Przyczyny uszkodzeń łożysk ślizgowych

Transkrypt

1 Przyczyny uszkodzeń łożysk ślizgowych Autor: Piort Gębiś Zmieniony Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP Uszkodzenia - Przyczyny Wszystkie łożyska i tulejki ślizgowe pracują prawidłowo wtedy, gdy ich powierzchnie ślizgowe pokryte są stałą warstwą oleju (tzw. filmem olejowym). W przypadku zaniku tego filmu olejowego, pojawia się nadmierne tarcie pomiędzy dwoma powierzchniami współpracującymi (panewka-wałek) powodujące wzrost temperatury i w konsekwencji zniszczenie, w wyniku zatarcia powierzchni łożyskowych. {viewonly=public} Dostęp do pełnej wersji artykułu po zalogowaniu. {/viewonly} {hidefrom=public} Jeżeli olej nie jest czysty i zawiera np. wtrącenia metaliczne, powierzchnie cierne łożysk zostaną porysowane co powoduje ich przyspieszone zużycie. Nadmierne obciążenie powoduje zmęczenie materiału i pęknięcia warstw łożyskowych a brak regularnej wymianu oleju, wytwarzanie się kwasów niszczących powierzchnie ślizgowe. Badania Federal-Mogul wskazują, że podstawowymi przyczynami przedwczesnego zużycia się panewek są: Przyczyna Procent występowania Zanieczyszczony, stary lub rozcieńczony olej 43% Brak dostatecznego smarowania 17% Błędy montażowe 12%

2 Błędy geometryczne i powierrzchniowe czopów oraz brak współosiowości 12% Przeciążenie łożysk 7% Korozja 4% Inne 5% Prawidłowo użytkowana panewka po godzin pracy Nadmierne promienie zaokrągleń czopów wału Zbyt duże promienie zaokragleń czopów pozostawione po obróbce mechanicznej wału korbowego Wytarte lub wgniecione krawędzie boczne panewek Niedostateczne smarowanie Zerwanie filmu olejowego pomiędzy łożyskiem i czopem w wyniku przerwania lub całkowitej awarii dostawy oleju, niewspółosiowości czopa i panewki, zniekształcenia gniazda panewki lub czopa wału.

3 Zanik filmu olejowego powoduje metaliczny kontakt czopa i panewki, w rezultacie czego, na skutek tarcia, wytwarza się wysoka temperatura, nadtapiająca warstwy łożyskowe panewki. Starte lub nadtopione powierzchnie łożyska, powodujące zmęczenie materiału i w konsekwencji, zniszczenia warstwy ślizgowej. Przeciążenie łożysk Zastosowanie niewłaściwych panewek, zwłaszcza do samochodów wysoko doładowanych ( np. w większości nowych, turbodoładowanych silników VW-TDI, rozwijających moce powyżej 110KM należy stosować tzw. panewki Glyco Sputter, których obciążalność dochodzi do 100 Mpa). Przeciążenie układu korbowego(nadmierny ładunek przy agresywnej jeździe np. w samochodach dostawczych-patrz Sprinter) Typowe objawy zużycia zmęczeniowego-wyrwane fragmenty warstw ślizgowych. Obciążenie krawędziowe Brak prostopadłości korbowodu w stosunku do wału korbowego powoduje koncentrację nacisku na bocznej krawędzi półpanewki. W przypadku występowania podobnego wytarcia po tej samej stronie na obu półpanewkach, należy podejrzewać,że czop wału ma kształt stożkowy. Przedwczesne zużycie warstwy ślizgowej, skoncentrowane po jednej stronie panewki. Przegrzanie Zniekształcenie gniazd łożyskowych, które nie zapewniają właściwego kontaktu i podpory panewek a także odprowadzania z nich ciepła. Panewki mogą drgać pod obciążeniem powodując zmęczenie i w konsekwencji zniszczenie warstwy ślizgowej. Uwaga: jeśli krawędzie łączące półpanewek posiadają oznaki korozji ciernej, przyczyną jest zbyt duża średnica podpory lub niedociągnięcie śrub mocujących pokrywy. Wytopiona lub wytarta powierzchnia ślizgowa, pęknięcia zmęczeniowe materiału łożyskowego, możliwe przebarwienia cieplne. Znaki nieregularnego styku na zewnętrznych powierzchniach panewek. Widoczne wtrącenia i ślady korozji ciernej. Wtrącenia materiałowe

4 Wtrącenia materiałowe pomiędzy gniazdem a tylną ścianką półpanewki powodują jej zniekształcenia, miejscowy wzrost nacisków i zrywanie filmu olejowego, a w rezultacie, zniszczenie warstwy ślizgowej. Miejscowe zniekształcenia powierzchni ślizgowej. Grzbiet półpanewki z zaznaczonymi śladami wtrąceń(pod obszarem wytarcia). Proces niszczenia zaczyna się tuż po instalacji, nie skorygowany prowadzi do rozszerzenia uszkodzenia. Zanieczyszczenia wtrąceniami po azotowaniu Wtrącenia, oderwane z powierzchni wału korbowego po azotowaniu, rysują powierzchnię ślizgową panewki w formie charakterystycznych V znaków. Uszkodzenie może być ograniczone do jednej półpanewki. Przed instalacją wału należy dokładnie usunąć proszkową warstwę pozostałą po jego obróbce cieplnej. Wyżłobienia spowodowane wtrąceniami stałymi w oleju Olej silnikowy zanieczyszczony wtrąceniami metalowo-ściernymi. Przedwczesne wytarcie powierzchni łożyskowej. Mogą występować ślady zadrapań oraz osadzonych wtrąceń a także objawy erozji w okolicy otworu olejowego. Korozja warstwy ślizgowej Zużyty, zanieczyszczony olej o odczynie kwasowym wspomagający niszczenie warstw ochronnej a potem ślizgowej Korozja materiału łożyskowego. Powierzchnia ślizgowa zużyta i odbarwiona o strukturze porowatej. Zjawisko kawitacji na powierzchni ślizgowej

5 Zjawisko kawitacji oraz zniszczenia przez nie spowodowane wiążą się z gwałtownym przyspieszeniem oleju spowodowanym lokalnymi, nagłymi zmianami jego ciśnienia, przekraczającymi często kilkusetkrotnie normalne ciśnienie oleju. Powstające w tym przypadku uderzenie jest tak silne, że potrafi zniszczyć warstwę ślizgową. Wypłukane fragmenty warstwy ślizgowej panewki (szczególnie widoczne przy otworach olejowych). Przygotował: Michał Łyziński Federal-Mogul/Glyco {/hidefrom}