2024-09-24
在柴油機的各個(gè)部件中,軸承都是易損件。本文所討論的軸承是指曲軸主軸承和連桿軸承,它們的工作是否完善、可靠,將直接影響到柴油機的正常運行。
由此,根據實(shí)踐經(jīng)驗,歸納了發(fā)動(dòng)機在使用過(guò)程中常見(jiàn)的軸承損壞形式及其機理,軸承損壞的原因,并提出延長(cháng)其使用壽命的對策。
1 柴油機軸承損壞形式及機理
柴油機軸承常見(jiàn)的損壞形式有磨粒磨損、疲勞剝落和燒熔三類(lèi)。各種損壞形式之間往往是相互聯(lián)系、互相促進(jìn)的。
①磨粒磨損:這是由于混入潤滑油中的微小堅硬的固體顆粒,隨潤滑油循環(huán)進(jìn)入軸承與軸的間隙中,附著(zhù)在軸承表面,形成磨粒,造成軸承表面的擦傷和刻痕。
②疲勞剝落:軸承在過(guò)載、偏磨的情況下,因軸承工作溫度太高,合金層不均勻或合金材料的疲勞強度太低,軸承在油膜壓力沖擊下,合金層發(fā)生疲勞裂紋,此稱(chēng)龜裂,龜裂的疲勞裂紋向合金層深度方向發(fā)展,至向結合面附近沿橫向延伸,彼此交替,造成合金材料片狀剝落。
③燒熔:由于軸承間隙過(guò)大或過(guò)小,當潤滑油中斷供給和供給不足,或者軸承與軸頸間沒(méi)有形成油膜,從而在軸承與軸頸間發(fā)生半干摩擦或干摩擦,產(chǎn)生大量的摩擦熱,引起顯微的熔化、粘著(zhù),如果繼續發(fā)展,將導致軸承燒熔。
2 柴油機軸承損壞的原因分析
軸承屬于易損件,引起軸承損壞的原因很多。這里從使用、維護和維修三方面來(lái)分析。
2.1 使用上的原因
①冷啟動(dòng)后馬上加大負荷或高速運轉。由于柴油機冷機啟動(dòng)時(shí),機油尚未充分進(jìn)入潤滑表面,就以很高的轉速或大負荷運轉,致使潤滑效果不良,機油溫度升高、粘度下降,破壞了摩擦副表面油膜的形成,使之形成半干摩擦或干摩擦,引起軸承損壞。
②機油不足開(kāi)車(chē)。在機油供給不足(油面過(guò)低)的情況下運行,軸承表面不能實(shí)現正常潤滑,其表面因此產(chǎn)生干摩擦,導致軸承損壞。
③在機油壓力過(guò)低下運轉。機油壓力過(guò)低,則潤滑系不能實(shí)現正常的機油循環(huán)和壓力潤滑。這樣,就無(wú)法將足量的機油可靠地供至軸承與軸頸間,使軸承與軸頸間得不到充分的潤滑,從而導致軸承損壞。
④冷卻水量不足開(kāi)車(chē)。冷卻水量不足使冷卻效果變差,造成柴油機工作溫度過(guò)高,使機油粘度下降,軸承與軸頸間的潤滑油膜不易形成和保持,軸承的潤滑條件惡化,造成軸承損壞。
⑤超速超負荷運行。經(jīng)常超速超負荷運行,則使柴油機長(cháng)時(shí)間處在負荷過(guò)大的工況下運轉,導致柴油機粗暴燃燒,造成柴油機過(guò)熱,軸承與軸頸間的機油油膜容易遭到破壞,以致發(fā)生軸承損壞現象。特別是新機和大修機嚴禁超速超負荷運行。
2.2 維護保養方面的原因
①機油質(zhì)量不佳。未按規定使用機油,甚至加注低劣假冒油品,各摩擦面不能建立完整且有一定厚度的油膜,使潤滑效果下降,易造成軸承損壞。
②添加或更換機油不及時(shí)。加機油不及時(shí),便會(huì )產(chǎn)生上述機油量不足的問(wèn)題。機油在柴油機不斷工作的過(guò)程中,會(huì )被空氣中吸人的塵土以及柴油機自身燃燒產(chǎn)物和磨損產(chǎn)物所污染而變臟,若不及時(shí)更換,不僅機油中的雜質(zhì)會(huì )隨機油循環(huán)進(jìn)入軸承與軸頸間,粘附在軸承表面形成磨粒,加劇軸承磨損,甚至會(huì )造成油道、油管堵塞,導致軸承燒熔。
③清洗或更換機油濾清器不及時(shí)。這會(huì )造成機油濾清器阻力過(guò)大甚至堵塞,使機油不經(jīng)過(guò)濾芯而從旁通閥通過(guò),而使用未經(jīng)過(guò)濾的機油來(lái)潤滑軸承內表面,則極易引起軸承與軸頸表面的嚴重磨損及拉傷。
2.3 維修方面
①軸承與軸頸配合間隙不當。間隙過(guò)大,使機油不易保持;若間隙過(guò)小,機油難以進(jìn)入。導致軸承與軸頸間的機油油膜難以形成,引起軸承損壞。
②選用的軸承不符合規定,加工制造質(zhì)量差。
③裝配時(shí),軸承座、軸承、曲軸和連桿等零件表面不清潔,均會(huì )造成軸承損壞。
3 延長(cháng)軸承使用壽命的對策
通過(guò)上述軸承損壞的原因分析可見(jiàn),只有在使用過(guò)程中正確使用、合理維護,在維修時(shí)保證修理質(zhì)量,才能減少機械事故,降低消耗,延長(cháng)其使用壽命。
3.1 嚴格按操作規程進(jìn)行使用
①冷車(chē)啟動(dòng)后,應怠速空負荷下運轉3~5min,使軸承與軸頸間形成油膜后,方可轉為正常行駛。使用中嚴禁柴油機長(cháng)時(shí)間在超負荷下運轉,避免急加速。
②新機或大修后的柴油機應按規定進(jìn)行磨合。工作中不準長(cháng)時(shí)間高速超負荷運行,需綜合考慮運轉時(shí)間和負荷的合理分配。
③保持柴油機的正常工作溫度(80~90℃)。運行過(guò)程中要注意觀(guān)察冷卻水量和水溫、油溫狀況,如發(fā)現水量不足或水溫、油溫高于限值,則應及時(shí)停機檢查,妥善處理后再開(kāi)機運行。
④使機油數量和壓力保持在規定的范圍內。在運行過(guò)程中要注意觀(guān)察機油油面及機油壓力表或機油壓力指示燈,如發(fā)現機油量不足或機油壓力低于規定要求,應及時(shí)停機檢查,待妥善處理后再繼續運行。
3.2 嚴格按規定維護保養
①按規定向油底殼加足質(zhì)地純潔、牌號對路的機油。經(jīng)常檢查機油油面及油質(zhì)情況,及時(shí)添加或更換質(zhì)量符合要求的機油,保持油面在規定的范圍內,并且油質(zhì)良好。
②加強對機油濾清器的維護保養。這是防止機械雜質(zhì)進(jìn)入軸承與軸頸間,延長(cháng)柴油機使用壽命的一項重要措施。應按規定及時(shí)清洗或更換機油濾清器,以保持其濾清性能和效果,防止機油過(guò)度臟污而造成零件磨損與拉傷。
3.3 提高發(fā)動(dòng)機維修和裝配質(zhì)量
①裝配軸承時(shí)要保證軸承與軸頸的配合間隙符合規定。檢查配合間隙的方法,除用儀表測量外,多采用經(jīng)驗法來(lái)判斷確定,通常是將軸承裝入座孔后,涂上機油,再將連桿裝在相應的軸頸上,然后用手甩動(dòng)連桿,若能轉動(dòng)1~1.5圈,沿曲軸軸線(xiàn)方向扳動(dòng)連桿沒(méi)有間隙感覺(jué),即說(shuō)明連桿軸承配合符合要求;曲軸主軸承配合間隙的檢查方法是將軸承裝入軸承蓋和座孔后,在軸承和軸頸表面涂上機油,裝上曲軸和軸承蓋,并按一定順序(六缸機為4,2,6,3,7,1)、分次(一般為三次)以規定的力矩將全部軸承蓋擰緊,然后用手扳動(dòng)曲軸的連桿軸頸,以曲軸能轉動(dòng)1/2圈左右為宜。
②更換軸承時(shí),必須對軸承進(jìn)行選配。根據間隙選軸承,軸承長(cháng)度符合規定,軸承裝入座孔內上下兩片每端應高出座孔平面0.05min,以保持軸承與座孔緊密配合,提高散熱效果;同時(shí)還要求突榫要好,以保持軸承不在軸承座孔內轉動(dòng);軸承與軸頸間的間隙要適當,裝人座孔要同心。
③保證裝配質(zhì)量。軸承、連桿、曲軸應在完全清潔的情況下裝配,尤其是機油不允許有任何雜物。軸承與連桿、曲軸裝配時(shí),要涂以足量的清潔機油,以保持柴油機冷啟動(dòng)和運轉時(shí)的潤滑。
④認真做好柴油機總裝后的冷磨、熱試、檢驗和調整工作。
來(lái)源:船舶講武堂
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