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李兴普
(东风汽车公司,通用铸锻厂汽车队)
摘 要:介绍了柴油机轴承早期损坏的形式及原因,并提出厂预防措施。
关键词:轴承;损坏;原因;对策
柴油机在使用中,其主轴承和连杆轴承的烧损、碾瓦和咬粘是常见故障。碾瓦及咬粘一旦发生就要停机修理,这将给企业带来很大经济损失。
一、滑动轴承早期损坏的形式
发动机装配不当、润滑不良或使用条件恶劣等因素均可使滑动轴承过早地磨损或损坏。滑动轴承早期损坏的形式如下。
1.机械损伤。表现为轴瓦表面的沟痕、损伤与烧蚀。原因是轴承难以形成油膜或油膜被破坏。
2.轴承穴蚀。滑动轴承在汽缸压力的反复作用下,表面层发生塑性变形和冷作硬化,逐步形成裂纹并不断扩展,然后随着磨屑的脱落,在受载表面层形成空穴。发生穴蚀时,先出现凹坑,并逐步扩大引起合金层界面的开裂、扩展直到剥落。另一方面滑动轴承由于油槽和油孔等结构要素的横断面突然改变引起油流强烈紊乱,在油流紊乱的真空区形成气泡,随后由于压力升高,气泡溃灭而产生穴蚀。穴蚀一般发生在轴承的高载区,如曲轴主轴承的下轴瓦上。
3.疲劳点蚀。由于发动机超负荷工作,使得轴承过热及轴承间隙过大,造成疲劳损伤、疲劳点蚀或者疲劳脱落因此,使用时应该注意避免轴承超载工作,不要以过低或过高的转速运转;怠速时要将发动机调整到平稳状态;确保正常的轴承间隙及发动机的工作温度适宜。
4.轴承合金腐蚀。轴承合金腐蚀一般是因为润滑油不纯,所含的化学杂质(酸性氧化物等)使轴承合金氧化而生成酸性物质,引起轴承合金部分脱落,形成无规则的微小裂孔或小凹坑。
5.轴承烧熔。轴颈和轴承摩擦副之间有微小的凸起金属面直接接触,形成局部高温,在润滑不足和冷却不良的情况下,使轴承合金发黑或局部烧熔。此故障常为轴颈与轴承配合过紧及润滑油压力不足所致。
6.轴承走外圆。轴承走外圆后,不仅影响轴承散热使其内表面烧蚀,而且还会使轴承背面损伤、烧毁。其主要原因:轴承过短、凸桦损伤、加工或者安装不符合规范等。
二、损坏的原因
1.机体变形。由于柴油机机体的主轴承孔同轴度超差,曲轴主轴颈与轴瓦的间隙在宽度上不均匀,使油膜难以建立而发生干摩擦,造成碾瓦。
2.柴油机连杆的平行度及扭曲度超差,引起连杆轴承局部受力偏大,破坏油膜。
3.轴瓦间隙调量不合适。柴油机的主轴瓦调量一般为0.08~0.12mm,连杆瓦调量为0.20~0.24mm。若调量太小,使轴瓦与轴承座贴紧程度不足,造成轴瓦导热不良,轴瓦温升高;若调量过大,易使座孔变形,瓦口产生内缩,出现较大的椭圆度和锥度,两者都可引起碾瓦。
4.柴油机组装不清洁。柴油机各部件和油道的清洁度直接影响着油路的畅通;而且杂质可被带入轴瓦和轴颈之间,影响油膜的承载能力,引起烧瓦。
5.机油滤清系统失效,一旦杂质进入轴瓦和轴颈之间,可破坏油膜发生烧瓦。
6.低温启机。柴油机启动时,机油和冷却水的温度不得低于规定温度,为轴瓦油膜的建立创造条件。所以低温启机易烧瓦。
三、预防措施
滑动轴承的早期损坏比烧毁要常见,因此预防滑动轴承早期损坏很重要。在日常维护中,必须注意轴承的内表面、背面、端头及边缘棱角处的外观,如有异常要及时排除。
1.测量机体主轴承孔同轴度及圆度,同时测量曲轴的跳动量,以此选配轴瓦的厚度,使润滑间隙均匀。也可采用刮研法配制轴瓦。
2.提高轴承的维修和装配质量,严格控制连杆质量。对新、旧连杆一律要求测量其平行度及扭曲度,不合格的连杆禁止装配;轴承座内的上下两片轴瓦的瓦口均应高出轴承座平面30~50mm,以保证轴承不致松动;装配曲轴时防止歪斜及轴承螺栓的扭矩不均以避免曲轴弯曲变形。
净化组装现场环境,制作缸套防尘盖,确保柴油机组装的清洁度。
3.合理选用和加注润滑油,并保证清洁。
4.正确使用和维护发动机。发动机轴承修复后,初次启动前应先关闭燃油开关,用启动机带动发动机空转几次,当发动机油压表有显示后再打开燃油开关,并将油门置于中低速位,启动发动机进行运转观察;怠速运转时间不能超过5min;做好新机及大修后发动机磨合期的磨合运转,禁止长时间在负荷猛增猛减以及高速状态下工作;发动机结束长时间全负荷工作后,不能马上停机,必须让发动机以空载中低速运转15min后才能停机,以利散热。
严格控制机车启机温度,增加启机供油时间。最大可能地减少柴油机启机时的半干摩擦运转。
加强机油滤清器、曲轴箱通风装置的保洁和维护,按要求及时更换滤芯;控制好发动机的正常温度,防止散热器“开锅”;正确选用燃油,准确调整配气相位和点火正时等,防止发动机不正常燃烧:及时做好曲轴和轴承工况的检查和调整工作。
定期进行机油铁谱分析,准确判定磨粒成分及可能发生磨损的部位,避免发生碾瓦烧轴事故。
来源:《中国设备工程》