​滑动轴承的损伤及预防

滑动轴承是轴承的两大基本类型之一。滑动轴承是以轴瓦直接支承轴颈、承受载荷并保持轴的正常工作位置，它是一种滑动摩擦性质的轴承。

滑动轴承与滚动轴承相比，在某些场合具有显著的优越性。例如，液体动压滑动轴承的承载能力很大，且润滑油膜能起缓冲和阻尼作用，因而这种轴承能耐冲击和振动，适用于高速、大功率和低速重载的工作条件。液体动压或静压滑动轴承的运转平稳性极好，可得到很高的旋转精度。使用特别润滑材料的滑动轴承，可在极其严峻、苛刻的情况工作下运转。同时，滑动轴承的制造成本低，装拆修理均较方便，因此得到了广泛应用。

滑动轴承有的由同一种材料构成，有的为了节约贵重金属，采用复合材料。这里讲的轴承材料主要指与轴直接接触的轴衬的材料而言。滑动轴承的常用材料有金属轴承材料、非金属和多孔质金属轴承材料等。  

滑动轴承与被支承轴颈之间的滑转速度较高，尽管在设计和生产时力求实现滑动轴承的良好润滑，但实际上往往很难保证，因此，擦伤和磨损是不可避免的。同时，滑动轴承在工作中往往承受交变载荷（即载荷的大小和方向随时间而变化，并不断循环），因此还会发生疲劳破坏。轴承还经常与酸值较大的润滑油接触，故轴承还可能被腐蚀。另外，还可能润滑不充分、轴承与支承轴颈间隙过小或不合理使用等等原因造成烧瓦等严重损伤。

为了延长轴承的使用寿命，就必须预防上述损伤的发生。为此，研究损伤的发生规律，找出预防的途径是非常必要的。

一、损伤分类

造成滑动轴承损伤的情况很多，主要有擦伤、磨损、疲劳、腐蚀及烧瓦等。

1、擦伤  

由于轴承与轴颈表面发生金属直接接触而产生的斑痕或严重擦痕称为擦伤。擦伤通常发生在瞬时缺乏润滑的情况下。

造成擦伤的原因很多，下面以M1432A磨床主轴滑动轴承为例加以说明。主轴起动后，需要15～20s的时间才会有充足的润滑油流经主轴，如果主轴起动后几秒钟内就施加切削力，由于此时在轴承中尚未形成润滑油流，有些滑动轴承就可能因得不到充足的润滑而发生擦伤。另外，当主轴在润滑油面过低或进油管破裂的情况下工作时，少量的空气会进入润滑系统中，造成润滑油的瞬时断流，也可能引起擦伤。润滑油不洁，其中含有金属或非金属磨料也可将轴承擦伤。

还应指出，擦伤是过渡磨损和疲劳剥落等损伤的前奏。擦伤会导致过度磨损和疲劳剥落的发生和发展。

2、磨损  

磨损是滑动轴承的最常见的损伤。除了不可避免的正常磨损外，还可能由于使用维修不当引起早期磨损和过度磨损。

（1）润滑不足引起的过度磨损当瞬时缺油反复出现，每次发生的金属之间的直接接触和缺乏润滑的情况不甚严重，持续的时间也不长，此时轴承温度虽有提高，但不足以引起轴承过热。但是，每当发生金属的直接接触时，轴承表面的金属就被磨掉，使轴承与轴颈之间的间隙增大，当间隙超过极限间隙时，润滑油不能保持，液体润滑条件破坏，磨损加剧，从而导致过度磨损。

瞬时缺油的原因除了在擦伤中所述的以外，滤清器堵塞、油温过高等都能造成瞬时缺油，瞬时缺油反复出现，轻度擦伤反复发生，会导致轴承的深度磨损等，使轴承早期损坏。

（2）磨料浸入引起的早期磨损润滑油中浸入磨料，会造成轴承磨料磨损。润滑油中的磨料来源有两个方面：一是装配中清洁不善；二是运行中浸入的尘土及磨损的碎屑等得不到有效的滤清。

磨料的大小、形状及硬度各不相同，在合金中的嵌藏性也不一致。大的硬质颗粒在轴承间隙中沿轴颈的旋转方向移动，会造成轴承工作面的拉沟磨损。细小的硬粒可以嵌入轴承合金中，但嵌入量达到一定限度后，便不再继续嵌入，会加剧轴承的磨损。

3、疲劳  

滑动轴承在工作中承受循环交变载荷。在局部高温处，由于温差应力和油膜最大峰值压应力的迭加，以及由于该处升温使合金强度降低，便有可能首先在该处产生显微裂纹。以后随着应力的不断重复，特别是当润滑油进入裂纹后，由于润滑油的楔裂作用促使裂纹加深并延表层扩展，最后使合金剥落。

引起轴承疲劳破坏的具体原因很多，一般有以下几方面：

（1）轴承工作表面质量下降在修理中采用刮研时，由于刮削的表面质量不高，特别是刮削时跳刀而产生的波浪式跳刀痕，将成为疲劳破坏的基点。

由于轴承工作表面凸凹不平，凸起处会使油膜间隙减小，使油膜压力和温度急剧升高，形成一个额外的高温高压。当这一高压与油膜承受的峰值压力方向相同时，由于压力的迭加，凸起处形成比光滑处更大的交变载荷区。另外，在该处还由于表面不平而产生应力集中。因此，由于刮研不良而使轴承表面质量达不到租糙度等级要求，是导致轴承合金疲劳剥落的重要原因之一。

（2）轻度反复擦伤轴承的轻度反复擦伤，不仅会导致轴承的深度磨损，而且会导致轴承合金层的疲劳。由于轻度反复擦伤。金属之问的直接接触不断发生。致使凸起处的温度升的更高，疲劳裂纹的产生和发展更为快速，疲劳强度大为降低。

（3）其他因素的影响轴承间隙不当、轴与轴承的几何形状和相互位置偏差过大、合金层过厚、轴承座孔不规矩等引起轴承变形、轴承超载及工作温度过高等等，都会直接或间接地影响轴承的疲劳强度。

4、腐蚀  

由于润滑油中的残酸的作用，轴承合金会发生病蚀。尤其是含铅较多的轴承腐蚀尤为严重。腐蚀后的轴承工作表面呈天花状的溃烂和麻点，还会产生显微裂纹，使疲劳强度降低。

轴承的深度磨损会增加轴承对腐蚀作用的敏感性。在发生深度磨损后，因缺乏对腐蚀有抵制作用的表面层，腐蚀会加剧。

腐蚀与疲劳两种损坏形式很相似，常常被混淆。细致观察可以区分，腐蚀的麻坑较小而且密集，通常在轴承工作表面上分布比较均匀，而且被腐蚀的轴承有特有的颜色。

5、烧瓦  

烧瓦是滑动轴承的恶性损伤，是由于轴承中产生“高热”造成的，其主要原因有以下几个方面：

（1）长时间缺乏润滑当缺乏润滑持续较长的时间时，轴承的温度将急剧增高。随着温度的急剧增高，轴承和轴颈表面的合金发生局部熔化，使轴与轴承粘结在一起，发生“抱轴”。“抱轴”后，会产生轴承表面撕裂以及轴承在轴承座中转动。

在烧瓦进程中的不同阶段，损坏的速度是不同的。在初级阶段，产生的高温使轴承表面层和内层中的铅和其它软金属熔化，熔化的铅被涂抹在表面层上，如同润滑剂一样，可起到一点润滑作用，使温度的进一步升高减缓。当软金属被烧掉之后，损坏的程程便大大加快。

（2）起动后立即加力如果主轴起动后立即加力，由于润滑油还没来得及供给，轻者会造成擦伤，重者还可能引起烧瓦。

（3）装配和几何形状误差太大轴承的润滑对轴承间隙的大小十分敏感。间隙过小，会限制润滑油流，难以形成稳定的油膜，摩擦热不易被带走，金属直接接触的可能性增加，烧瓦的可能性增大。间隙过大，润滑油容易流失，油膜难于形成，也会增加烧瓦的可能性。

轴承的尺寸过小，半圆周过盈量不足，使轴承在轴承座中转动，堵住进油孔，就可能引起烧瓦。

轴承盖与轴瓦的装配错误，也会引起异常损伤，甚至发生烧瓦。

轴颈与轴承的几何形状和相互位置误差（圆度、圆柱度、同轴度等）过大，也会引起间隙的迅速变化，增加金属直接接触和烧瓦的可能性。

二、预防

滑动轴承的损伤与使用、维修因素关系极大，要预防滑动的损伤，必须从使用和维修入手。

1、滑动轴承的合理选用

（1）严防主轴启动后立即切削在正常情况下，会有一定量的润滑油留存在轴承上，它可供主轴短期启动怠速时润滑之用。但是，当主轴转速超过1000r/min时，就需要有真正的润滑油流。当主轴启动时，至少需要15～30s才能在润滑系中形成油流和油压。如果启动后，在2s之内便向砂轮施加最大切削压力，换句话说，轴承将在10多秒之内处于无油润滑状态，还要以较高的速度、较大的压力运转，因此，很容易引起轴承损伤。

为了避免在启动时损伤轴承，应当切记：磨床主轴在开车后，至少在30s内不允许进行磨削。

（2）定期检查润滑油，必要时添加或更换润滑油的严重不足，会造成轴承的过度磨损就，甚至引起烧挖。因此，在机械的使用过程中，应及时检查润滑油的存储量，不足时予以添加。

润滑油的粘度对轴承的润滑影响很大，要根据磨床主轴起动时的温度（而不是运转时可能达到的温度）来选择润滑油的粘度等级，因为润滑油的粘度对起动期的影响极大，当采用推荐的润滑油时，起动期轴承损伤的可能性就小。

在机械使用过程中，还应定期检查润滑油的质量。润滑油变质，润滑作用会降低，将给机械的工作带来危害，因此，在使用中必须注意检查润滑油的质量，必要时予以更换。

（3）适时进行滤清器的保养使润滑油的滤清器经常处在良好的技术状态，对预防轴承损伤有极大的作用。

（4）定期进行轴承的检查、调整轴承的检查可分为不解体检查和解体检查两种。不解体检查是在机器不拆卸的情况下，借助于仪器设备或凭经验进行声响听诊。

轴承发生损伤后，机器运转时，轴承的响声会发生异常，即出现敲击声，当主轴的负荷越大时，声音越突出。当合金脱落、烧瓦或间隙增大到一定程度时，任何负荷下，一般都能听到敲击声。

为了提高听诊效果，可采用机用听诊器。

轴承的解体检查通常是结合高号保养和修理进行，有时是在不解体诊断发现问题后进行。通过解体检查，能准确地鉴定轴承损伤的情况。

2、修理装配的注意事项

为了预防滑动轴承损伤，除了要合理使用外，还应在修理装配时确保修理装配质量，滑动轴承的装配质量直接关系到滑动轴承和机器的运转质量，直接影响轴承的寿命。

（1）装配基本原则

1）装配前必须熟悉装配图，了解结构和装配技术要求。

2）保证轴承与轴之间有合理的间隙和良好的接触。

3）保证轴承与轴承座间良好接触，特别是薄壁轴承，更要保证良好密合。

4）轴承座必须牢靠地固定在机体上，轴承座与机体接触面之间要尽量紧密，高速机械要求尤为严格。

5）在轴承配合副的所有零件中，只允许轴颈与轴承之间有相对运动，轴承绝不允许转动。

6）润滑油槽开凿合理，确保润滑油路畅通，使润滑油能通畅地流到轴承中去。

7）确保密封装置的质量，不得漏油，也不能让灰尘侵入。

8）装配前，必须认真检查零件的技术状况。不合格的零件，不得装配。装配前零件必须要去毛刺及认真清洗。