РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВС

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены разрушения вкладышей развития усталостных повреждений, отклонений и их геометрических размеров. Перечислены виды износов, из которых выбран усталостный износ. В данной статье также проанализирован указанный выше выбор. Эксплуатационные испытания подшипников на износ и частоту количества способствовали составлению выборки, определяющей трещины и износы подшипников. Различные виды повреждения в процентном виде показаны на графике.

ABSTRACT

The article deals with bearing failures in the crankshaft, damage and failure of bearings. Described as caused by economic loss of bearings, engine failure, reduced equipment reliability. Caused by wear damage to plain bearings as a direct cause, manufacturing, assembly, maintenance of the motor and bearings.

Ключевые слова: подшипник скольжения, коленчатый вал, износ, усталости, отказ двигателя.

Keywords: Plain bearing, crankshaft, wear, fatigue, engine failure.

Отказы двигателей внутреннего сгорания и сбои подшипников возглавляют список как по числу отказов двигателей (24,4 % всех инцидентов), так и по стоимости. В соответствии со стандартом ISO отказ определяется как «прекращение способности элемента выполнять требуемую функцию». Любое повреждение или неисправность подшипников двигателя приводит к частичному или полному функциональному отказу двигателя и может вызвать значительные экономические потери и даже юридическую ответственность. Цена подшипника скольжения относительно невелика, повреждение подшипника, снижающее работу системы или приводящее к ее поломке, может вызвать множество накладных расходов [1; 2; 3; 4].

Нарушение работы подшипников скольжения включает следующие категории: катастрофические отказы, которые приводят к непосредственной неспособности системы; сбои в работе, связанные с уменьшением производительности оборудования; отказы надежности, связанные с уменьшением надежности оборудования. Соответствующая литература и практический опыт показывают, что повреждения подшипников скольжения в основном вызваны износом, либо в качестве прямой причины, либо в результате различных ошибок конструкций, изготовления, сборки, эксплуатации и обслуживания двигателя и подшипников. Износ – это очень сложный трибологический процесс, инициированный действиями различных механизмов, и имеет большое влияние на работоспособность подшипников коленчатого вала двигателя.

Таблица 1.

Виды износа

Усталостный износ классифицируется как износ, вызванный динамическими нагрузками. Усталостное разрушение вкладышей возникает при циклическом изменении напряжений в антифрикционном слое в процессе работы. Развитие подобного рода повреждений ускоряется вследствие деформаций деталей, отклонений их геометрических размеров и других факторов. Наиболее действенным средством повышения усталостной прочности рабочего покрытия является уменьшение его толщины, а минимальная толщина определяется величиной удельной нагрузки.   

Последствиями усталостного износа являются усталостные трещины, показанные на рисунке 1. которые распространяются по поверхности скольжения в нагруженных зонах.

Рисунок 1. Подшипник, поврежденный усталостным износом

Эксплуатационные испытания подшипников на износ и частоту его появления проводились на скоростных дизелях, которые были в эксплуатации до 5000 часов, что соответствовало рекомендуемому сроку службы рассматриваемых деталей. Этим обуславливается небольшой процент появления таких повреждений как микроскопическое смятие и трещины. Тем не менее, доминирующий тип износа можно было определить. Общее количество подшипников в выборке составило 616 шт., среди которых коренных было 342 (55,5 %), а шатунных 274 (44,5 %).

Рисунок 2. Частота появления различных видов повреждений подшипников коленчатого вала

Показывают, что наиболее частыми были такие виды износа как: абразивный, адгезионный и усталостный, в то время как другие его разновидности встречались реже. Наряду с минимальной толщиной смазочного слоя необходимо принимать во внимание величину максимальных гидродинамических давлений, которые определяют не только несущую способность подшипников, но и усталостную долговечность вкладышей трибосопряжения.

Работоспособность подшипников скольжения влияет на многие сферы обслуживания автомобилей, как на их ремонтные работы, так и на общую надежность двигателя внутреннего сгорания.

Вывод. Проблема повышения работоспособности подшипника скольжения в коленчатом вале двигателя внутреннего сгорания, остро стоит на современном этапе машиностроения. Виды износа как абразивный, адгезионный и усталостный в другие его разновидности встречались реже. Различные виды износа могут не проявиться на стадии жизни подшипников, но, как известно, усталостный износ присутствует всегда.

Список литературы:

1. Захаров С.М., Жаров И.А. Трибологические критерии оценки работоспособности подшипников скольжения коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания // Трение и износ. – 1996. – Т.17. – № 5. – С. 606–615.
2. Козырев С.П. Гидроабразивный износ металлов при кавитации. – М.: Машиностроение, 1964. – 139 с.
3. Трение, изнашивание и смазка : справочник / под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина. – М.: Машиностроение, 1978. – Т. 1. – 400 с.
4. Чичинадзе А.В., Берлинер Э.М., Браун Э.Д. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника) / под общ.ред. А.В. Чичинадзе. – М.: Машиностроение, 2003. – 576 с.