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[摘要]:造成辅机轴瓦烧熔故障的根本原因是轴颈与轴瓦之间的润滑状态恶化,轴与瓦之间的油膜被破坏或根本没有建立起油膜。文章认为避免轴承干摩擦,建立起良好的润滑油膜是解决烧瓦问题的关键。
[关键词]: 轴承 间隙 粗糙度 烧瓦 干摩擦 液体摩擦 润滑油膜
中图分类号:R331.5+3 文献标识码:R 文章编号:1009-914X(2012)35- 0358-01
辅机轴承经常会发生烧瓦故障,造成轴瓦损坏、轴颈磨损、拉伤、粘结,发现不及时甚至造成曲轴报废,机体变形的严重后果。分析烧瓦的原因,首先应从轴瓦润滑的原理入手,虽然曲轴轴颈与轴瓦都是经过精密加工的,配合面看起来非常光滑,但是微观上看它们表面上还是凸凹不平的,当它们作相对滑动时,凸凹不平的接触面会阻碍轴与瓦的相对滑动,这就是我们通常所说的“摩擦”。根据摩擦面间有无润滑油以及油膜厚度的大小,滑动摩擦又分为干摩擦、半干摩擦和液体摩擦。
轴瓦烧熔的原因:轴瓦烧熔是滑动轴承常见的严重损坏.主要是由于轴承间隙较小、润滑油油压不足或失压使油膜不能建立,轴颈表面粗糙度太低或几何形状误差过大等而使油膜破坏,油膜不能建立或被破坏均使轴与瓦的金属表面直接接触,形成干摩擦产生高温使合金熔化。半干摩擦状态介于干摩擦与液体摩擦之间,在半摩擦状态下,油膜的最小厚度小于轴颈与轴瓦接触表面的微观不平度,当轴与瓦相对滑动时,油膜将被穿破而失去承载能力,使轴颈与轴瓦表面直接接触,如果运转时间较长会使轴瓦很快磨损和发热,甚至烧瓦。
由此可以看出,造成辅机轴瓦烧熔故障的根本原因是轴颈与轴瓦之间的润滑状态恶化,轴与瓦之间的油膜被破坏或根本没有建立起油膜,使轴与瓦之间的润滑转化为部分干摩擦或干摩擦状态,最终导致烧瓦。因此避免轴承干摩擦状态,建立起良好的润滑油膜是解决烧瓦问题的关键。同理,当辅机发生轴瓦烧熔故障时,也可根据影响润滑油膜建立的因素逐一排查烧瓦故障原因。
1)润滑油的品质直接影响到油膜的建立,粘度是润滑油的重要指标之一,粘度与油膜的厚度成正比,粘度太低将使轴颈与轴瓦之间的油膜厚度达不到要求而烧瓦,但如果润滑油的粘度太高,将使其流动性变差,建立不起连续的油膜,也易造成烧瓦。因此要对润滑油粘度指标进行检查,是否符合要求。影响润滑油粘度改变的因素通常有润滑油乳化或由于喷油器雾化不良以及未燃烧完的柴油流入油底壳而稀释机油,造成粘度降低,从而使油膜破坏。
2)轴颈与轴瓦的装配间隙也直接影响到油膜的建立,只有轴承的装配间隙在随机说明书规定的范围之内,才可以保障轴承有正常的润滑油膜的存在,间隙过大或过小都不利于油膜的形成。曲轴在长期使用中,连杆轴颈与主轴颈以及轴瓦产生过大的磨损和变形,轴颈在横截面产生圆度误差,纵截面产生圆柱度误差,使轴颈在回转运动时形成跳动量变化,直接影响轴承的间隙值和润滑油膜的形成,所以说圆度和圆柱度超差也是造成烧瓦的重要原因之一。因此必须限定其跳动量在一定的范围以内。对于轴颈局部的表面粗糙、轻微拉伤,可以通过手工打磨、抛光进行修复,而曲轴圆度和圆柱度超差一般通过镀铁经机加工修复。
3)辅机机体变形,导致各道主轴承的同轴度超差,使主轴颈与各道主轴瓦之间的间隙不均匀,当最小间隙小于最小油膜厚度时,油膜则被破坏,轴与瓦发生直接摩擦,而引起烧瓦。同理,当曲轴弯曲,即轴线发生永久变形时,同样会造成轴瓦之间的间隙不均匀而发生烧瓦故障。因此根据轴与瓦的磨损情况检查机体各道主轴承的同轴度以及曲轴的轴线来排查烧瓦故障的原因是非常必要的。
4)轴瓦座孔磨损以及轴瓦本身质量有问题,主轴瓦或连杆瓦座孔,由于磨损或变形,造成瓦背与座孔不能良好的贴合,或者新瓦的压紧余量过小,使瓦背与座孔贴紧程度不足,造成导热不良及承载能力降低,从而使轴瓦温度上升,油膜厚度下降。因为润滑油的温度与粘度成反比,温度越高,滑油的粘度则越低,最终使油膜的厚度不能满足正常工作的要求,造成烧瓦。
5)滑油压力低易造成烧瓦。辅机运转时,如果润滑油压力低于工作要求,将使油膜的承载能力下降,导致轴与瓦部分干摩擦而最终烧瓦。造成滑油压力低的因素有很多,如:滑油泵输出压力低、滤器清洗不及时、滑油系統堵塞、轴瓦间隙过大等等。具体的处理方法应针对造成滑油压力低的具体原因再视情况进行修理。
6)辅机超载运转易造成烧瓦。这是因为滑油的最小油膜厚度与轴承的负荷成反比,轴承负荷越大,则最小油膜厚度就越小,当轴承负荷大到一定程度时,轴颈与轴瓦之间将处于半干摩擦状态,而导致烧瓦。因此,当辅机超负荷工作或缸头漏水、漏油发生水击、油击故障时均易造成烧瓦事故。除此之外,辅机烧瓦事故与施工人员的工作质量(装配质量)也密切相关。
总之,以上所述是造成辅机轴瓦烧熔故障的主要原因。为保障辅机工作的正常运转,轴与轴瓦之间应力求实现液体摩擦,绝对避免出现干摩擦。要建立液体摩擦必须保证辅机轴与瓦的配合间隙要适当(符合随机说明书规定的范围),而且配合表面有较高的加工精度和表面粗糙度等级,确保供给一定温度下粘度合适的润滑油,并且连续而又充足的供给,同时相对运动的配合件之间应具有足够高的滑动速度。具备以上条件辅机轴瓦烧熔的故障是完全可以避免的。
参考文献:
[1] 刘建美. 发动机轴瓦抗摩擦疲劳方法的研究[J]. 拖拉机与农用运输车, 2007,(06) .
[2] 李兴普. 发动机轴瓦早期损坏形式、机制及预防措施[J]. 商用汽车, 2008,(03) .
[3] 李领华. 发动机轴瓦烧损原因分析及预防[J]. 山东农机化, 2007,(06)
[关键词]: 轴承 间隙 粗糙度 烧瓦 干摩擦 液体摩擦 润滑油膜
中图分类号:R331.5+3 文献标识码:R 文章编号:1009-914X(2012)35- 0358-01
辅机轴承经常会发生烧瓦故障,造成轴瓦损坏、轴颈磨损、拉伤、粘结,发现不及时甚至造成曲轴报废,机体变形的严重后果。分析烧瓦的原因,首先应从轴瓦润滑的原理入手,虽然曲轴轴颈与轴瓦都是经过精密加工的,配合面看起来非常光滑,但是微观上看它们表面上还是凸凹不平的,当它们作相对滑动时,凸凹不平的接触面会阻碍轴与瓦的相对滑动,这就是我们通常所说的“摩擦”。根据摩擦面间有无润滑油以及油膜厚度的大小,滑动摩擦又分为干摩擦、半干摩擦和液体摩擦。
轴瓦烧熔的原因:轴瓦烧熔是滑动轴承常见的严重损坏.主要是由于轴承间隙较小、润滑油油压不足或失压使油膜不能建立,轴颈表面粗糙度太低或几何形状误差过大等而使油膜破坏,油膜不能建立或被破坏均使轴与瓦的金属表面直接接触,形成干摩擦产生高温使合金熔化。半干摩擦状态介于干摩擦与液体摩擦之间,在半摩擦状态下,油膜的最小厚度小于轴颈与轴瓦接触表面的微观不平度,当轴与瓦相对滑动时,油膜将被穿破而失去承载能力,使轴颈与轴瓦表面直接接触,如果运转时间较长会使轴瓦很快磨损和发热,甚至烧瓦。
由此可以看出,造成辅机轴瓦烧熔故障的根本原因是轴颈与轴瓦之间的润滑状态恶化,轴与瓦之间的油膜被破坏或根本没有建立起油膜,使轴与瓦之间的润滑转化为部分干摩擦或干摩擦状态,最终导致烧瓦。因此避免轴承干摩擦状态,建立起良好的润滑油膜是解决烧瓦问题的关键。同理,当辅机发生轴瓦烧熔故障时,也可根据影响润滑油膜建立的因素逐一排查烧瓦故障原因。
1)润滑油的品质直接影响到油膜的建立,粘度是润滑油的重要指标之一,粘度与油膜的厚度成正比,粘度太低将使轴颈与轴瓦之间的油膜厚度达不到要求而烧瓦,但如果润滑油的粘度太高,将使其流动性变差,建立不起连续的油膜,也易造成烧瓦。因此要对润滑油粘度指标进行检查,是否符合要求。影响润滑油粘度改变的因素通常有润滑油乳化或由于喷油器雾化不良以及未燃烧完的柴油流入油底壳而稀释机油,造成粘度降低,从而使油膜破坏。
2)轴颈与轴瓦的装配间隙也直接影响到油膜的建立,只有轴承的装配间隙在随机说明书规定的范围之内,才可以保障轴承有正常的润滑油膜的存在,间隙过大或过小都不利于油膜的形成。曲轴在长期使用中,连杆轴颈与主轴颈以及轴瓦产生过大的磨损和变形,轴颈在横截面产生圆度误差,纵截面产生圆柱度误差,使轴颈在回转运动时形成跳动量变化,直接影响轴承的间隙值和润滑油膜的形成,所以说圆度和圆柱度超差也是造成烧瓦的重要原因之一。因此必须限定其跳动量在一定的范围以内。对于轴颈局部的表面粗糙、轻微拉伤,可以通过手工打磨、抛光进行修复,而曲轴圆度和圆柱度超差一般通过镀铁经机加工修复。
3)辅机机体变形,导致各道主轴承的同轴度超差,使主轴颈与各道主轴瓦之间的间隙不均匀,当最小间隙小于最小油膜厚度时,油膜则被破坏,轴与瓦发生直接摩擦,而引起烧瓦。同理,当曲轴弯曲,即轴线发生永久变形时,同样会造成轴瓦之间的间隙不均匀而发生烧瓦故障。因此根据轴与瓦的磨损情况检查机体各道主轴承的同轴度以及曲轴的轴线来排查烧瓦故障的原因是非常必要的。
4)轴瓦座孔磨损以及轴瓦本身质量有问题,主轴瓦或连杆瓦座孔,由于磨损或变形,造成瓦背与座孔不能良好的贴合,或者新瓦的压紧余量过小,使瓦背与座孔贴紧程度不足,造成导热不良及承载能力降低,从而使轴瓦温度上升,油膜厚度下降。因为润滑油的温度与粘度成反比,温度越高,滑油的粘度则越低,最终使油膜的厚度不能满足正常工作的要求,造成烧瓦。
5)滑油压力低易造成烧瓦。辅机运转时,如果润滑油压力低于工作要求,将使油膜的承载能力下降,导致轴与瓦部分干摩擦而最终烧瓦。造成滑油压力低的因素有很多,如:滑油泵输出压力低、滤器清洗不及时、滑油系統堵塞、轴瓦间隙过大等等。具体的处理方法应针对造成滑油压力低的具体原因再视情况进行修理。
6)辅机超载运转易造成烧瓦。这是因为滑油的最小油膜厚度与轴承的负荷成反比,轴承负荷越大,则最小油膜厚度就越小,当轴承负荷大到一定程度时,轴颈与轴瓦之间将处于半干摩擦状态,而导致烧瓦。因此,当辅机超负荷工作或缸头漏水、漏油发生水击、油击故障时均易造成烧瓦事故。除此之外,辅机烧瓦事故与施工人员的工作质量(装配质量)也密切相关。
总之,以上所述是造成辅机轴瓦烧熔故障的主要原因。为保障辅机工作的正常运转,轴与轴瓦之间应力求实现液体摩擦,绝对避免出现干摩擦。要建立液体摩擦必须保证辅机轴与瓦的配合间隙要适当(符合随机说明书规定的范围),而且配合表面有较高的加工精度和表面粗糙度等级,确保供给一定温度下粘度合适的润滑油,并且连续而又充足的供给,同时相对运动的配合件之间应具有足够高的滑动速度。具备以上条件辅机轴瓦烧熔的故障是完全可以避免的。
参考文献:
[1] 刘建美. 发动机轴瓦抗摩擦疲劳方法的研究[J]. 拖拉机与农用运输车, 2007,(06) .
[2] 李兴普. 发动机轴瓦早期损坏形式、机制及预防措施[J]. 商用汽车, 2008,(03) .
[3] 李领华. 发动机轴瓦烧损原因分析及预防[J]. 山东农机化, 2007,(06)