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§8-6 轴承的检修

船舶柴油机曲轴主轴承、曲柄销轴承、十字头销轴承和活塞销轴承等均为滑动轴承。滑动轴承的结构如图8-34所示，是由轴承座、轴承盖和上、下瓦等组成。轴瓦是由瓦壳与瓦衬（耐磨合金层）构成。常见滑动轴承的轴瓦形式有三种。 （1）两半式厚壁轴瓦：轴瓦厚度t较大，一般t ≥0.065D（D—轴承直径，mm），合金层的厚度为3~6mm。

此种轴瓦壁厚、刚度大，可以保证轴承孔的尺寸和几何精度；在上、下瓦结合面之间有调节垫片用以调整轴承间隙；轴瓦损坏可以重浇合金和拂刮修复。

通常瓦壳材料可选用青铜、黄铜或铸钢，目前广泛采用钢瓦壳。瓦衬材料主要采用锡基或铅基巴氏合金。厚壁轴瓦广泛应用于中、低速柴油机和一些辅机的轴承上。 （2）两半式薄壁轴瓦：轴瓦厚度t较小，一般 t ＝（0.02～0.065）D（D——轴承直径，mm），合金层厚度如表8－14所示。

此种轴瓦壁薄、刚度差，轴承孔尺寸和几何精度由轴承座孔和瓦壁厚度加工精度来保证；轴瓦的互换性好，装入轴承座孔后不允许修刮，损坏后也不能修复，只能报废换新。

通常瓦壳采用低碳钢，瓦衬采用铜铅合金或铝基轴承合金。薄壁轴瓦广泛用于中、高速柴油机，大型低速柴油机的十字头轴承甚至主轴承和曲柄销轴承也改用薄壁轴瓦。 （3）整体衬套式轴瓦：采用青铜或碳钢制成套筒式，有的上面浇有0.4～1.0mm厚的耐磨合金层，中、小型柴油机连杆小端轴承、摇臂轴承广泛采用锡青铜或铝青铜衬套式轴瓦。

轴瓦按金属的层数分为单层、双层、三层和四层轴瓦。单层轴瓦为一种合金制成的整体衬套式；双层轴瓦是钢壳上浇注或压上减摩和抗咬合的轴承合金层；三层轴瓦或称三合金轴瓦是在双层轴瓦上再镀上一层极薄的表面镀层，以改善表面性能或抗疲劳性能，例如镀0.02～0.04mm的铅、锡、铟等；四层轴瓦是由钢背、高疲劳强度的轴承合金、表面性能良好的轴承合金、表面镀层组成。

1 轴承的损坏形式

轴承是船用主、副柴油机或其它辅机的易损件。轴承损

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坏主要与轴瓦上的耐磨合金层的损坏有关。其主要损坏形式有：过度磨损、裂纹和剥落、腐蚀和烧熔。 1.1 轴瓦的过度磨损

柴油机运转一段时间后使主轴承下瓦、十字头轴承下瓦和曲柄销轴承上瓦产生过度磨损。轴瓦的过度磨损将会使轴承间隙增大，引起冲击和加剧磨损。造成轴瓦过度磨损的原因主要与维护管理不良有关，具体表现如下；

（1）润滑油净化不良，含机械杂质和水分较多； （2）轴颈表面的粗糙度等级太低、几何形状误差过大和曲轴变形等；

（3）柴油机起、停频繁和长时间超速、超负荷运转； （4）其他日常维护不善，甚至违章操作等。

以上各点不是使得轴承润滑油膜不能建立，就是由于磨粒、轴颈表面不良或过大的轴承负荷破坏已形成的油膜，造成轴瓦的异常磨损。

1.2 轴瓦的裂纹和剥落

裂纹和剥落主要发生在白合金厚壁轴瓦上。最初由于种种原因在轴瓦工作表面产生微小疲劳裂纹，随着柴油机的继续运转轴瓦上的裂纹扩展、延伸，以致使轴瓦上的耐磨合金呈片状脱落，即剥落。造成轴瓦裂纹和剥落的原因主要与轴承受力、轴瓦合金材料及管理等因素有关。

（1）白合金材料的疲劳强度低，在交变载荷作用下容易产生疲劳裂纹；

（2）轴颈的几何形状误差过大和轴瓦过度磨损都会使轴瓦受到过大的冲击负荷，使轴瓦产生裂纹；

（3）柴油机超负荷使轴承负荷过大造成轴瓦裂纹； （4）轴瓦浇铸质量差，如合金层与瓦壳结合不良或二者间嵌有异物等，在交变载荷作用下使轴瓦裂纹和合金层剥落；

（5）龟裂是白合金轴瓦容易产生的疲劳损坏，如十字头轴瓦的龟裂就较为严重，目前虽然对十字头轴承和连杆小端的结构进行了各种改进，但龟裂仍时有发生。

龟裂是由于柴油机运转时轴瓦受到周期性交变负荷作用，特别在轴承负荷过大和轴向负荷分布不均匀时，使轴与瓦之间难以建立连续而又分布均匀的润滑油膜。以致局部产生金属直接接触，经过一段时间运转后在轴瓦表面上局部产生细微裂纹，称为发裂。发裂在柴油机台架试验时就可能产生。实践证明，轴瓦产生发裂后仍可继续运转很长时间，直

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到发展成龟裂报废。十字头轴瓦龟裂如图8-35所示。 轴瓦上的发裂会使润滑油渗入，在轴承负荷作用下滑油无处逸出，形成油楔，使裂纹逐渐扩展、延伸并且彼此连接成封闭网状。所以，当轴瓦受到过大的轴承负荷和轴向负荷不均时使轴瓦上产生发裂，进而在油楔作用下扩展形成许多封闭的裂纹称为龟裂。当龟裂面积较大并扩展至轴瓦端面或合金剥落时，轴瓦应报废换新。

3）轴瓦腐蚀

轴瓦的腐蚀包括电化学腐蚀和漏电引起的腐蚀。润滑油中含水或滑油氧化、燃气或燃油的混人使滑油变质都会使轴瓦工作面产生宏观或微观电化学腐蚀麻点。船上的杂散电流是电器漏电引起的，它使轴瓦内外表面产生局部麻点的静电腐蚀。

4）轴瓦烧熔

轴瓦合金烧熔是滑动轴承常见的严重损坏。主要由于轴承间隙过小、润滑油油压不足或失压使油膜不能建立；轴颈表面太粗糙或几何形状误差过大等破坏油膜。油膜不能建立或被破坏均使轴与瓦的金属直接接触，干摩擦产生高温使合金熔化。

2 轴承的检测

2.1 滑动轴承的安装要求

为了保证滑动轴承安全可靠地运转，轴承的安装质量和与轴的配合最为重要。在安装过程中应符合下列要求： 1）轴瓦与轴承座孔配合面贴合良好

轴瓦的安装以下瓦安装最为关键，应使下瓦外圆面与轴承座孔内圆面贴合紧密和均匀接触，用0.05mm塞尺插不进。二者贴合紧密，运转时轴瓦不会变形和裂纹，有利于散热。 厚壁轴瓦的下瓦装人轴承座内的贴合情况可用瓦座面涂色油进行检查。若轴瓦背面沾点少；说明接触不良，可用铜锤敲击或修挫瓦背。任何情况下都不允许修挫轴承座面。在25×25mm2面积内沾点不少于3点时为好，即小型柴油机接触面积不少于85％，大、中型柴油机不少于75％。

薄壁轴瓦的下瓦与轴承座紧密贴合是通过轴瓦与轴承座孔的过盈配合来实现。轴瓦在自由状态下具有一定的弹性，或者说瓦口处有一定的扩张量，即瓦口直径比名义直径稍大，二者之差为扩张量。当下瓦装人轴承座内，轴瓦两端均高出

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轴承座端面△，也即是轴瓦外圆周长较座孔周长大4△，如图8-36所示。螺栓上紧前，在轴承剖分面处的间隙为2△；当螺栓上紧后间隙消失，籍助薄壁轴瓦的弹性变形和过盈量δ，使轴瓦紧压在轴承座孔中。轴瓦端面超出轴承座的高度△与过盈量δ的关系：△＝πδ/4（mm），轴瓦凸出高度△与轴承孔直径D的关系：△＝0.0006πD/4（mm），薄壁轴瓦瓦口处自由状态下的扩张量，通常推荐值为：

无翻边瓦：0.3～1.0mm；翻边瓦：0.1～0.4mm。

2）轴颈与轴承下瓦应在一定的角度内均匀接触 接触面积应大于75％。柴油机主轴颈与主轴承下瓦接触角应在机体中心线两侧40～600范围内；曲柄销颈与大端轴承上瓦的接触角应在连杆中心线两侧60～900范围内，如图8-37所示。

3）轴承间隙应符合要求

轴与轴瓦之间的径向最大配合间隙称为轴承间隙。合适的轴承间隙是形成润滑油膜实现液体动压润滑的重要条件。轴承间隙过小，油膜不能建立，轴与瓦的金属直接接触，产生大量热，以致合金熔化；间隙过大，润滑油流失和产生冲击，使轴瓦合金层裂纹、碎裂。所以要求轴与轴瓦之间的轴承间隙△在安装间隙△安和极限间限△极之间，即：

△安≤△＜△极

柴油机说明书和柴油机修理技术标准中对主轴颈与主轴承、曲柄销颈与连杆大端轴承的轴承间隙均有具体规定。表8-15为柴油机主轴承间隙。 2.2轴承间隙测量

1）塞尺法

用长塞尺自轴承端面直接插入轴颈与轴瓦之间进行测量。图8-38为MAN-B＆W型柴油机随机专用长塞尺测量主轴颈与主轴承的轴承间隙。测量时拆去轴承盖上的滑油进油管和盖内的油管，用长塞尺从端面插入进行测量。一般每运转3000h检查一次。

塞尺平直，而轴承间隙为弧形，使测量值小于实际间隙，所以轴承间隙应为测量值加上0.05mm的修正值。此法简便，但精度不高且使用受轴承结构限制，可作为轴承间隙的粗检。

2）压铅法

利用臵于轴承间隙处的铅丝在轴承螺栓上紧后被压扁的厚度来反映轴承间隙实际大小的测量方法。此法精度高，但

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