增速型调速液力偶合器滑动轴承失效故障研究

发布时间：2015-07-29
宁原林
（上海理工大学　200093）
　　摘　要：滑动轴承是增速型调速液力偶合器的关键零件，本文针对以往发生的滑动轴承失效这一故障模式进行了分析和总结，找出了常见的16条原因，然后对故障原因进行了技术攻关，制定了相应的15条有效的处理措施，并实施应用于增速型调速液力偶合器设计生产中，取得了显著的效果，并对滑动轴承失效进行了故障树分析。
　　关键词：滑动轴承；失效处理措施；故障树分析
　　轴承是影响整机寿命的重要环节，在增速型调速液力偶合器中，由于传递的功率很大，转速很高，所以使用滑动轴承，以减小径向尺寸。一旦轴承失效需要更换时，必须将整机解体才能进行，所以轴承对主机的工作能力影响较大。在增速型液力偶合器中，滑动轴承是关键零件。由于设计制造、安装使用等方面的原因，滑动轴承失效时有发生，它是一种恶性事故，后果十分严重。
　　滑动轴承的失效，按机理来分有磨损、疲劳腐蚀、气蚀腐蚀磨损等几类[1]。增速型调速液力偶合器滑动轴承的主要失效形式属前两种。疲劳失效也可列为疲劳磨损。磨损失效Z常见的还是粘附磨损和磨粒磨损。粘附磨损产生的原因是：在边界润滑条件下，油膜破坏或是异物嵌入轴承金属表面，导致轴和轴承的金属表面在局部直接接触，摩擦发热，使油温升高，粘度降低，有时发热导致表面金属流动，Z终产生咬粘，使机械顷刻间无法运转[2]。
　　轴承损坏的一般外观表现是运转不平稳，有异常噪音；另一种外观表现是轴承温度升高。对于由于轴承安装过紧或润滑不良造成的损坏，就会出现这种情况。在不变的工作条件下工作温度突然上升，一般都是轴承损坏的标志。
　　根据以上这些症状，我们可以通过测量温度或振动来实现对轴承工作状况进行监控。
　　轴承损坏的原因很多，有的属正常损坏，有的则是由于工作条件、装配、维修等方面原因而造成的，属非正常损坏。例如配合过紧，润滑不良，油污染而不清洁，含铁屑，齿轮磨损的金属粉末通过润滑系统进入轴承后加速轴承的磨损，油中含水，工作发热的轴承迅速冷却形成的冷凝水也会引起轴承的锈蚀等。
　　为了避免同类事故反复发生，减少损失，使偶合器中滑动轴承在设计、研制、生产、实验、安装、维修、操作以及管理等环节中真正处于受控状态，全面提高滑动轴承的质量，在借鉴以往研制、生产的成功经验的基础上，同时也充分吸收各种故障给我们带来的损失和造成的影响的教训的基础上，并参考文献[2]，我们对滑动轴承进行了可靠性研究。可靠性研究的根本任务是采取一切措施，尽量减少和避免各种故障，尽可能的延长产品的使用寿命，以提高产品时间来度量的质量指标[2]。也就是说，增速型液力偶合器滑动轴承失效的故障分析和处理措施是滑动轴承可靠性研究的核心内容。我们对滑动轴承的故障进行了原因分析，并制定了相应的处理措施，还进行了故障树分析。
　　1　失效原因
　　针对以往发生的滑动轴承失效这一故障模式进行分析和总结，并在此基础上我们进行了可靠性研究得出引发滑动轴承失效的原因如下：
　　（1）安装不当；
　　（2）油楔方向装反，导致润滑油膜无法形成；
　　（3）巴氏合金的材质不合要求；
　　（4）油中含杂质或有异物进入轴承；
　　（5）推力轴瓦存在巴氏合金脱壳，疏松等严重缺陷；
　　（6）推力瓦浇铸温度偏高，引起巴氏合金晶粒粗大，性能下降；
　　（7）没有进行超声波探伤检验；
　　（8）设计不合理；
　　（9）推力瓦块没有很好的“挂衬”；
　　（10）轴瓦工作面划伤；
　　（11）轴承间隙过大；
　　（12）润滑油中含水量过高；
　　（13）断油或润滑油量不足；
　　（14）润滑油温度过高；
　　（15）推力盘推力瓦定位销孔太浅，造成推力瓦受力不均，导致温升烧瓦；
　　（16）推力瓦接触不良。
　　2　处理措施
　　针对滑动轴承失效的故障原因，为确保滑动轴承质量的进一步提高，我们进行了技术攻关，并加强了故障处理措施研究。制定的主要措施如下：
　　（1）正确安装；
　　（2）检查油楔方向是否正确，确保润滑油膜能够形成；
　　（3）严格保证巴氏合金的成分符合标准；
　　（4）清除油中杂质异物，确保润滑油清洁；
　　（5）对推力轴瓦必须作超声波检查，严格控制质量；
　　（6）提高轴瓦浇铸质量；
　　（7）合理设计；
　　（8）推力瓦必须按规定进行“挂衬”；
　　（9）修复或更换工作面划伤的轴瓦；
　　（10）对间隙过大的轴承进行修刮；
　　（11）检查冷却器（换热器）是否漏水，或更换新油来解决油中含水量过高；
　　（12）增大润滑油供油量，使轴承润滑良好；
　　（13）加强冷却措施，提高冷却效果，降低油温；
　　（14）检查推力瓦定位销是否正确定位，防止不正当定位造成推力瓦受力不均；
　　（15）检查推力瓦接触是否正确。
　　3　故障树分析
　　滑动轴承失效故障树分析见图1。

图1 增速型调速液力偶合器滑动轴承失效故障树
　　4　结论
　　（1）得出了滑动轴承失效的16条常见原因；
　　（2）制定了滑动轴承失效的15条处理措施；
　　（3）对滑动轴承失效进行了故障树分析。
　　参考文献
　　[1]郭大成等编著，滑动轴承的失效分析，机械工业出版社，1985。
　　[2]陆肇达编著，液力传动原理及液力传动工程，哈尔滨工业大学出版社，1994。
 
来源：《润滑与密封》2000年5期