3 滑动轴承常见的失效形式
3 .1合金剥落
a)疲劳剥落
滑动轴承在周期性循环变化的外载荷作用下环变化的油膜压力在合金层表面产生循环变应力会导致轴承合金发生疲劳剥落。遭到疲劳破坏的滑动轴承表面可见趋向于垂直轴承表面的网状细微裂纹。其扩展呈随机性,趋势是沿合金层厚度方向向深处发展,扩展至合金层与钢背层结合处时,受结合面的阻碍作用,裂纹不再向钢背层发展,而是转向沿着结合面扩展。
当这些裂纹沿结合面扩展并彼此相遇而发生裂纹的再结合时,就会有小块的轴承合金龟裂剥落,小块合金的剥落积累组合,便会导致轴承合金呈片状大块剥落。
b)粘接不良
双金属复合钢带粘接强度不足,亦会造成轴承合金剥落,其表现是轴承表面无明显的擦伤、拉刮破坏迹象。分离剥落的结合面处往往呈现黑色、灰色或是绣红色,少见有双金属互相粘接的颗粒物,比较光洁。剥落区域边缘界线圆滑齐整,不似疲劳剥落那样参差不齐。
3.2擦伤磨损
轴承表面显现细微的、与运行方向平行比较光滑的沟纹、磨痕,这是滑动轴承常见的擦伤磨损形式。原因是润滑不足,处于边界润滑摩擦状态,甚至发生干摩擦所致。擦伤磨损开始发生时,比较轻微,对轴承的影响并不明显。但是,轻度擦伤若是反复发生,固体接触的干摩擦几率增大,在应力与热效应的频繁作用下,摩擦磨损急剧恶化,轴承极易发生早期失效破坏。
3.3磨料磨损
轴承表面散布数量不等、大小不一的黑点,仔细观察,可见有的为镶嵌的硬质颗粒物,有的为小凹坑,其周围往往有高亮放射状的光环。有沿运行方向的连续擦痕或是具有明显终止界线的无数划痕,甚至有较深的拉伤沟槽,严重的可能已伤及钢背层。这是由于混入润滑剂中的杂质被挤压镶入轴承合金表面,其周围的合金迁移凸起,受配偶件的应力作用挤压展平,而呈高亮反射,镶嵌的颗粒物若是剥落,则显现高亮的凹坑。剥落的杂质若随配偶件一起移动,轴承表面便会产生大小、深浅不一的擦痕、沟槽,作用时间较长,加之润滑条件恶劣等不利因素的叠加影响,极易引起咬粘抱轴的失效事故。
3.4咬粘胶合
轴承表面有明显的、无规则的合金材料被撕裂去除现象,同时伴有熔化、剥落和严重拉伤破坏,钢背表面往往过热发黑。咬粘是轴承非正常失效形式中最具破坏性的,可能引起抱轴,有时甚至导致相对运动的终止。这种破坏多是摩擦副丧失了润滑条件,配偶件表面发生直接接触,剧烈的摩擦高温热能,会使润滑状况愈发恶劣,如此恶性循环,轴承早期失效必是难免的,Cu基合金滑动轴承对此反映尤为敏感。
3.5腐蚀损坏
轴承表面呈现大面积粗糙、麻点、凹坑区域,大多色泽暗淡。这是因为润滑剂在使用中不断氧化分解,所生成的腐蚀性成分与轴承合金发生化学反应的结果,特别是铜铅合金轴承中的铅,易受腐蚀而形成点状剥落,导致轴承表面擦伤,磨损加剧,降低轴承使用寿命,严重的将引起轴承早期的非正常损坏失效。
几种滑动轴承失效图,如图3、4、5所示。