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【摘 要】 本文首先介绍了轴承的分类及结构材料和齿轮箱滑动轴承磨损机理，然后分析了齿轮箱滑动轴承损坏型式及失效，最后探究了齿轮箱滑动轴承损坏的原因及其处理方法。
【关键词】 齒轮箱;滑动轴承;损坏;原因;处理方法
轴承在各种运转机械中是一非常重要的部件，它可分为滚动轴承和滑动轴承。这两种轴承在使用中，常出现不同程度的损坏，迫使停机更换，从而影响企业效益。
1 轴承的分类及结构材料
1.1滚动轴承。它的内外圈及滚动体一般用含铬合金钢制造。如CrG6、CrG9、CrG15及GCr1SSiMn等，热处理后元件工作表面硬度应达到HRC61-65，并经磨削和抛光。保持架一般用低碳钢板冲压成型，用有色金属（如黄铜）或塑料（如酚醛夹布胶木）制成。
1.2滑动轴承。一般采用铜基轴承合金（青铜、黄铜）灰铸铁加上锡基和铅基轴承合金（巴氏合金）等材料制成。
2 齿轮箱滑动轴承磨损机理
通常，机器或零件的摩擦副从投入运行到破坏都要经历三个阶段：磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段，并表现出不同的磨损特征，这主要是指磨损的严重程度。这三个阶段的磨损规律一般用磨损量W一时间t和磨损率一时间t的关系曲线表述。见图1。
图1 磨损过程一般规律
2.1磨合阶段的描述
一个崭新的，即加工后未经摩擦的固体表面总具有一定的表面粗糙度和比较尖锐的微凸体尖峰，因而实际上两个表面之间通过微凸体进入真实接触的面积是很小的。于是在这些接触着的微凸体之间会产生很大单位面积接触压力，乃至超过材料的屈服强度，并造成微凸体材料的迁移，以及由于接触面之间的变形在局部微区产生很高的温度，致命接触面发生熔焊，随即又由于表面之间的相对运动而被撕裂。同时微凸体在相对运动过程中也很容易发生碰撞折断、划伤。因此在磨合阶段，摩擦副表面的磨损量迅速增加，并达到较高的磨损率。
另一方面由于加工和装配等工况原因，使接触表面之间的间隙不均匀，从而难以形成稳定的油膜，这时的润滑状态处于一种边界润滑到混合润滑的过渡;随着磨合阶段的结束，微凸体不断被磨平，促使它们之间的接触面积不断增大，而单位面积的接触压力随之减小，同时通过一定的磨损之后，摩擦副的间隙趋于均匀，油膜得以建立，即进一步向完全流体动力润滑过渡;于是磨损率也随之减小，并向稳定磨损阶段过渡。
2.2稳定磨损阶段的描述
稳定磨损阶段此时磨损量趋于平缓地增加，而磨损率则由高过渡到低，并维持在一个昆较稳定的水平上，表明零件摩擦副表面之间已形成将为稳定的油膜，在润滑油充裕的工况下处于一种流体动力润滑状态。流体动力油膜的存在不仅在很大程度上避免了微凸体尖峰的接触，更重要的是极大地改善了表面的受力状况，它使微凸体尖锋受力变为大部分表面处于一种比较均匀的受力状态。这对于减小磨损是极为有利的。特别是当油膜厚度大大超过两个接触表面的粗糙度时，摩擦副处于完全流体动力润滑状态;这时微凸体之间几乎不接触，摩擦表面依靠油膜传递递力，故磨损量保持在一个非常低的水平上。稳定磨损阶段是机器设备的正常工作阶段，稳定磨损阶段的长短与机器的工况有关，也与磨合阶段的磨合质量有关。这是因为机器在启动或停止的过程中，也就是摩擦副流体动力油膜建立或消除的过程，其润滑状态也就从边界一混合一完全流体的转变过程或其逆过程。此过程磨擦表面也将发生磨损，磨合阶段磨合质量好的机器，其稳定磨损阶段将会维持一段较长的时间。反之亦然。
2.3剧烈磨损阶段描述
稳定磨损阶段经过足够长的时间后，或由于种种原因，如载荷的波动、润滑失效、摩擦副表面材料在长期交变应力作用下发生疲劳损伤等原因，都会导致磨损加剧。通常应该说剧烈磨损的发生是磨损长期累积的结果。一旦发生往往是突发性的和急剧的，因此磨损量曲线和磨损率曲线均呈急剧上升。剧烈磨损所造成的后果是严重的，不仅导致机械效率下降，粘度丧失，还可能产生异常的振动和噪声，摩擦副温度迅速上升，最终造成零件的破坏和失效，甚至导致机器的损坏。
上述磨损过程的三个阶段都是不稳定的，不适当的磨合，非正常的磨损工况都会导致机器零件的剧烈磨损阶段的提前出现，造成机器的早期磨损失效。磨合阶段过分轻微的磨合条件，如过小载荷或过低的速度，甚至不适当地使用含有减磨作用的添加剂的润滑磨合油都会延长磨合期，即推迟稳定磨损期的到来，造成新设备迟迟不能投入正常运行。反之，如磨合阶段太短，未达到充分磨合的磨合质量要求，便会造成机器的早期磨损。上述磨合阶段最好受到监控，以免造成过度磨损或磨合不够的情况产生。
3 齿轮箱滑动轴承损坏型式及失效
众所周知，滑动轴承是易损零件，其正常的失效型式为磨损失效，当轴承间隙超过磨损极限时，轴承已不能正常工作，此时轴承的磨损寿命已达到设计的轴承寿命。通常，滑动轴承的失效分析是指对非正常损坏型式的分析，轴承非正常损坏形式包括未达到使用期限的各种早期损坏现象。导致滑动轴承早期损坏的原因是多方面的，归纳起来有如下五个方面：
3.1结构设计不合理
包括设计计算的误差;结构设计、尺寸、精度不当;轴承合金材料、镀层材料以及轴承衬背材料选择不当等。
3.2生产工艺存在缺陷、加工质量不高
包括轴承合金的烧结、浇注、双金属钢板的轧制，以及镀层的镀复工艺存在缺陷;机械加工工艺落后等，导致轴承合金材料的金相组织、成份、性能以及尺寸精度未达到设计要求。
3.3装配工艺不良
包括装配工艺落后，生产管理不文明、不严格、装配后未达到原设计的装配精度要求。
3.4使用及维护保养不善
包括操作规范不健全，维护保养制度不严，操作使用者失职，以及环境恶劣等。
3.5受其它部件的牵连 包括润滑油的失效，滤清器选择不当或失效，轴承或轴颈过大变表，损坏，振动等都会引起轴承的相应损坏。
综上所述，显然轴承的损坏原因是多方面的，是比较复杂的，而且，其损坏现象是以综合的结果出现，所以，进行滑动轴承失效分析时，一定要以损坏实物现象为根据，用系统工程的观点，全面地逐一研究，从中找出主要因素，次要因素，“对症下药”，这样才能提出正确的，行之有效的预防措施，更主动的维修方法是随机监测，预知性维修措施。
4 齿轮箱滑动轴承损坏的原因
4.1磨损
混合摩擦是导致磨损的主要原因，它发生于油膜最薄部位。利用轴心轨迹图、油膜厚度图可以清楚地看出轴颈或轴承孔工作表面油膜最薄的部位。若磨损经常出现于该部位，则说明该处轴承流体动力润滑存在问题，油膜承载能力不够，应从设计方面采取措施解决;若磨损不在该部位，说明由其它原因所致。
4.2疲劳剥落
轴承工作表面合金层剥落的主要原因，在于油膜的峰值压力以脉动方式冲击合金表面，其数值可能超过轴承正常工作时的比压值几倍。从油膜压力图可确定工作表面易发生疲劳剥落的部位。
4.3气蚀（或穴蚀）
大功率内燃机经常出现一种气蚀损坏，利用轴心轨迹图可对轴瓦的气蚀损坏给出比较可靠的解释。
按气蚀形成的机理，可分为流动气蚀和波动气蚀两种。润滑油在通道中流动时，如遇到通道截面突然变化，由于润滑油的粘性及惯性可能使油流瞬时切断，出现低压，形成气泡。这些气泡在轴颈的挤压作用下爆破，释放出离压波冲击轴瓦表面，即形成流动气蚀;若轴颈在某瞬时作高速向心运动，由于粘油的粘性与惯性，来不及补充突然增大的油隙空间，油穴出现瞬时抽空现象，导致发生瞬时低压状态，形成气泡。当轴颈作高速离心运动时，轴颈迅速冲向轴承表面，气泡受压爆破，释放高压波导致轴瓦合金层剥落，即形成波動气蚀。
当发生气蚀损伤时，应从轴心轨迹图上分析，改变轨迹曲线;此外，还应从油道设计、油槽、油孔边缘形状方面入手，采取合理措施予以解决。
5 齿轮箱滑动轴承损坏的处理方法
5.1外购轴承要全部检验。
对滑动轴承的检验（铸铁加巴氏合金类）。在检查时，可用小铜锤沿巴氏合金衬里的表面顺次轻轻地敲击，若发出清脆的叮当声，则表明巴氏合金浇铸质量与底瓦的粘合质量很好，再测量几何尺寸，同轴度符合技术要求，则可购买。若敲巴氏合金发出浊音或沙哑声，则表明巴氏合金内可能有砂眼、孔洞、裂纹或重皮，也可能是底瓦与巴氏合金粘合不好，这样的不可买。
5.2正确安装新轴承
滑动轴承的装配。对灰铸铁加巴氏合金轴承，在安装前，要对轴瓦用煤油或汽油进行清洗。为了实现轴瓦与轴承座或轴颈之间均匀接触，对轴瓦要进行刮研。
5.3做好润滑工作
在设备使用中，要求职工严格执行岗位责任制，执行巡回检查制度，及早发现及时处理各种事故的苗头，认真做好设备润滑工作。
滑动轴承是靠轴颈与轴瓦的相对运动使轴承间隙的油液形成压力油楔，产生支承负荷的流动压力，形成润滑油的油膜，实现液体的润滑。在工作温度10-60℃，载荷为中载荷或重载荷，适用于10、15号汽油机油，40、50、70、90号机械油。
由于轴承损坏与辊子或烘缸的平衡度有关。在外购纸机或一些备件时，要考虑生产厂家的设计能力、检测能力。对于辊类、烘缸必须进行静平衡、动平衡校核，这是减少轴承损坏的一种手段。
参考文献：
[1]张直明.滑动轴承的流体动力润滑理论[M].北京：高等教育出版社，2009
[2]王黎宏.滑动轴承的弹性变形对其动态稳定性的影响[J].西安公路学院学报，2008
[3]吴德龄.弹性变形对滑动轴承润滑性能的影响[J].北京工业大学学报，2009
【关键词】 齒轮箱;滑动轴承;损坏;原因;处理方法
轴承在各种运转机械中是一非常重要的部件，它可分为滚动轴承和滑动轴承。这两种轴承在使用中，常出现不同程度的损坏，迫使停机更换，从而影响企业效益。
1 轴承的分类及结构材料
1.1滚动轴承。它的内外圈及滚动体一般用含铬合金钢制造。如CrG6、CrG9、CrG15及GCr1SSiMn等，热处理后元件工作表面硬度应达到HRC61-65，并经磨削和抛光。保持架一般用低碳钢板冲压成型，用有色金属（如黄铜）或塑料（如酚醛夹布胶木）制成。
1.2滑动轴承。一般采用铜基轴承合金（青铜、黄铜）灰铸铁加上锡基和铅基轴承合金（巴氏合金）等材料制成。
2 齿轮箱滑动轴承磨损机理
通常，机器或零件的摩擦副从投入运行到破坏都要经历三个阶段：磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段，并表现出不同的磨损特征，这主要是指磨损的严重程度。这三个阶段的磨损规律一般用磨损量W一时间t和磨损率一时间t的关系曲线表述。见图1。
图1 磨损过程一般规律
2.1磨合阶段的描述
一个崭新的，即加工后未经摩擦的固体表面总具有一定的表面粗糙度和比较尖锐的微凸体尖峰，因而实际上两个表面之间通过微凸体进入真实接触的面积是很小的。于是在这些接触着的微凸体之间会产生很大单位面积接触压力，乃至超过材料的屈服强度，并造成微凸体材料的迁移，以及由于接触面之间的变形在局部微区产生很高的温度，致命接触面发生熔焊，随即又由于表面之间的相对运动而被撕裂。同时微凸体在相对运动过程中也很容易发生碰撞折断、划伤。因此在磨合阶段，摩擦副表面的磨损量迅速增加，并达到较高的磨损率。
另一方面由于加工和装配等工况原因，使接触表面之间的间隙不均匀，从而难以形成稳定的油膜，这时的润滑状态处于一种边界润滑到混合润滑的过渡;随着磨合阶段的结束，微凸体不断被磨平，促使它们之间的接触面积不断增大，而单位面积的接触压力随之减小，同时通过一定的磨损之后，摩擦副的间隙趋于均匀，油膜得以建立，即进一步向完全流体动力润滑过渡;于是磨损率也随之减小，并向稳定磨损阶段过渡。
2.2稳定磨损阶段的描述
稳定磨损阶段此时磨损量趋于平缓地增加，而磨损率则由高过渡到低，并维持在一个昆较稳定的水平上，表明零件摩擦副表面之间已形成将为稳定的油膜，在润滑油充裕的工况下处于一种流体动力润滑状态。流体动力油膜的存在不仅在很大程度上避免了微凸体尖峰的接触，更重要的是极大地改善了表面的受力状况，它使微凸体尖锋受力变为大部分表面处于一种比较均匀的受力状态。这对于减小磨损是极为有利的。特别是当油膜厚度大大超过两个接触表面的粗糙度时，摩擦副处于完全流体动力润滑状态;这时微凸体之间几乎不接触，摩擦表面依靠油膜传递递力，故磨损量保持在一个非常低的水平上。稳定磨损阶段是机器设备的正常工作阶段，稳定磨损阶段的长短与机器的工况有关，也与磨合阶段的磨合质量有关。这是因为机器在启动或停止的过程中，也就是摩擦副流体动力油膜建立或消除的过程，其润滑状态也就从边界一混合一完全流体的转变过程或其逆过程。此过程磨擦表面也将发生磨损，磨合阶段磨合质量好的机器，其稳定磨损阶段将会维持一段较长的时间。反之亦然。
2.3剧烈磨损阶段描述
稳定磨损阶段经过足够长的时间后，或由于种种原因，如载荷的波动、润滑失效、摩擦副表面材料在长期交变应力作用下发生疲劳损伤等原因，都会导致磨损加剧。通常应该说剧烈磨损的发生是磨损长期累积的结果。一旦发生往往是突发性的和急剧的，因此磨损量曲线和磨损率曲线均呈急剧上升。剧烈磨损所造成的后果是严重的，不仅导致机械效率下降，粘度丧失，还可能产生异常的振动和噪声，摩擦副温度迅速上升，最终造成零件的破坏和失效，甚至导致机器的损坏。
上述磨损过程的三个阶段都是不稳定的，不适当的磨合，非正常的磨损工况都会导致机器零件的剧烈磨损阶段的提前出现，造成机器的早期磨损失效。磨合阶段过分轻微的磨合条件，如过小载荷或过低的速度，甚至不适当地使用含有减磨作用的添加剂的润滑磨合油都会延长磨合期，即推迟稳定磨损期的到来，造成新设备迟迟不能投入正常运行。反之，如磨合阶段太短，未达到充分磨合的磨合质量要求，便会造成机器的早期磨损。上述磨合阶段最好受到监控，以免造成过度磨损或磨合不够的情况产生。
3 齿轮箱滑动轴承损坏型式及失效
众所周知，滑动轴承是易损零件，其正常的失效型式为磨损失效，当轴承间隙超过磨损极限时，轴承已不能正常工作，此时轴承的磨损寿命已达到设计的轴承寿命。通常，滑动轴承的失效分析是指对非正常损坏型式的分析，轴承非正常损坏形式包括未达到使用期限的各种早期损坏现象。导致滑动轴承早期损坏的原因是多方面的，归纳起来有如下五个方面：
3.1结构设计不合理
包括设计计算的误差;结构设计、尺寸、精度不当;轴承合金材料、镀层材料以及轴承衬背材料选择不当等。
3.2生产工艺存在缺陷、加工质量不高
包括轴承合金的烧结、浇注、双金属钢板的轧制，以及镀层的镀复工艺存在缺陷;机械加工工艺落后等，导致轴承合金材料的金相组织、成份、性能以及尺寸精度未达到设计要求。
3.3装配工艺不良
包括装配工艺落后，生产管理不文明、不严格、装配后未达到原设计的装配精度要求。
3.4使用及维护保养不善
包括操作规范不健全，维护保养制度不严，操作使用者失职，以及环境恶劣等。
3.5受其它部件的牵连 包括润滑油的失效，滤清器选择不当或失效，轴承或轴颈过大变表，损坏，振动等都会引起轴承的相应损坏。
综上所述，显然轴承的损坏原因是多方面的，是比较复杂的，而且，其损坏现象是以综合的结果出现，所以，进行滑动轴承失效分析时，一定要以损坏实物现象为根据，用系统工程的观点，全面地逐一研究，从中找出主要因素，次要因素，“对症下药”，这样才能提出正确的，行之有效的预防措施，更主动的维修方法是随机监测，预知性维修措施。
4 齿轮箱滑动轴承损坏的原因
4.1磨损
混合摩擦是导致磨损的主要原因，它发生于油膜最薄部位。利用轴心轨迹图、油膜厚度图可以清楚地看出轴颈或轴承孔工作表面油膜最薄的部位。若磨损经常出现于该部位，则说明该处轴承流体动力润滑存在问题，油膜承载能力不够，应从设计方面采取措施解决;若磨损不在该部位，说明由其它原因所致。
4.2疲劳剥落
轴承工作表面合金层剥落的主要原因，在于油膜的峰值压力以脉动方式冲击合金表面，其数值可能超过轴承正常工作时的比压值几倍。从油膜压力图可确定工作表面易发生疲劳剥落的部位。
4.3气蚀（或穴蚀）
大功率内燃机经常出现一种气蚀损坏，利用轴心轨迹图可对轴瓦的气蚀损坏给出比较可靠的解释。
按气蚀形成的机理，可分为流动气蚀和波动气蚀两种。润滑油在通道中流动时，如遇到通道截面突然变化，由于润滑油的粘性及惯性可能使油流瞬时切断，出现低压，形成气泡。这些气泡在轴颈的挤压作用下爆破，释放出离压波冲击轴瓦表面，即形成流动气蚀;若轴颈在某瞬时作高速向心运动，由于粘油的粘性与惯性，来不及补充突然增大的油隙空间，油穴出现瞬时抽空现象，导致发生瞬时低压状态，形成气泡。当轴颈作高速离心运动时，轴颈迅速冲向轴承表面，气泡受压爆破，释放高压波导致轴瓦合金层剥落，即形成波動气蚀。
当发生气蚀损伤时，应从轴心轨迹图上分析，改变轨迹曲线;此外，还应从油道设计、油槽、油孔边缘形状方面入手，采取合理措施予以解决。
5 齿轮箱滑动轴承损坏的处理方法
5.1外购轴承要全部检验。
对滑动轴承的检验（铸铁加巴氏合金类）。在检查时，可用小铜锤沿巴氏合金衬里的表面顺次轻轻地敲击，若发出清脆的叮当声，则表明巴氏合金浇铸质量与底瓦的粘合质量很好，再测量几何尺寸，同轴度符合技术要求，则可购买。若敲巴氏合金发出浊音或沙哑声，则表明巴氏合金内可能有砂眼、孔洞、裂纹或重皮，也可能是底瓦与巴氏合金粘合不好，这样的不可买。
5.2正确安装新轴承
滑动轴承的装配。对灰铸铁加巴氏合金轴承，在安装前，要对轴瓦用煤油或汽油进行清洗。为了实现轴瓦与轴承座或轴颈之间均匀接触，对轴瓦要进行刮研。
5.3做好润滑工作
在设备使用中，要求职工严格执行岗位责任制，执行巡回检查制度，及早发现及时处理各种事故的苗头，认真做好设备润滑工作。
滑动轴承是靠轴颈与轴瓦的相对运动使轴承间隙的油液形成压力油楔，产生支承负荷的流动压力，形成润滑油的油膜，实现液体的润滑。在工作温度10-60℃，载荷为中载荷或重载荷，适用于10、15号汽油机油，40、50、70、90号机械油。
由于轴承损坏与辊子或烘缸的平衡度有关。在外购纸机或一些备件时，要考虑生产厂家的设计能力、检测能力。对于辊类、烘缸必须进行静平衡、动平衡校核，这是减少轴承损坏的一种手段。
参考文献：
[1]张直明.滑动轴承的流体动力润滑理论[M].北京：高等教育出版社，2009
[2]王黎宏.滑动轴承的弹性变形对其动态稳定性的影响[J].西安公路学院学报，2008
[3]吴德龄.弹性变形对滑动轴承润滑性能的影响[J].北京工业大学学报，2009