王茂公
（河南省焦作市高級(jí)技工學(xué)校，河南 焦作 454003）
摘 要：發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸軸承是發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè)重要的部件，本文分析發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸軸承的失效原因及其防治措施。
關(guān)鍵詞：曲軸軸承；失效原因；防治措施
發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸軸承的失效，就是軸承在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不能安全可靠地工作，失去了設(shè)計(jì)時(shí)的效能。曲軸軸承其作用不僅是對(duì)曲軸的支承和定位，同時(shí)還要保證曲軸的旋轉(zhuǎn)精度。它將直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的可靠性、傳動(dòng)效率、噪音和使用壽命，是發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè)重要的部件。
發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸主軸承的工作條件是十分惡劣的。它不僅承受著曲軸重力和曲軸傳動(dòng)的傳動(dòng)力，而且承受著曲軸頸與軸承內(nèi)表面間的劇烈摩擦和熱效應(yīng)磨損。由于使用和維護(hù)不當(dāng)，造成軸承失效的形式也多種多樣，在實(shí)踐中，我們通過分析其原因，找出了一些延長(zhǎng)其使用壽命的措施，并談?wù)勛约旱目捶ā?br />
1 軸承的失效原因
1.1 點(diǎn)蝕
點(diǎn)蝕是曲軸軸承的主要失效形式。軸承在工作一段時(shí)間后，首先在厚度約為15～25mm的表面產(chǎn)生疲勞裂紋，隨著工作時(shí)間的推移，裂紋逐漸擴(kuò)展，Z后使表面材料以甲殼狀的小片剝落下來，在零件表面形成小麻點(diǎn)。其原因：(1)軸承工作時(shí)受交變應(yīng)力作用。每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，應(yīng)力循環(huán)作用一次，隨著時(shí)間推移，材料表面便產(chǎn)生裂紋，當(dāng)裂紋被擠入潤(rùn)滑劑或雜質(zhì)后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)裂紋內(nèi)產(chǎn)生高壓，加速裂紋擴(kuò)展，當(dāng)達(dá)到或超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)，則材料剝落。(2)微觀顆粒剝蝕。如果軸承內(nèi)進(jìn)入一些微觀顆粒，這些硬質(zhì)顆粒起到磨料作用，對(duì)軸承材料起削切作用，也易造成點(diǎn)蝕。
1.2 塑性變形
當(dāng)軸承受很大的靜載荷或沖擊載荷作用時(shí)，會(huì)使軸承局部應(yīng)力超過材料的屈服極限，從而出現(xiàn)塑性變形。其原因：(1)沖擊載荷的作用。汽車在運(yùn)輸過程中，由于路面的不平正或減速、制動(dòng)，軸承隨時(shí)要受到?jīng)_擊載荷的作用，使局部受載超過材料的屈服極限而產(chǎn)生壓痕，即產(chǎn)生塑性變形。(2)裝拆方法不當(dāng)。如果安裝軸承或拆卸軸承方法不當(dāng)，也會(huì)造成軸承的塑性變形。(3)軸承工作條件惡劣，在很高的溫度和劇烈摩擦狀態(tài)下工作，還會(huì)引起熱態(tài)變形下的表面應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)甚至產(chǎn)生裂紋。
1.3 走外圓
軸承走外圓是軸承外表面與軸承座孔內(nèi)表面間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承走外圓后，不僅影響軸承的散熱，易使軸承內(nèi)表面合金燒蝕，且使軸承背面損傷，嚴(yán)重時(shí)燒毀軸承。其原因是：(1)材料質(zhì)量。由于材料和質(zhì)量不符合要求造成曲軸彎曲變形。(2)裝配不當(dāng)。因加工裝配質(zhì)量不符合規(guī)范也會(huì)造成軸承走外圓。
1.4 膠合
曲軸軸頸和軸承的摩擦副之間有極微小的突起金屬面直接接觸，形成局部高溫，在潤(rùn)滑不足、冷卻不良的情況下，易造成軸承零件表面燒傷及膠合。其原因是：(1)配合不當(dāng)。由于軸承與軸頸配合過緊，潤(rùn)滑油不能形成良好的油膜，造成溫度升高而膠合。(2)溫度影響。如果潤(rùn)滑油污染嚴(yán)重或品質(zhì)太差，造成機(jī)油濾清器堵塞，使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱或長(zhǎng)期超載行駛，使溫度升高所致。
1.5 腐蝕
曲軸軸承受潤(rùn)滑油氧化腐蝕作用生成酸性物質(zhì)引起軸承表面層的部分脫落，形成無(wú)規(guī)則的微小裂紋或小陷坑。其原因是：潤(rùn)滑劑選用不合適，發(fā)動(dòng)機(jī)粗暴，潤(rùn)滑油品質(zhì)太差。
2 防治軸承失效的措施
2.1 改進(jìn)軸承設(shè)計(jì)和制造工藝
設(shè)計(jì)或選用軸承時(shí)，注意軸承結(jié)構(gòu)的冷卻設(shè)置，以便控制軸承的溫度。因溫度過高，潤(rùn)滑油黏度降低，軸承與軸頸的徑向間隙很小，巴氏合金軟化，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生“抱軸”。故應(yīng)在軸承的承載力小的方向開進(jìn)油孔，使?jié)櫥蛷姆浅休d區(qū)引入。在軸承的內(nèi)表面以進(jìn)油孔為中心沿縱向或橫向開油槽，利于潤(rùn)滑油均勻分布在整個(gè)軸頸表面上，減少摩擦，控制溫升。
根據(jù)工作情況要使軸承材料具有：摩擦系數(shù)小；導(dǎo)熱性好、熱膨脹系數(shù)小；耐磨性、耐蝕性，抗膠合能力強(qiáng)；要有足夠的強(qiáng)度和良好的可塑性。因此，在穩(wěn)定載荷工況下選用巴氏合金材料，而在大功率的工況下要選用高錫鉛基合金和低錫鉛基合金材料。
油槽的改整。圓油槽軸承改為半圓槽或局部槽，這樣不僅可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑狀態(tài)，還可以提高承載能力。
2.2 提高軸承的裝配質(zhì)量
提高軸承的裝配質(zhì)量，保證軸承背面光滑無(wú)斑點(diǎn)。定位點(diǎn)完整無(wú)缺。自身的彈開量為0.5mm～1.5mm，保證裝配后，軸承與軸承座孔貼合緊密。
裝在軸承座的軸承呈上、下兩片，每端均高出軸承座平面0.03mm～0.05mm，高量可保證按規(guī)定扭矩?cái)Q緊軸承螺栓后，軸承與軸承座緊密配合，產(chǎn)生足夠的摩擦自鎖力不致軸承松動(dòng)。散熱效果好，防止軸承燒蝕和磨損。
軸承工作面不能用亂配法達(dá)到75％～85％的接觸印痕來作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)在不刮削的情況下，使軸承和軸頸的配合間隙達(dá)到要求。
嚴(yán)格執(zhí)行修理工藝規(guī)范，防止因裝配方法不當(dāng)造成安裝不到位，以及軸承螺栓的扭矩不均勻或不符合規(guī)定導(dǎo)致軸承早期損壞。
2.3 正確使用和維護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)
做好新機(jī)及大修后發(fā)動(dòng)機(jī)磨合期的磨合。在磨合期內(nèi)嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間在大負(fù)荷及高速狀態(tài)下工作。加強(qiáng)機(jī)油濾清器及曲軸通風(fēng)裝置的清潔。按說明書要求及時(shí)更換濾芯。保證發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)正常工作。防止發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生“開鍋”現(xiàn)象。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)做好檢查和調(diào)整工作。
2.4 合理選用和加注潤(rùn)滑油
選用油膜表面張力小的潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油的黏度等級(jí)不可隨意增加；定期檢查和更換潤(rùn)滑油，避免水分或雜質(zhì)混入；加入潤(rùn)滑油時(shí)嚴(yán)格控制數(shù)量，防止油平面過高。
3 結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐證明，通過采用上述措施，均能使發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸軸承的使用壽命獲得不同程度的提高，我們將繼續(xù)不斷探索，為做好汽車維修工作而努力。
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來源：《漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)》2008年3月
