歡迎來到浙江宇興傳動機械有限公司企業官網！
0572-6238529
13967273466@163.com
短信碼登錄
密碼登錄
獲取短信驗證碼
發動機曲軸軸承失效的原因及防治措施
2013-05-17
王茂公
（河南省焦作市高級技工學校，河南 焦作 454003）
關鍵詞：曲軸軸承；失效原因；防治措施
發動機曲軸軸承的失效，就是軸承在規定的時間內不能安全可靠地工作，失去了設計時的效能。曲軸軸承其作用不僅是對曲軸的支承和定位，同時還要保證曲軸的旋轉精度。它將直接影響著發動機傳動的可靠性、傳動效率、噪音和使用壽命，是發動機傳動系統中一個重要的部件。
發動機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的傳動力，而且承受著曲軸頸與軸承內表面間的劇烈摩擦和熱效應磨損。由于使用和維護不當，造成軸承失效的形式也多種多樣，在實踐中，我們通過分析其原因，找出了一些延長其使用壽命的措施，并談談自己的看法。
1 軸承的失效原因
1.1 點蝕
點蝕是曲軸軸承的主要失效形式。軸承在工作一段時間后，首先在厚度約為15～25mm的表面產生疲勞裂紋，隨著工作時間的推移，裂紋逐漸擴展，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。其原因：(1)軸承工作時受交變應力作用。每轉動一周，應力循環作用一次，隨著時間推移，材料表面便產生裂紋，當裂紋被擠入潤滑劑或雜質后，繼續轉動時裂紋內產生高壓，加速裂紋擴展，當達到或超過材料的強度極限時，則材料剝落。(2)微觀顆粒剝蝕。如果軸承內進入一些微觀顆粒，這些硬質顆粒起到磨料作用，對軸承材料起削切作用，也易造成點蝕。
1.2 塑性變形
當軸承受很大的靜載荷或沖擊載荷作用時，會使軸承局部應力超過材料的屈服極限，從而出現塑性變形。其原因：(1)沖擊載荷的作用。汽車在運輸過程中，由于路面的不平正或減速、制動，軸承隨時要受到沖擊載荷的作用，使局部受載超過材料的屈服極限而產生壓痕，即產生塑性變形。(2)裝拆方法不當。如果安裝軸承或拆卸軸承方法不當，也會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下工作，還會引起熱態變形下的表面應力，嚴重時甚至產生裂紋。
1.3 走外圓
軸承走外圓是軸承外表面與軸承座孔內表面間有相對轉動。軸承走外圓后，不僅影響軸承的散熱，易使軸承內表面合金燒蝕，且使軸承背面損傷，嚴重時燒毀軸承。其原因是：(1)材料質量。由于材料和質量不符合要求造成曲軸彎曲變形。(2)裝配不當。因加工裝配質量不符合規范也會造成軸承走外圓。
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。由于軸承與軸頸配合過緊，潤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。如果潤滑油污染嚴重或品質太差，造成機油濾清器堵塞，使發動機過熱或長期超載行駛，使溫度升高所致。
1.5 腐蝕
曲軸軸承受潤滑油氧化腐蝕作用生成酸性物質引起軸承表面層的部分脫落，形成無規則的微小裂紋或小陷坑。其原因是：潤滑劑選用不合適，發動機粗暴，潤滑油品質太差。
2 防治軸承失效的措施
2.1 改進軸承設計和制造工藝
設計或選用軸承時，注意軸承結構的冷卻設置，以便控制軸承的溫度。因溫度過高，潤滑油黏度降低，軸承與軸頸的徑向間隙很小，巴氏合金軟化，嚴重時產生“抱軸”。故應在軸承的承載力小的方向開進油孔，使潤滑油從非承載區引入。在軸承的內表面以進油孔為中心沿縱向或橫向開油槽，利于潤滑油均勻分布在整個軸頸表面上，減少摩擦，控制溫升。
根據工作情況要使軸承材料具有：摩擦系數小；導熱性好、熱膨脹系數小；耐磨性、耐蝕性，抗膠合能力強；要有足夠的強度和良好的可塑性。因此，在穩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動機潤滑狀態，還可以提高承載能力。
2.2 提高軸承的裝配質量
提高軸承的裝配質量，保證軸承背面光滑無斑點。定位點完整無缺。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，高量可保證按規定扭矩擰緊軸承螺栓后，軸承與軸承座緊密配合，產生足夠的摩擦自鎖力不致軸承松動。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到75％～85％的接觸印痕來作為衡量標準，應當在不刮削的情況下，使軸承和軸頸的配合間隙達到要求。
嚴格執行修理工藝規范，防止因裝配方法不當造成安裝不到位，以及軸承螺栓的扭矩不均勻或不符合規定導致軸承早期損壞。
2.3 正確使用和維護發動機
做好新機及大修后發動機磨合期的磨合。在磨合期內嚴禁長時間在大負荷及高速狀態下工作。加強機油濾清器及曲軸通風裝置的清潔。按說明書要求及時更換濾芯。保證發動機冷卻系統正常工作。防止發動機產生“開鍋”現象。正確選用燃油。準確調整配氣相位和點火正時等。防止發動機不正常燃燒。及時做好檢查和調整工作。
2.4 合理選用和加注潤滑油
選用油膜表面張力小的潤滑油，潤滑油的黏度等級不可隨意增加；定期檢查和更換潤滑油，避免水分或雜質混入；加入潤滑油時嚴格控制數量，防止油平面過高。
3 結束語
實踐證明，通過采用上述措施，均能使發動機曲軸軸承的使用壽命獲得不同程度的提高，我們將繼續不斷探索，為做好汽車維修工作而努力。
參考文獻：
[1]朱衍勇,董毅,司紅,等.柴油機曲軸和軸瓦的磨損失效分析[J]電子顯微學報,2003.(06).
[2]梁明富.曲軸偏磨與磨削裂紋的成因及解決辦法[J].揚州職業大學學報,2003,(02).
[3]張國慶,黃伯超,浦耿強,等.基于動力學仿真和有限元分析的曲軸疲勞壽命計算[J].內燃機工程,2006,(01).
來源：《漯河職業技術學院學報》2008年3月
?浙江宇興傳動機械有限公司 版權所有 浙ICP備2021002843號