董紹凱

（齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

1 引言

滑動(dòng)軸承是指在滑動(dòng)摩擦下進(jìn)行工作的軸承?；瑒?dòng)軸承工作平穩(wěn)可靠并且沒(méi)有噪音，一般應(yīng)用于低速重載的工況條件下?；瑒?dòng)軸承用于支撐軸的部分稱為軸頸，與軸頸配合工作的零件稱為軸瓦，在軸瓦表面澆鑄了一層減摩材料稱為軸承襯，軸瓦和軸承襯的材料都稱為滑動(dòng)軸承材料。常用的滑動(dòng)軸承材料有巴氏合金、粉末冶金、銅基和鋁基合金以及耐磨鑄鐵等。在充分潤(rùn)滑條件下，滑動(dòng)軸承與軸接觸表面被潤(rùn)滑油附著，形成的油膜層隔離了滑動(dòng)軸承和軸，使其不直接接觸，從而減小軸承的磨損。

2 滑動(dòng)軸承常見(jiàn)故障分析

滑動(dòng)軸承由軸瓦與軸頸的滑動(dòng)摩擦完成其工作，同時(shí)這也易導(dǎo)致軸承發(fā)熱、磨損甚至“咬死”等?；瑒?dòng)軸承發(fā)生故障的原因有很多，常見(jiàn)故障和產(chǎn)生原因主要有以下幾方面：

2.1 磨損失效

滑動(dòng)軸承的磨損可以分為兩種情況，一種是正常使用情況下的磨損，它是由于機(jī)床在啟動(dòng)、停車或是潤(rùn)滑油中有微小異物和軸表面粗糙度問(wèn)題等方面相互作用而引起的軸承磨損，其特點(diǎn)是在機(jī)床剛投入使用時(shí)磨損程度較大，然后軸承的磨損逐漸減小并趨于穩(wěn)定，當(dāng)滑動(dòng)軸承使用一定時(shí)間后，磨損程度加劇，即符合浴盆曲線（圖1）；另一種情況是異常磨損導(dǎo)致軸承損壞。

圖1 浴盆曲線

根據(jù)磨損機(jī)理不同，可以將磨損分為以下幾類：即磨粒磨損、粘著磨損、腐蝕磨損、接觸疲勞磨損和流體侵蝕磨損。

當(dāng)潤(rùn)滑油中混入較大的污垢后，這些污垢會(huì)隨著潤(rùn)滑油進(jìn)入到軸頸與軸承的內(nèi)孔之間，在壓力作用下一些污粒會(huì)嵌入軸瓦表面，在滑動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)過(guò)程中形成相對(duì)滑動(dòng)的剪切力作用，從而導(dǎo)致了磨粒磨損的發(fā)生。

粘著磨損是指軸與滑動(dòng)軸承相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦副表面的溫度升高導(dǎo)致油膜層被破壞，互相接觸的金屬表面軟化或熔化，接觸點(diǎn)不斷進(jìn)行粘著脫開(kāi)的循環(huán)過(guò)程，最終致使滑動(dòng)軸承產(chǎn)生粘著磨損。產(chǎn)生粘著磨損的原因主要是機(jī)床過(guò)熱、軸與軸承間的間隙過(guò)小或過(guò)大、摩擦副表面缺少潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑油被稀釋等。

當(dāng)潤(rùn)滑油變質(zhì)失效，會(huì)因其酸值過(guò)大對(duì)滑動(dòng)軸承產(chǎn)生腐蝕作用。因此腐蝕磨損的原因主要是潤(rùn)滑油中含有腐蝕性物質(zhì)和潤(rùn)滑油由于長(zhǎng)期使用而變質(zhì)。

滑動(dòng)軸承和軸的摩擦副在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于交變接觸應(yīng)力的作用，使表面材料疲勞斷裂而形成點(diǎn)蝕或剝落的現(xiàn)象，稱為接觸疲勞磨損。它是由于循環(huán)接觸應(yīng)力的作用，在摩擦副工作表面或表層內(nèi)部形成裂紋并擴(kuò)展使表層材料剝落的一種磨損。通常流體腐蝕磨損較為少見(jiàn)。

2.2 疲勞失效

疲勞失效的原因主要有以下三個(gè)方面：一是軸承表面受到交變應(yīng)力作用而產(chǎn)生的失效；二是軟相腐蝕和滲出形成疲勞源，從而在交變應(yīng)力的作用下產(chǎn)生了疲勞腐蝕；三是熱效應(yīng)引起的疲勞失效。當(dāng)滑動(dòng)軸承發(fā)生疲勞失效，會(huì)呈現(xiàn)大小不一的塊狀剝落，有時(shí)是蟲(chóng)孔狀和疏松點(diǎn)狀剝落。疲勞失效有兩個(gè)特點(diǎn)：疲勞剝落通常發(fā)生在結(jié)合線處；疲勞剝落區(qū)域形狀不規(guī)則。

2.3 腐蝕失效

滑動(dòng)軸承由于工作表面與環(huán)境介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕而引起的失效，稱為腐蝕失效。常見(jiàn)的滑動(dòng)軸承的腐蝕失效可以分為三類：電解質(zhì)腐蝕、有機(jī)酸腐蝕和其他腐蝕。電解質(zhì)腐蝕是由于潤(rùn)滑油的原因而使金屬表面被溶解或與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后形成一層硬脆的氧化膜，在交變載荷的作用下剝落而形成腐蝕。有機(jī)酸通常由于潤(rùn)滑油長(zhǎng)期使用被氧化而形成，進(jìn)而對(duì)滑動(dòng)軸承產(chǎn)生腐蝕作用。

滑動(dòng)軸承腐蝕失效的特點(diǎn)是在表面產(chǎn)生硫化膜或氧化膜，在交變載荷的作用下，外層的薄膜脫落，使軸承表面出現(xiàn)腐蝕坑，而脫落的顆粒在軸與滑動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中又形成了磨粒磨損，加速了對(duì)滑動(dòng)軸承的破壞。

3 滑動(dòng)軸承的維修

軸瓦式滑動(dòng)軸承是高精度的軸承，它回轉(zhuǎn)精度高，剛性好，一般用于磨床主軸。軸瓦分為整體式結(jié)構(gòu)和剖分式結(jié)構(gòu)，剖分式結(jié)構(gòu)的軸瓦由均勻分布并且相互獨(dú)立的收斂油楔面組成。在主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，油楔表面仍然可以維持楔形間隙。無(wú)論主軸是否承受載荷，油楔均可形成均勻的承載油膜，并且使旋轉(zhuǎn)主軸保持在無(wú)偏心狀態(tài)。滑動(dòng)軸承易損壞的部分主要是與軸直接接觸工作的軸瓦。

3.1 軸瓦的修理

滑動(dòng)軸承的軸瓦是軸承在工作時(shí)最容易損壞的零件。通常來(lái)說(shuō)，如果軸瓦合金表面的損傷面積大于軸瓦接觸面積的25%時(shí)，應(yīng)重新澆注軸承合金。軸瓦表面的損傷是指劃擦、磨損、點(diǎn)蝕剝落和熔化等。

3.2 軸瓦的刮研

刮研通常用于修復(fù)滑動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中的擦傷、抱軸以及顆粒磨損等常見(jiàn)故障。刮研前應(yīng)將軸瓦內(nèi)表面清洗干凈，在與軸瓦配合工作的軸頸上涂一層紅鉛油，以該軸頸作為軸瓦的校準(zhǔn)工具。把軸瓦套在軸上來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，退出后可以看到在軸瓦內(nèi)部分布了許多大小不均勻的小黑點(diǎn)。這些小黑點(diǎn)即表示軸瓦凸出部分，應(yīng)用刮刀輕輕將其刮去。然后按上述方法重復(fù)，直到軸瓦表面所呈現(xiàn)的小黑點(diǎn)分布均勻?yàn)橹埂９窝袝r(shí)應(yīng)先刮下軸瓦，后刮上軸瓦。

3.3 軸頸和軸瓦之間的間隙測(cè)量方法

在滑動(dòng)軸承的維修過(guò)程中，確定軸頸與軸瓦之間的配合間隙至關(guān)重要。一般按公式（k為系數(shù)，d為軸的直徑）來(lái)計(jì)算軸頸與軸瓦的配合間隙。軸頸和軸瓦之間的間隙測(cè)量也可以采用壓鉛絲法。即在測(cè)量時(shí)首先將軸承的下半軸瓦兩側(cè)平面上以及軸頸頂部放置直徑1～1.5mm的保險(xiǎn)絲，然后將上軸瓦、軸承蓋合上，用螺栓擰緊后再將軸承蓋打開(kāi)，取出被壓扁的保險(xiǎn)絲，再用千分尺測(cè)出其厚度。

通過(guò)維修實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用上述方法測(cè)出的數(shù)值不一定適用于所有機(jī)床的滑動(dòng)軸承。有時(shí)由于測(cè)得的軸頸與軸瓦的間隙數(shù)值偏小，不能補(bǔ)償加工與裝配時(shí)的偏差或受熱時(shí)產(chǎn)生的膨脹，這直接導(dǎo)致了軸瓦使用壽命降低，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生燒瓦事故。因此在進(jìn)行滑動(dòng)軸承的維修時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體機(jī)床的實(shí)際情況來(lái)確定軸頸與軸瓦之間的間隙。

4 結(jié)論

在滑動(dòng)軸承中，由于軸瓦與軸頸直接接觸工作，而通常情況下軸頸部分比較耐磨，因此軸瓦的失效是滑動(dòng)軸承失效的主要原因。軸瓦的磨損與軸頸的材料、軸瓦自身材料、潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑狀態(tài)直接相關(guān)，在進(jìn)行滑動(dòng)軸承的維修時(shí)應(yīng)該綜合考慮這些因素，采用合適的維修方法，以提高滑動(dòng)軸承的使用壽命和工作性能。

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