可随意增加，以免增加SKF轴承的焦化倾向；发动机的润滑油油面必须在标准范围内，润滑油和加油用工具必须清洁，防止任何污物和水的进入，同时保证发动机各部的密封效果。注意定期检查和更换润滑油；加注润滑油的场所应无污染、无风沙，防止一切污染物的侵入；不同品质、不同黏度等级以及不同使用类型的润滑油禁止混用，润滑油加注前的沉淀时间一般不应小于48h。  (4)、正确使用和维护保养发动机  安装SKF轴承时，应在轴和SKF轴承的运动表面涂以规定牌号的清洁机油。发动机SKF轴承装复后，初次启动前应先关闭燃油开关，用起动机带动发动机空转几次，当发动机油压表有显示后再接通、打开燃油开关，并将油门置中低速位，启动发动机进行运转观察。怠速运转时间不能超过5min。做好新机及大修后发动机磨合期的磨合运转，在磨合期禁止长时间在负荷猛增猛减以及高速状态下工作；发动机结束长时间全负荷工作后，不能马上停机，必须让发动机以空载中低速运转15min后才能停机，否则内部的热量就散不出去。  加强机油滤清器、曲轴箱通风装置的清洁和保养工作，按说明书要求及时更换滤芯；保证发动机冷却系正常工作，控制好发动机的正常温度，防止散热器"开锅"，严禁不加冷却水就行车；正确选用燃油，准确调整配气相位和点火正时等，防止发动机不正常燃烧；及时做好曲轴和SKF轴承技术状况的检查和调整工作。