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汽车轮毂轴承润滑脂选用不当导致的失效形式

  • 发布日期:2019-10-12 09:51
  • 浏览:1160

       汽车轮毂轴承润滑脂在润滑过程中,由于工况恶劣、润滑脂选择不当或者轴承密封失效,通常表现为润滑脂变黑和变稀,如图所示。

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       引起润滑脂变黑的原因主要是由于润滑脂在轮毂轴承的运转过程中产生高温的作用下氧化变黑。如果润滑脂本身的理化性能指标不能满足工况要求,比如润滑脂滴点温度小于轮毂轴承在运转过程中产生的高温,则会使得润滑脂迅速氧化变质,而且这种氧化变质过程是不可逆的,因而润滑脂的润滑性能也随之急剧下降,轴承滚道和滚动体表面将产生严重磨损。通常情况下,润滑脂滴点需要高于实际使用温度20-40℃。
       润滑脂变稀主要是由于润滑脂的结构所致。图所示分别为润滑脂的结构模型和皂纤维微观结构。润滑脂主要由基础油和皂纤维两部分组成,基础油又分为游离油、毛细管油和膨化油。游离油和毛细管油主要是被皂纤维通过分子力作用吸附在周围,因此较易析出;而膨化油被由烃基键和极性团组成的皂纤维吸附在晶格中,因此只有当皂纤维在高剪切应力作用下断裂,膨化油才得以析出。通过投射电子显微镜观察到的润滑脂皂纤维微观结构可以看出,润滑脂的皂纤维是一个长链分子结构,因此在轴承运转过程中,在摩擦曳引力的作用下,润滑脂受到反复剪切作用下皂纤维断裂,基础油析出,在宏观上表现为润滑脂变稀。另外,由于密封失效导致水分和酸性物质进入润滑脂,也会使润滑脂变稀。

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       当润滑脂由于高温氧化变黑或是由于受反复剪切变稀到一定程度时,则可认定为润滑脂润滑失效,而由此导致的轮毂轴承失效形式主要有以下几种。
     (1)点蚀。点蚀主要是出现在内、外圈滚道和滚动体表面的点蚀坑,如图所示。形成的原因主要是润滑接触表面在冲击载荷作用下,滚道表面产生塑性变形而形成的微小凹坑,或是由于摩擦副表面受到氧化和腐蚀的作用。点蚀与润滑失效的关系表现为:轴承在运转过程中由于弹性流体动力润滑油膜形成不够充分,使得摩擦副表面承受的应力增大;润滑脂在使用或是存放过程中变性,使得润滑脂对摩擦副表面的润滑保护不够充分,最终摩擦副表面出现氧化腐蚀。

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     (2)表面擦伤/划伤和烧伤,如图所示。由于润滑失效导致表面擦伤/划伤主要是由于固体颗粒存在于润滑脂中,形成三体磨损,带走了摩擦副表面的材料,或是由于磨粒在高温作用下熔结于滚道表面,使轴承运转过程中在润滑表面存在凸起,致使油膜破裂形成干摩擦,从而产生表面磨痕。由于润滑失效导致的轴承滚道表面烧伤形成的原因主要有两个:固体颗粒存在于润滑脂中,导致油膜破裂形成干接触,在高速和重载条件下,摩擦副表面形成高温;由于润滑脂油膜承载能力不足以隔离相对运动摩擦副表面,使得弹性流体动力润滑油膜破裂,致使摩擦副表面形成干接触,在高速和重载条件下,摩擦副表面形成高温。

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     (3)压痕。硬质颗粒混入润滑脂中,并在滚道和滚动体之间积聚,在轴承运转过程中被反复碾压,使得滚道和滚动体摩擦副表面发生塑性变形,导致其表面出现破坏或者压痕,如果所示。

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