2-4第四节 曲轴和轴承的摩擦磨损

第四节曲轴和轴承的摩擦磨损

一、曲轴和轴承的摩擦

1．主轴颈与主轴承的摩擦

柴油机运转时，曲轴主轴颈与主轴承之间形成楔形油膜，实现液体动压润滑，运动副在液体摩擦状态下工作，如图2-12所示。在正常运转状态下达到工作转速时，楔形间隙内油膜压力的合力与外载荷平衡，轴颈在其一偏心平衡位置运转。轴颈中心的平衡位置随工况而变化，油膜厚度随之变化。

一般曲轴转速越高就越容易形成楔形油膜，但转速过高摩擦功也越大，轴承温度升高使润滑油粘度下降，油膜受损；转速太低则油膜难于形成。柴油机起动时运动副处于半干摩擦状态，所以频繁起动、停车使主轴承磨损加快。轴瓦上的油孔和油槽的部位、油槽的深度与宽度比、油孔和油槽上的过渡圆角等均对供油和油膜承载力的分布有很大影响。如果在轴瓦上油膜对应部位开有油槽则使其承载力下降，所以一般不在主轴承下瓦、连杆大端轴承上瓦上开油槽。

2．曲柄销颈与连杆大端轴承的摩擦

连杆大端轴承随曲柄销作回转运动，同时曲柄销颈相对于大端轴承转动。在大端轴承中，由于轴承孔径大于曲柄销轴径，当大端轴承上瓦压在曲柄销颈上时，在曲柄销颈下方出现月牙状间隙。随着曲轴转动，粘附于曲柄销颈上的润滑油被带入月牙状间隙中形成楔形油膜，实现液体动压润滑。

二、曲轴和轴承的磨损

1．曲轴轴颈磨损特点

(1)一台柴油机曲轴上的各主轴颈和各曲柄销颈的磨损不同，且曲柄销颈磨损较主轴颈磨损大。这是出于曲轴各轴颈在运转时受到各缸不同的交变的气体力、往复惯性力和离心力，以及它们所引起的弯矩和扭矩作用的结果。直列式柴油机曲轴的连杆大端轴承负荷大于主轴承负荷，所以曲柄销颈的磨损相对于主轴颈的磨损也大。V型柴油机曲轴则恰好相反。

(2)曲轴轴颈在轴向和周向的磨损不均匀。曲轴轴颈轴向不均匀磨损产生圆柱度误差，一般以曲柄销颈为重。可能是连杆安装不正、连杆或曲轴存在弯曲变形等使轴向受力不均造成的。

曲轴轴颈周向不均匀磨损产生圆度误差，是由于柴油机运转时，曲轴回转一周轴颈受力的大小和方向均是变化的，轴颈受力大的部位也是理论磨损大的部位，但还与实际的润滑、间隙等有关。

2．曲轴轴承的磨损

柴油机运转时，主轴承下瓦和连杆大端轴承上瓦均会发生较大磨损。引起轴承过度磨损的原因很多，但主要是对轴承的维护管理不良所致。

复习思考题

1、船机零件基本摩擦类型有哪些？

2、船机零件磨损的主要形式有有哪些？

3、试述气缸套正常磨损时，最大磨损区的部位及其原因？

4、为什么磨合期和急剧磨损期的磨损量都比较大？

5、机器跑合时通常有些什么要求？采取一些什么措施？