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轴承知识
链斗式挖泥船下导轮轴瓦磨损原因分析及措施研究
2010-07-01作者：王守元；田春艳
（黑龙江省航道局）
（黑龙江省航道局）
摘 要：分析了下导轮轴承易于磨损的原因，提出了改进措施，收到了一定效果。
一、前言
我局现有2艘建造于80年代的链斗式挖泥船，该船是完成三姓浅滩整治工程、中俄界江疏浚工程的主流船舶。但是该船挖泥系统的下导轮轴承却因密封问题而成为易损部位，二十多年来问题一直没能很好解决。这不仅影响生产而且维修工作劳动强度大，每年仅此项修理费都达数万元之多。因停工维修造成的工程损失更是难以估量，因此成了设备管理的一大难题。在总结研究以往维修经验的基础上我们主要从润滑、密封和轴承材料三方面进行改进，收到了一定效果。目前正在做进一步的研究和探讨。
二、磨损原因分析
在机械设备中因磨损造成的损失是惊人的，据统计，60%以上零部件失效是由磨损造成的。首先，从摩擦学方面分析，在相互作用的摩擦副之间有润滑剂存在时，往往有一层油膜，其厚度由润滑剂的粘度、摩擦副之间的载荷和相对速度等条件决定。粘度高、相对速度大，载荷小的摩擦副所形成的油膜厚度大。当油膜厚度大于表面粗糙度的Z大高度时，则两表面不直接接触，产生的摩擦为润滑油分子间内摩擦，摩擦系数很小，能有效降低磨损。如果油膜厚度小于粗糙度Z大高度，即使将摩擦副完全浸没在润滑油里磨损也会很严重。挖泥船在挖泥作业时经常会遇到岩石或坚硬底质等恶劣工况，此时下导轮铜质轴瓦要承受巨大的压力和冲击载荷作用，有时会产生塑性形变，使轴瓦间隙变大，润滑油较难形成具有一定厚度的油膜（下导轮转速低于1.5m/s），使摩擦介于边界摩擦，更加快了轴瓦磨损。其次，从结构设计方面分析，原铜瓦在承载面开设“米”字形油槽，降低了承载面油膜的承载能力，润滑效果降低，磨损加剧；水下施工底质恶劣，岩盘、孤石、泥砂等对传统密封破坏严重。原设计径向组合密封等常用结构很难防止因挖泥时压力、冲击负荷大和泥砂多等原因对密封造成的损坏，外界泥沙大量进入造成严重的磨粒磨损，缩短轴承使用寿命。
三、措施
1、合理选择轴承材料及润滑形式
赛龙轴承是加拿大汤姆森—戈登公司为船舶应用研制的产品。赛龙材料是由三次元交叉结晶热凝性树脂制造而成的均质聚合物，属于非金属高分子化合材料。实船应用及实验资料证明，其性能超越于传统的轴承材料，包括铜、巴氏合金、尼克、铁弗龙、电木、铁梨木、氨基聚合物等。赛龙具有出色的抗磨损性，在水介质磨损实验中，赛龙磨损量约是橡胶的1/2，铜的1/100；有自恢复的弹性，能承受高压和冲击载荷，可以抵抗对于一般金属轴承材料来说会导致永久变形或破裂的冲击载荷。黑色赛龙的杨氏弹性模量为490Mpa，白色赛龙为440Mpa，大约是青铜的21倍；赛龙轴承承载能力强，在速度很低的场合可承受重载；自润滑性能好；密度低、重量轻、有良好的机械加工性；材料无毒性，不会产生公害；成本与铜瓦相当。
不同等级赛龙轴承的比较：
（1）标准XL型黑色赛龙轴承，具有较高抗磨性，摩擦系数较小，应用Z广泛。
（2）SXL型白色赛龙轴承，自润滑性能好。抗磨损性与黑色赛龙相当，主要用于不宜润滑或得不到润滑的重载轴承上。
（3）合成型赛龙轴承是赛龙中Z耐磨的等级。在污浊、含沙和杂质量大的环境下有良好的耐磨性能，是专门为极度污浊的环境而设计的。在充满淤泥的莱茵河、密西西比河上工作的拖轮以及世界上Z大的挖泥船机头上均得到了应用，实践证明了该轴承的优越价值。
（4）坚实型轴承，是赛龙家族新成员，其特点是长度与直径之比为2
一、前言
我局现有2艘建造于80年代的链斗式挖泥船，该船是完成三姓浅滩整治工程、中俄界江疏浚工程的主流船舶。但是该船挖泥系统的下导轮轴承却因密封问题而成为易损部位，二十多年来问题一直没能很好解决。这不仅影响生产而且维修工作劳动强度大，每年仅此项修理费都达数万元之多。因停工维修造成的工程损失更是难以估量，因此成了设备管理的一大难题。在总结研究以往维修经验的基础上我们主要从润滑、密封和轴承材料三方面进行改进，收到了一定效果。目前正在做进一步的研究和探讨。
二、磨损原因分析
在机械设备中因磨损造成的损失是惊人的，据统计，60%以上零部件失效是由磨损造成的。首先，从摩擦学方面分析，在相互作用的摩擦副之间有润滑剂存在时，往往有一层油膜，其厚度由润滑剂的粘度、摩擦副之间的载荷和相对速度等条件决定。粘度高、相对速度大，载荷小的摩擦副所形成的油膜厚度大。当油膜厚度大于表面粗糙度的Z大高度时，则两表面不直接接触，产生的摩擦为润滑油分子间内摩擦，摩擦系数很小，能有效降低磨损。如果油膜厚度小于粗糙度Z大高度，即使将摩擦副完全浸没在润滑油里磨损也会很严重。挖泥船在挖泥作业时经常会遇到岩石或坚硬底质等恶劣工况，此时下导轮铜质轴瓦要承受巨大的压力和冲击载荷作用，有时会产生塑性形变，使轴瓦间隙变大，润滑油较难形成具有一定厚度的油膜（下导轮转速低于1.5m/s），使摩擦介于边界摩擦，更加快了轴瓦磨损。其次，从结构设计方面分析，原铜瓦在承载面开设“米”字形油槽，降低了承载面油膜的承载能力，润滑效果降低，磨损加剧；水下施工底质恶劣，岩盘、孤石、泥砂等对传统密封破坏严重。原设计径向组合密封等常用结构很难防止因挖泥时压力、冲击负荷大和泥砂多等原因对密封造成的损坏，外界泥沙大量进入造成严重的磨粒磨损，缩短轴承使用寿命。
三、措施
1、合理选择轴承材料及润滑形式
赛龙轴承是加拿大汤姆森—戈登公司为船舶应用研制的产品。赛龙材料是由三次元交叉结晶热凝性树脂制造而成的均质聚合物，属于非金属高分子化合材料。实船应用及实验资料证明，其性能超越于传统的轴承材料，包括铜、巴氏合金、尼克、铁弗龙、电木、铁梨木、氨基聚合物等。赛龙具有出色的抗磨损性，在水介质磨损实验中，赛龙磨损量约是橡胶的1/2，铜的1/100；有自恢复的弹性，能承受高压和冲击载荷，可以抵抗对于一般金属轴承材料来说会导致永久变形或破裂的冲击载荷。黑色赛龙的杨氏弹性模量为490Mpa，白色赛龙为440Mpa，大约是青铜的21倍；赛龙轴承承载能力强，在速度很低的场合可承受重载；自润滑性能好；密度低、重量轻、有良好的机械加工性；材料无毒性，不会产生公害；成本与铜瓦相当。
不同等级赛龙轴承的比较：
（1）标准XL型黑色赛龙轴承，具有较高抗磨性，摩擦系数较小，应用Z广泛。
（2）SXL型白色赛龙轴承，自润滑性能好。抗磨损性与黑色赛龙相当，主要用于不宜润滑或得不到润滑的重载轴承上。
（3）合成型赛龙轴承是赛龙中Z耐磨的等级。在污浊、含沙和杂质量大的环境下有良好的耐磨性能，是专门为极度污浊的环境而设计的。在充满淤泥的莱茵河、密西西比河上工作的拖轮以及世界上Z大的挖泥船机头上均得到了应用，实践证明了该轴承的优越价值。
（4）坚实型轴承，是赛龙家族新成员，其特点是长度与直径之比为2
