發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸滾動(dòng)軸承的故障分析

高鵬云

一些小型輪式拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸是靠?jī)蓚€(gè)滾動(dòng)軸承支撐。滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。內(nèi)圈的外面和外圈的里面有滾道以利于滾動(dòng)體滾動(dòng)。內(nèi)圈和軸配合，外圈和軸承座或箱體配合。通常內(nèi)圈隨軸旋轉(zhuǎn)，外圈不轉(zhuǎn)。曲軸前后主軸頸與滾動(dòng)軸承內(nèi)圈固定。后滾動(dòng)軸承的外圈則用后軸承蓋把它固定在機(jī)體軸承座孔內(nèi)，防止軸向移動(dòng)。前軸承的外圈直接安在機(jī)體的座孔內(nèi)，沒有軸向固定，以便在曲軸受熱膨脹，向前有軸向伸縮余地。

發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的滾動(dòng)軸承一旦發(fā)生故障，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀態(tài)，因此對(duì)滾動(dòng)軸承的故障應(yīng)予以重視，現(xiàn)將滾動(dòng)軸承常見故障分析如下：

一、軸承內(nèi)外圈走動(dòng)與配合件磨損出現(xiàn)間隙

1軸承外圈走動(dòng)。為了拆裝方便，滾動(dòng)軸承外圈與座孔采用過(guò)渡配合。前軸承外圈最大過(guò)盈為0.035 mm，最大間隙為0.013 mm。后軸承外圈最大過(guò)盈為0.016 mm，最大間隙為0.06 mm。在裝配時(shí)對(duì)座孔要進(jìn)行測(cè)量，其過(guò)盈或間隙不能超過(guò)上述范圍，否則對(duì)座孔要進(jìn)行修理。

2軸承內(nèi)圈走動(dòng)。滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸頸采用過(guò)盈配合。前軸承內(nèi)徑最大過(guò)盈為0.055 mm，最小過(guò)盈為0.012 mm。后軸承內(nèi)徑最大過(guò)盈為0.046 mm，最小過(guò)盈0.003 mm。從上述配合來(lái)看，如果軸承經(jīng)過(guò)幾次拆裝，軸承內(nèi)圈與軸頸可能出現(xiàn)間隙，則必須對(duì)軸頸進(jìn)行維修后方可應(yīng)用。

軸承與軸的配合松動(dòng)時(shí)， 有的維修工把配合松動(dòng)的軸表面用壓花或以沖頭沖孔的方法使軸的表面起毛， 企圖以此獲得一個(gè)緊密的配合表面。這樣做不僅破壞了軸表面的幾何形狀， 使軸承在安裝中得不到正確的中心位置而發(fā)生歪斜，而且起毛部位最終要被壓平而成為松動(dòng)的配合。正確地維修方法是先對(duì)軸頸進(jìn)行磨修，然后對(duì)軸頸進(jìn)行刷鍍或噴涂。

二、滾動(dòng)軸承保持架磨損、變形或斷裂

1在裝配滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈時(shí)，由于過(guò)盈量大，軸承滾珠被卡在座圈里，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易擠壞軸承保持架。所以在裝配時(shí)應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，以保證標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)盈量。

2曲軸軸承的潤(rùn)滑是激濺式的。當(dāng)軸承中缺少或無(wú)潤(rùn)滑油時(shí)，特別是作用在軸承上負(fù)荷很大時(shí)，軸承溫度升高。在一般情況下，軸承內(nèi)圈的溫度比外圈高10 ℃左右。因?yàn)閮?nèi)外圈的熱膨脹不同，使?jié)L珠和滾道的間隙消失，軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易將保持架擠破。所以在安裝軸承時(shí)，滾道內(nèi)要涂抹清潔的潤(rùn)滑油，以防潤(rùn)滑油激濺不到時(shí)而造成干摩擦。

三、滾動(dòng)軸承滾道和滾動(dòng)體表面產(chǎn)生剝落

1由于沖擊載荷和交變應(yīng)力作用引起的剝落。軸承滾動(dòng)體和內(nèi)、外圈滾道面上均承受周期性脈動(dòng)載荷的作用，從而產(chǎn)生周期變化的接觸應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定數(shù)值后，在滾動(dòng)體或內(nèi)、外圈滾道工作面上就產(chǎn)生疲勞剝落。如果軸承的負(fù)荷過(guò)大，會(huì)使這種疲勞加劇。另外，軸承安裝不正、軸彎曲，也會(huì)產(chǎn)生滾道剝落現(xiàn)象。發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪和皮帶輪上設(shè)置平衡重，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)部分產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力矩平衡。如果產(chǎn)生的慣性力矩沒有被平衡，發(fā)動(dòng)機(jī)著火后振動(dòng)大，增加了交變應(yīng)力和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，引起滾道和滾動(dòng)體表面過(guò)早地剝落。

為了避免滾道和滾動(dòng)體表面產(chǎn)生剝落，在使用中應(yīng)避免額外負(fù)荷和不應(yīng)有的振動(dòng)，在操作過(guò)程中要合理的使用油門和速度，防止拖拉機(jī)顛簸，要經(jīng)常檢查固定機(jī)體螺栓，防止松動(dòng)。

2由于外界硬質(zhì)微粒落入外殼配合表面或軸與套圈配合表面間，引起滾道形狀的歪曲。滾動(dòng)體給這里的壓力最大，結(jié)果使套圈滾道發(fā)生快速磨損和金屬剝落。滾動(dòng)軸承是一種十分精密的部件， 對(duì)異物十分敏感。在維修過(guò)程中要使用清潔的不易起毛的揩布，揩布絕對(duì)不能用舊棉絲替代， 因?yàn)榕f棉絲中的紗頭容易混入潤(rùn)滑油中而進(jìn)入軸承， 這是十分有害的。在裝配前，對(duì)軸頸、座孔、軸承內(nèi)外圈表面要徹底清洗，嚴(yán)防臟物進(jìn)入配合表面。

3安裝時(shí)滾道受到損傷引起的破壞。如果安裝時(shí)，所加壓力是經(jīng)外圈和鋼球來(lái)傳遞，就不可避免地會(huì)在套圈滾道接觸鋼球的部位造成凹坑，這些凹坑是破壞的根源，遞增極猛，只需很短時(shí)間就使軸承剝落報(bào)廢。所以在拆卸時(shí)應(yīng)用專用工具，受力部位要正確且均勻。

四、軸承徑向和軸向間隙增大

軸承徑向和軸向間隙增大，除啟動(dòng)時(shí)干摩擦和過(guò)度摩擦磨損外。主要是因?yàn)榱慵砻娴慕饘傥⒘：蜐?rùn)滑油中的砂子、灰塵、臟物，在滾動(dòng)體和滾道上的摩擦所引起。

軸承由于磨料磨損使套圈和滾動(dòng)體之間的游隙顯著增大，滾道上已形成無(wú)光澤的表面，并出現(xiàn)不均勻的劃傷痕跡。防止方法是要按時(shí)更換潤(rùn)滑油，加油孔要密閉，嚴(yán)防臟物進(jìn)入。