Почему ломаются подшипники скольжения

В процессе работы, в силу физических и химических процессов, происходящих в подшипнике скольжения, в нём могут возникать разрушения различных видов, обусловленные разными причинами.

Основные виды возникновения дефектов

1. Наиболее часто встречающейся причиной выхода из строя подшипников данного типа является абразивный износ сопряжённых поверхностей цапфы вала и вкладыша, приводящий к их механическому разрушению.

Причин возникновения две:

• попадание на контактные поверхности различных абразивных частиц, находящихся в смазочных материалах;
• периоды полусухого трения, имеющие место при запуске и остановке устройства.

Вкладыши, под действием износа данного типа, становятся овальными, что оказывает существенное влияние на работоспособность.

Для того, чтобы минимизировать интенсивность подобного износа, используется «обращённая пара». В ней цапфа выполняется из материала с высокими антифрикционными свойствами, а для производства вкладыша используется сталь низкоуглеродистая, которая проходит закалку и цементацию. Это позволяет добиться равномерного износа цапфы, с длительным сохранением цилиндрической формы. для нанесения антифрикционных материалов на поверхность цапфы могут использоваться различные технологии: напрессовкой гильз, металлизацией, наплавкой, иными способами. 

2. Заедание, имеющее место, если допущен перегрев подшипника (может сопровождаться выплавлением вкладыша).

Молекулярно-механическое изнашивание имеет место из-за разрушения смазочной плёнки, защищающей трущиеся поверхности от прямого контакта. Это приводит к возникновению молекулярного сцепления

Вкладыш, при этом, нагревается и полностью, либо частично захватывается разогревшейся до высокой температуры цапфой вала. Возникновению данного дефекта способствует тот факт, что рост температуры снижает вязкость смазочного материала. это приводит к местным разрывам масляной плёнки, допуская прямой контакт трущихся поверхностей цапфы и вкладыша, в результате которого и происходит их схватывание.

Чем выше значение температуры, до которой разогрелся подшипник, тем более явно и сильно проявляется заедание в подшипнике цапфы вала.

3. Усталостное выкрашивание. Этот дефект наблюдается на поверхностях вкладышей под действием нагрузок пульсирующего типа (пример, поршневые двигатели).    
4. Отслаивание нанесённого на поверхность вкладыша фрикционного слоя. Причина – влияние на подшипниковую опору внешних нагрузок вибрационного или ударного характера.
5. Кавитационные разрушения. Эта проблема свойственна элементам подшипников скольжения, работающих со значительными динамическими нагрузками и высокой частотой вращения.

Максимальному повреждению подвергаются участки. Вдоль которых масло перемещается с меньшими скоростями (здесь происходит распад кавитационных полостей). Визуально данные разрушения выглядят как впадины различной глубины. Если покрытие изделия выполнено из твёрдых металлов, они имеет плоскую форму. участок, с подобными проблемными местами, отличает отслоённое или выкрашенное покрытие.

6. Разрушения под действием коррозии. Данные проблемы скачкообразно выросли после того, как в быстроходных ДВЗ стали применяться кадмиевые, медно-свинцовые и свинцовые антифрикционные сплавы.

В них интенсивно развиваются коррозионные процессы под действием на поверхность металлов кислот, входящих в состав смазочных материалов (вариант, создаваемых в данном материале при работе).

Разрушение происходит следующим образом: кислоты органического происхождения взаимодействуя со свинцом, образуют свинцовые мыла. Протекающая смазка их уносит. Подобное вымывание (удаление из слоя свинцовой составляющей) значительно снижает механическую прочность трущихся рабочих поверхностей.

В целях замедления подобных процессов используются антикоррозионные присадки. Добавляемые в масло.