本部分对液体动压润滑滑动轴承在使用中由气蚀导致的损坏的特征进行了定义、描述和分类,并给出了可能的应对措施。这有助于了解可能发生的各种形式的损坏和变化。本部分只限于采用液体动压润滑滑动轴承损坏的特有形式,每种形式都具有清晰的外观特征,并都能够归因于具有高度确定性的特殊原因。这里描述的各种形式都用照片和示意图作了说明。本部分适用于液体动压润滑滑动轴承在使用中由气蚀导致的损坏的特征分类和防护。

ICS21.100.10
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3033.2-2011
滑动轴承
液体动压轴承损坏的特征和外观第2部分：气蚀及其应对措施
Plain bearings—Appearance andcharacterization of damage to metallic hydrodynamic bearings-Part 2:Cavitation erosion and its countermeasures（IS07146-2:2008.M0D)
2012-09-11发布
2013-01-01实施
中华人民共和国铁道部发布
规范性引用文件
术语和定义
气蚀机理
4.2号气蚀分类
4.3防止气蚀的一般措施
5气蚀的五种类型
流动型气蚀
5.3冲击型气蚀
5.4吸力型气蚀
5.5流出型气蚀
5.6综合型气蚀
附录A（资料性附录）
本部分与IS07146-2：2008的图片编号对照情况
TB/T3033.2-2011
TB/T3033.2-2011
TB/T3033（滑动轴承液体动压轴承损坏的特征和外观》分为以下两个部分：第1部分：总则，
第2部分：气蚀及其应对措施
本部分为TB/T3033的第2部分。
本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草本部分使用重新起草法修改采用IS07146-2：2008《滑动轴承液体动压轴承损坏的特征和外观第2部分：气蚀及其应对措施》。本部分与IS07146-2：2008的技术性差异及其原因如下：修改了范围，在范围中增加了本部分的适用范围，以符合我国标准编写的要求。增加了一部分机车柴油机轴瓦损坏外观的典型示例图，以便为机车柴油机滑动轴承损坏的原因分析和预防方面提供技术上的参考与依据。增加的典型示例图如下：·增加了机车柴油机连杆瓦油槽流动气蚀典型示例图9：·增加了机车柴油机轴瓦对口面与油槽交角处流动气蚀（单侧）典型示例图10；·增加了机车柴油机轴瓦对口面下油槽两侧流动气蚀典型示例图11；·增加了机车柴油机连杆瓦环形油槽中部两侧，流动气蚀呈V字形分布典型示例图12；?增加了机车柴油机连杆瓦冲击气蚀典型示例图16：·增加了机车柴油机主轴瓦冲击气蚀典型示例图17：·增加了冲击气蚀在油槽两边自瓦口略向两端倾斜呈V字形区域分布，右侧定位唇槽更为严重的典型示例图18。
本部分还做了一些编辑性修改，增加了资料性附录A，提供了本部分与IS07146-2：2008的图片编号对照一览表。
本部分由南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司提出并归口。本部分起草单位：中国北车集团大连机车车辆有限公司、南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司成都圣三强铁路配件有限公司、南车成都机车车辆有限公司本部分主要起草人：王召、李佳涵、姜淑清、蒋田芳、许晓霞、智勇引言
TB/T3033.2-2011
在实践中，轴承的损坏往往是由几种机理复合作用的结果，损坏可能是由于装配和维护保养不当，也可能归因于轴承、轴承座或轴的制造不良。在某些情况下，损坏还可能归因于考虑经济利益而采取的折衷设计或来自不可预见的运行条件。由于损坏是设计、制造、组装、运用、维护保养以及检修等多方面因素的综合结果，要确定其主要原因往往是困难的在轴承极度损坏或变形时，证据很可能消失，将不可能鉴别损坏是如何发生的。在所有情况下，了解有关组装的实际操作状况以及维护保养历史，是至关重要的本标准中所建立的轴承损坏的分类，主要以滑动表面和其他部位可见到的特征为基础。为了确切地判定轴承损坏的原因，需要考虑到每个方面。由于在运行表面上造成类似效应的原因不止一种，只描述外观对判定损坏原因往往是不够的。在这种情况下，还必须考虑运用操作情况。本部分详细阐述了在TB/T3033.1中涉及的气蚀，并对气蚀机理、分类和防止气蚀的一般措施等做了详尽的叙述。
1范围
TB/T3033.2-2011
滑动轴承液体动压轴承损坏的特征和外观第2部分：气蚀及其应对措施
本部分对液体动压润滑滑动轴承在使用中由气蚀导致的损坏的特征进行了定义、描述和分类，并给出了可能的应对措施。这有助于了解可能发生的各种形式的损坏和变化。本部分只限于采用液体动压润滑滑动轴承损坏的特有形式，每种形式都具有清晰的外观特征，并都能够归因于具有高度确定性的特殊原因。这里描述的各种形式都用照片和示意图作了说明。
本部分适用于液体动压润滑滑动轴承在使用中由气蚀导致的损坏的特征分类和防护2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。TB/T3033.1滑动轴承液体动压轴承损坏的特征和外观第1部分：总则（TB/T3033.1-2011,IS07146-1:2008,M0D)
ISO4378.1滑动轴承术语、定义、分类与参数第1部分：设计、轴承材料和性能（Plainbearings Terms,definitions, classification and symbols-Part l:Design,bearing materials and their properties)ISO4378.2滑动轴承术语、定义、分类与参数第2部分：摩擦与磨损（PlainbearingsTerms，definitions,classification and symbols-Part2:Friction and wear)ISO4378.3滑动轴承术语、定义、分类与参数第3部分：润滑（PlainbearingsTerms，definitions，classification and symbols-Part3：Lubrication)3术语和定义
ISO4378.1.ISO4378.2、ISO4378.3、TB/T3033.1界定的术语和定义适用于本文件。4气蚀
4.1气蚀机理
气蚀是与液体接触的固体表面由于液体中气穴或气泡的内破裂（剧烈的内向塌陷）所导致的一种损伤的形式。当液体中的静压力减小到低于特定温度下液体的汽化压力时，在液体中就会发生汽化现象并且产生气泡。这种现象被称为“气穴现象”。当这些气穴因为流动到高压的地方或其间气穴所处位置的压力上升而遭遇到更高的压力时，就会瞬间收缩而内向破裂，在液体中产生局部的高压和高温。如此重复的内破裂会导致在其附近的固体表面发生气蚀。由于气穴内破裂的高强度，将会发生化学反应“气穴腐蚀”。“流体侵蚀”和“气穴腐蚀”将同时伴随着损伤的发生。在滑动轴承润滑油中还发现了内破裂的气穴会释放电荷，这现象被称作“微气爆效应”（Micro-Diesel-effect)）。当一个轴承面被气蚀后，首先其表面因变得粗糙而颜色发生轻微的改变。然后形成小孔并开始在表面上裂开，尤其是在晶界上。这些有着锋利边缘的裂缝，首先在表面上延展，之后依照材料的性质而加深，见图1。裂缝的聚集会导致轴承材料的一些小微粒被分裂出并被冲走。TB/T3033.2-2011
表面放大图
b）横截面放大图
图1被气蚀的滑动表面
说明：
滑动表面：
轴承合金（锡基）；
一结合区域：
一钢背。
c）更高倍数下的横截面放大图
图1被气蚀的滑动表面（续）
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当损伤仅由空穴塌陷导致时，损伤表面呈现粗糙的纹理。截面通常呈现由空穴塌陷冲击导致的局部加工硬化和疲劳裂纹特征。但是如果微粒被截留在损伤凹坑内，表面就会被侵蚀而呈现光滑和磨光的外观。气蚀通常是局部有限的，很少蔓延到广泛区域。气蚀通常出现在轴承的非载荷区域。气蚀的发生取决于以下的诸多因素：轴颈转速，轴承负荷率，动载荷模式（尤其是单位时间的载荷变化率），轴颈中心的运动，轴承振动，轴承间隙，轴承间隙的尺寸和几何形状，油孔，油槽及油穴的位置和边缘形状，轴颈上钻孔的存在和位置，轴承材料，尤其是材料的硬度、弹性模数、韧性、疲劳强度和耐腐蚀性，供油压力，油的成分和其汽化压力，油的黏度，油温，油的空气和水含量以及油的污染程度等。4.2气蚀分类
虽然气蚀发生在各种机械的滑动轴承上，但对内燃机轴承的研究比较深，并且随着内燃机性能的不断提高而被更多地关注。对内燃机轴承而言，按其气蚀的机理被分成1～4类。然而，假如特有的流动条件相似的话，发生在其他机械上的气蚀也可按此分类。图2和图3给出了径向轴承上四种气蚀的外部特征和机理的示例。除这四类之外，还存在一些不易被鉴别的气蚀，这些被归为第5类一一综合型气蚀气蚀分类见表1。
表1气蚀分类
分类号
气蚀分类
流动型气蚀
冲击型气蚀
吸力型气蚀
流出型气蚀
综合型气蚀
TB/T3033.2-201
第1类和第2类在轴承静载荷和动载荷下都会发生。而第3类和第4类仅在轴承动载荷下发生。a)第1类气蚀：流动
c）第3类气蚀：吸力
说明：
品一轴颈旋转方向
b）第2类气蚀：冲击
d）第4类气蚀：流出
图2径向轴承的四种气蚀的外部特征示例4.3
防止气蚀的一般措施
根据气蚀所发生的机理类型，推荐以下方法作为防止气蚀的一般措施。4.3.1
通过以下措施改变油流和油路：a)
保持油流的连续和平稳，尽可能少出现油流中断：避免有锐边和不连续的表面，在油孔、油槽和油穴的边缘应有较大的倒角或倒圆；避免或减少轴承表面的凸起和起伏。4.3.3
提高供油压力。
减小轴承间隙。
选择适当的轴承材料以增强下列性能：抗腐蚀能力一锡比铅更具有抗腐蚀能力；锡基合金比铅基合金更具有抗腐蚀能力；铝合金a）
（锡含量较少）比铜铅合金更具有抗腐蚀能力；4
a)第1类气蚀：流动
e）第3类气蚀：吸力
说明：
油中空穴；
油流；
部分油槽；
油孔中的油流：
轴颈旋转方向；
轴颈中心速度；
连续油流：
b）第2类气蚀：冲击
dl）油同时以两个方向
被挤入油槽
TB/T3033.2-2011
d2）油在惯性的作用下继续
流出而产生真空
d）第4类气蚀：流出
突然停止的油流；
油停止流人，但在惯性作用下油孔中的油继续流出而产生真空。图3径向轴承的四种气蚀的机理
硬度、韧性和疲劳强度；
均匀性、无轧屑及软材料等。
4.3.6使轴承表面光滑，无气孔和裂缝。4.3.7保证油中不含水、灰尘和污垢，这些能成为气穴核心的物质。4.3.8尽可能地降低油温和/或增大油的黏度，这些措施能减轻腐蚀。4.3.9在油中混人气泡可以减轻气蚀，但这种措施不被推荐，因为它会促使机油变坏及黏度降低。
TB/T3033.2-2011
如果4.3.2至4.3.9的措施无效，则通过以下措施减缓运转状态降低轴颈转速；
b）降低轴承负荷率；
c）改变动载荷模式；
d）减少轴承座的振动。
5气蚀的五种类型
5.1概要
下面给出了四种气蚀的典型的损坏外观、可能的损坏原因，可能的应对措施和典型的示例，见图2和图3。一般的应对措施在4.3中已详细说明。本条给出了一些可能的具体应对措施。另外给出了一些综合型气蚀的示例。
5.2流动型气蚀
5.2.1典型的损坏外观
轴承的表面材料被局部地剥离或者侵蚀。损伤深度通常限于合金层或者覆盖层。但在极端的情况下，损伤可以深人到轴承材料中。在以下部位可以发现流动型气蚀：a）在油孔的边缘，见图4；
图4汽油机连杆大端轴承上瓦油孔处的流动气蚀b）在大端轴承部分环形油槽的下游端，见图5；c）在环形油槽的侧面或临近轴承的表面，见图6；d）在大端轴承和主轴承的对口面削薄处附近，见图7、图8；e）在轴承表面的深划痕和凹陷中。5.2.2可能的损坏原因
当润滑油快速流过不连续的表面时，如图3a）所示，因其不能平稳地跟随不连续表面而脱离轴承表面，产生高流速和流，因此造成局部压力的波动。所以产生强的低压区和气穴现象，随着内破裂发生而出现侵蚀。应注意的是，流动型气蚀不同于流体侵蚀，因为后者没有发生气穴现象。5.2.3可能的应对措施
使倒角更光滑在部分环形油槽端部边缘形成圆弧、减小对口面减薄量以及减小滑动面上划痕的6
深度。
5.2.4典型示例
流动型气蚀的典型示例见图4~图12图5大端轴承部分油槽的下游端的流动气蚀TB/T3033.2-2011
图6涡轮增压六缸柴油机中间主轴承下瓦油槽两侧的流动气蚀
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