ћосква +7 495 545 6936
E-mail: написать
YouTube Instagram
Ќаш опыт в двигател€х Ч с 1990 года!
—ѕ≈÷»јЋ»«»–ќ¬јЌЌџ… ћќ“ќ–Ќџ… ÷≈Ќ“–
јЅ-»нжиниринг
√Ћј¬Ќјя
 ак избежать отказов в работе подшипников скольжени€

ƒр. ƒмитрий  опелиович, King Engine Bearings Ltd.


Ѕольшинство отказов подшипников скольжени€ могут быть вызваны одним из следующих факторов: пр€мой (металлический) контакт между подшипником и валом, усталостное разрушение материала подшипника, геометрические дефекты, кавитационна€ эрози€, коррози€ материала подшипника.

1. ќтказ подшипника в результате пр€мого контакта с валом (режим смешанного трени€).

јбразивный износ в результате пр€мого контакта с валом про€вл€етс€ в трех последовательных стади€х:
- ”скоренный износ Ц подшипник не перегрет, его поверхность (частично или полностью) приобретает блест€щий вид.
- “€желый износ Ц поверхность подшипника носит следы перегрева и даже частичного оплавлени€ покрыти€ (–ис.1 а).
- “€желый гор€чий износ Ц поверхность подшипника полностью повреждена и сильно перегрета, покрытие и промежуточный слой расплавлены (–ис.1 б).

‘акторы, вызывающие смешанный режим смазки и методы их устранени€ приведены в “абл.1:

“абл. 1. ќтказы подшипников вследствие пр€мого контакта с поверхностью вала

ѕричина
ћетод устранени€
Ќедостаточный расход масла ѕроверить систему подачи масла (например: не засорены ли каналы)
–азрывы масл€ной пленки вследствие усталостного разрушени€ материала подшипника »зменить материал подшипника (например поставить три-металлический подшипник вместо биметаллического) или устранить причину перегрузки
√еометрические дефекты (дефектна€ шлифовка вала, деформированный шатун) «аменить или перешлифовать дефектные детали
Ќедостаточное качество поверхности вала ѕроверить и исправить процедуру шлифовки
„ужеродные частицы, циркулирующие в масле или вдавленные в поверхностный слой подшипника (–ис. 2) ќпределить источник загр€знени€, улучшить качество мойки деталей
—лишком низка€ в€зкость масла вследствие разбавлени€ топливом или охлаждающей жидкостью ќпределить и устранить источник разбавлени€ масла. »спользовать масло большей в€зкости
—леды вибрации шлифовального круга (волны) на поверхности вала «аменить подшипник шпиндел€ или сбалансировать шлифовальный станок


2. ќтказ подшипников вследствие усталостного разрушени€ материала

”сталость материала Ц втора€ по значимости причина выхода из стро€ подшипников скольжени€. ¬ св€зи с существующей в двигателестроении тенденцией повышени€ удельных нагрузок на подшипники фактор усталости становитс€ все более важным.

- ”сталость алюминиевого сло€ (биметаллические подшипники).

”сталостные трещины образуютс€ на внешней поверхности, распростран€ютс€ сквозь толщу алюминиевого сплава, достига€ границы со стальным основанием, после чего продвижение трещин происходит по границе между алюминиевым слоем со сталью.

‘рагменты алюминиевого сплава отслаиваютс€ от стального основани€, наруша€ гидродинамический режим трени€, что в конечном счете приводит к отказу подшипника.

”сталостное разрушение алюминиевых сплавов часто сопровождаетс€ деформацией (экструзией) анти-фрикционного сло€ в осевом направлении (–ис. 3).

- ”сталость покрыти€ триметаллического подшипника.

”сталостные трещины, образующиес€ в покрытии, имеют вид паутины (–ис. 4). ѕредел усталостной прочности покрыти€ определ€етс€ двум€ параметрами: прочностью материала покрыти€ и его толщиной. „ем тоньше покрытие, тем выше его предел усталости.

”сталостные трещины в покрытии не вызывают немедленного отказа в работе подшипника. ќднако с течением времени частицы покрыти€ начинают отслаиватьс€ от промежуточного бронзового сло€, что приводит к прерыванию гидродинамической масл€ной пленки и может вызвать схватывание вала с обнажившемс€ материалом промежуточного сло€.

- ”сталость бронзового промежуточного сло€ триметаллического подшипника

”сталостное разрушение начинаетс€ с усталости покрыти€. ‘рагменты покрыти€ отслаиваютс€ от бронзового сло€, привод€ к нарушению гидродинамического режима трени€. Ќагрузка концентрируетс€ в небольшой области металлического контакта, способству€ образованию трещин на поверхности промежуточного (бронзового) сло€. “рещины проход€т через слой бронзы до границы со стальным основанием, где они мен€ют направление и начинают продвигатьс€ по границе, что приводит к частичному выкрашиванию или отслоению промежуточного сло€ (–ис. 5).

‘акторы, вызывающие усталостное разрушение материала подшипника, и методы их устранени€ приведены в “абл. 2:

“абл. 2. ќтказы подшипников вследствие усталости материала

ѕричина
—пособ устранени€
ќшибочный выбор материала подшипника »зменить материал подшипника (например поставить три-металлический подшипник вместо биметаллического)
ƒетонаци€ двигател€ или слишком большое опережение зажигани€ ”меньшить опережение зажигани€ или перейти на топливо с большим октановым числом
ѕродолжительна€ эксплуатаци€ двигател€ на высоких крут€щих моментах и низких оборотах »зменить материал подшипника (например поставить три-металлический подшипник вместо биметаллического)
ѕлохое прилегание стального основани€ к поверхности гнезда подшипника 1. ѕроверить высоту выступа стыка
2. ѕерешлифовать гнездо подшипника в соответствии с требуемым размером
Ќедостаточный расход масла, вызывающий локализацию нагрузки на небольшом участке поверхности ѕроверить систему подачи масла: каналы, клиренс, давление масла и т.п.
√еометрические дефекты, вызывающие локализацию нагрузки на подшипник «аменить (исправить) дефектные детали или заменить на подшипник с лучшей прирабатываемостью (биметаллический вместо триметаллического)
”сталость, ускоренна€ коррозионным действием загр€зненного масла »сключить (снизить) загр€знение масла или использовать масло с ингибиторными добавками


3. ќтказ подшипников вследствие геометрических дефектов

√еометрические дефекты привод€т к неравномерному распределению нагрузки на подшипник, что может вызывать локально выраженные износ и усталостное разрушение.

- ƒеформаци€ шатуна €вл€етс€ одной из возможных причин локализованного нагружени€ подшипника.

¬ысокое давление в цилиндре, возникшее в результате детонации или работы двигател€ на высоких значени€х крут€щего момента могут привести к изгибу или закручиванию шатуна. “ака€ деформаци€ приводит к нарушению параллельности поверхностей подшипника и вала, что вызывает металлический контакт между ними (–ис. 6), в области которого происход€т ускоренный износ, усталостное разрушение и задир.

- Ќесовершенство геометрии вала Ц друга€ возможна€ причина неравномерного распределени€ нагрузки на подшипник скольжени€.

»спользование изношенного шлифовального круга при шлифовке коленчатого вала приводит к таким дефектам поверхности вала, как конусность, бочкообразность, корсетность. “а часть вала, котора€ имеет больший диаметр (центральна€ часть бочкообразного вала, кра€ корсетообразного вала), непосредственно касаетс€ поверхности подшипника, вызыва€ в месте контакта локализацию нагрузки (–ис. 7).

4. ќтказ подшипников вследствие кавитационна€ эрозии материала

 авитационна€ эрози€ Ц это тип отказа подшипника, отличный как от усталостного разрушени€, так и от пр€мого контакта с валом.

 авитаци€ Ц это €вление, относ€щиес€ к гидродинамике.  авитаци€ возникает тогда, когда происходит изменение нагрузки, приложенной к подшипнику с высокой частотой (на высоких оборотах вращени€ двигател€). ƒавление масла в масл€ной пленке резко падает при изменении величины и направлени€ нагрузки, вызыва€ быстрое испарение и образование кавитационных пузырьков.  огда давление снова возрастает, пузырьки схлопываютс€ с высокой скоростью, производ€ волну высокого давлени€, котора€ способна разрушать материал подшипника (–ис. 8).

ћ€гкие покрыти€ на основе свинца склонны к кавитационной эрозии. ѕоэтому замена триметаллических подшипников с баббитовыми (свинцовистый сплав) покрыти€ми на биметаллический материал или триметаллический материал с прочным покрытием предотвратит отказ подшипника вследствие кавитационной эрозии.



ƒругие наши статьи...





јбразивный износ в результате пр€мого  контакта с валом Ч нажмите, чтобы увеличить

јбразивный износ в результате пр€мого  контакта с валом Ч нажмите, чтобы увеличить

1. јбразивный износ в результате пр€мого контакта с валом.

јбразивный износ, вызванный наличием чужеродных частиц в масле Ц забиты. Ч нажмите, чтобы увеличить

јбразивный износ, вызванный наличием чужеродных частиц в масле Ч нажмите, чтобы увеличить

2. јбразивный износ, вызванный наличием чужеродных частиц в масле.

”сталостное разрушение алюминиевого сло€ биметаллического подшипника Ч нажмите, чтобы увеличить

3. ”сталостное разрушение алюминиевого сло€ биметаллического подшипника.

”сталостное разрушение покрыти€ три-металлического подшипника Ч нажмите, чтобы увеличить

4. ”сталостное разрушение покрыти€ три-металлического подшипника.

”сталостное разрушение бронзового промежуточного сло€ три-металлического подшипника Ч нажмите, чтобы увеличить

5. ”сталостное разрушение бронзового промежуточного сло€ три-металлического подшипника.

ћеталлический контакт вследствие деформации  шатуна Ч нажмите, чтобы увеличить

ћеталлический контакт вследствие деформации  шатуна Ч нажмите, чтобы увеличить

6. ћеталлический контакт вследствие деформации шатуна.

ћеталлический контакт вследствие несовершенства геометрии вала (корсетность) Ч нажмите, чтобы увеличить

7. ћеталлический контакт вследствие несовершенства геометрии вала (корсетность).

 авитационна€ эрози€ м€гкого покрыти€ из свинцового сплава Ч нажмите, чтобы увеличить

8.  авитационна€ эрози€ м€гкого покрыти€ из свинцового сплава.




—ћ÷ "јЅ-»нжиниринг"© 2001. ¬се права защищены