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滑动轴承合金层脱开,结合面先鼓起再剥落

作者:云获客 来源: 技术分享 6 次浏览

滑动轴承合金层与钢背结合变弱后,油或气体会从结合面把合金顶成鼓包,鼓包失去支撑后再成片剥落。

滑动轴承合金层脱开,结合面先鼓起再剥落

滑动轴承的减摩合金,无论是锡基、铅基白合金还是铅青铜,都依靠与钢背之间的结合面传递载荷。结合面完好时,合金层像贴在刚性底座上的薄壳,只承受压缩和不大的剪切。结合一旦局部失效,合金层与钢背之间出现缝隙,缝隙里会进入润滑油或残留气体。

轴颈旋转时,油膜压力和轴的挤压把介质进一步压进缝隙。缝隙内的压力高于外面时,合金层被顶离钢背,表面先鼓起一个包。鼓包内部已经悬空,合金不再受钢背支持,随后的交变载荷使鼓包顶部反复弯曲,裂纹从结合面边缘向外扩展,鼓包破裂,合金成片剥落。所以正常的脱开顺序是先鼓起、后剥落,而不是一开始就掉渣。

鼓包说明什么

刚出现的鼓包用刀背轻敲是空响,挑开后里面是光的结合面,或带有一薄层镀锡,没有轴颈磨出来的亮纹。这说明分离发生在制造时的结合面上,工作表面那时还是完好的。若剥落片的背面也是这种光滑的结合面,而不是粗糙的疲劳断口,就可以把原因定在结合失效,而不是合金内部的接触疲劳。

结合失效的来源有几类。浇铸或烧结时表面清理不净、镀锡不良,结合从出厂起就弱,鼓包在不长的运转后出现,位置常不限受力区。交变载荷过大时,结合面的剪切疲劳使受力区先脱开,鼓包集中在载荷方向。轴瓦过热则会使白合金软化,结合强度下降,鼓包与擦伤、合金流动同时存在。

不要和擦伤气蚀混淆

油膜破裂造成的擦伤是合金被轴颈抹动,表面发亮、有沿旋转方向的拖痕,合金仍牢牢贴在钢背上,敲击没有空响。气蚀是油膜压力突然下降形成的空泡在表面溃灭,留下边缘尖锐的小坑,坑底仍是合金,不会先鼓起再揭盖。腐蚀坑颜色发暗,分布与油孔、油槽的流动路线有关,同样没有整片悬空的鼓包。

异物压入会把合金局部顶高,看起来有点像鼓包,但顶高的中心能找到嵌进的颗粒,周围合金与钢背仍然相连。结合脱开的鼓包中心是空的,没有颗粒。疲劳从合金表面向下发展时,剥落坑底凹凸,碎片背面是结晶断口,碎片厚度小于整个合金层;结合脱开的碎片厚度等于合金层厚度,背面能看到钢背的印迹。

已经鼓起但尚未剥落的轴瓦,不能用压平的办法恢复。鼓包压回去以后结合面仍是分离的,油还会再次进入,而且压平会把合金挤裂。应当更换轴瓦,并检查轴颈是否已在鼓包处被擦伤。只剥落一小片、其余结合仍然密实的,也要整件更换,因为同一浇铸批次的结合质量往往相同,相邻区域随后会鼓起。

安装过盈不足时,轴瓦在座孔里微动,钢背背面出现磨亮和红褐色粉末,结合面受到额外的交变拉伸,鼓包会从瓦背微动的区域向外发展。这种情况要同时看到瓦背的微动痕迹和合金鼓包。座孔贴合良好、瓦背没有微动,鼓包仍在受力区出现,原因就回到浇铸结合或合金层内的应力,而不是瓦背松动。

预防的重点在结合质量和运行温度,而不是把油膜压力调得很低。油膜压力是轴承正常工作所需要的,它只是在结合已经有缝时才变成把合金顶起来的力。新瓦装入前要检查合金层是否已经有空响,刮瓦时若发现局部弹动,这件轴瓦就不能再装。运转中油温异常升高后,应停机检查有没有新的鼓包,以免鼓包破裂后的碎片进入油路。

鼓包破裂后的碎片随油进入轴承间隙,会在轴颈和其他轴瓦上拉出长沟,这时沟槽是二次损伤。判断顺序不能倒过来:先有结合面鼓包和空响,后有轴颈拉伤,根因在合金层脱开;若轴颈先有硬物拉伤、合金表面只有对应的划痕而没有空响,根因在油的清洁度。两种碎片都可能出现在滤网上,要看碎片背面是结合面还是磨出来的断口。

厚壁轴瓦和薄壁轴瓦的鼓包手感不同。厚壁瓦的合金层较厚,鼓包更高,敲击空响明显,剥落片块头大。薄壁瓦合金层薄,鼓起幅度小,容易被误认为表面擦伤,需要沿圆周轻敲对比,空响区域即使还没裂开,也应按脱开处理。钢背已经露出的部位,周围一圈通常还能找到尚未裂开的小鼓包,这是先鼓后剥的剩余证据。