Technika – Łożyska ślizgowe

, 5 lipca 2006, 0:00

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.
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%

Błędy geometryczne i powierrzchniowe czopów oraz brak współosiowości

12%

Przeciążenie łożysk

7%

Korozja

4%

Inne

5%

 

Prawidłowo użytkowana panewka po 68 000 godzin pracy
]1[

Nadmierne promienie zaokrągleń czopów wału

]2[

Przyczyny:
Zbyt duże promienie zaokragleń czopów pozostawione po obróbce mechanicznej wału korbowego
Objawy:
Wytarte lub wgniecione krawędzie boczne panewek

Niedostateczne smarowanie

]3[

Przyczyny:
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.
Zanik filmu olejowego powoduje metaliczny kontakt czopa i panewki, w rezultacie czego, na skutek tarcia, wytwarza się wysoka temperatura, nadtapiająca warstwy łożyskowe panewki.
Objawy:
Starte lub nadtopione powierzchnie łożyska, powodujące zmęczenie materiału i w konsekwencji, zniszczenia warstwy ślizgowej.

Przeciążenie łożysk

]4[

Przyczyny:
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)

Objawy:
Typowe objawy zużycia zmęczeniowego-wyrwane fragmenty warstw ślizgowych.

Obciążenie krawędziowe

]5[

Przyczyny:
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.

Objawy:
Przedwczesne zużycie warstwy ślizgowej, skoncentrowane po jednej stronie panewki.

Przegrzanie

]6[

Przyczyny:
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.
Objawy:
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

]7[

Przyczyny:
Wtrącenia materiałowe pomiędzy gniazdem a tylną ścianką półpanewki powodują jej zniekształcenia, miejscowy wzrost nacisków i zrywanie filmu olejowego, a w rezultacie, zniszczenie warstwy ślizgowej.

Objawy:
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

]8[

Przyczyny:
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

]9[

Przyczyny:
Olej silnikowy zanieczyszczony wtrąceniami metalowo-ściernymi.
Objawy:
Przedwczesne wytarcie powierzchni łożyskowej.
Mogą występować ślady zadrapań oraz osadzonych wtrąceń a także objawy erozji w okolicy otworu olejowego.

Korozja warstwy ślizgowej

]10[

Przyczyny:
Zużyty, zanieczyszczony olej o odczynie kwasowym wspomagający niszczenie warstw ochronnej a potem ślizgowej
Objawy:
Korozja materiału łożyskowego.
Powierzchnia ślizgowa zużyta i odbarwiona o strukturze porowatej.

Zjawisko kawitacji na powierzchni ślizgowej

]11[

Przyczyny:
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.
Objawy:
„Wypłukane” fragmenty warstwy ślizgowej panewki (szczególnie widoczne przy otworach olejowych).

Przygotował:
Michał Łyziński
Federal-Mogul/Glyco

Dowiedz się więcej

Wpływ rowków w panewkach głównych na osiągi
Wpływ rowków w panewkach głównych na osiągi

Od lat na głównych panewkach stosowano liczne rodzaje rowków. Producenci panewek często otrzymują pytania o ich znaczenie w łożyskach ślizgowych. Kluczowe jest zrozumienie, że działanie panewek zależy od filmu olejowego dzielącego łożysko ślizgowe i powierzchnię wału. Film ten tworzy się wskutek obrotów wału. Kiedy wał obraca się, wpycha olej do najbardziej obciążonych stref panewki, i […]

Komentarze

Brak komentarzy