曲轴止推片失效预防和分析
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技术协作信息
在加工曲轴过程中会出现很多影响产品质量的问题。
本文就曲轴加工
加工这件曲轴需要在活件两端留工艺卡头(装配重用)、设计配重,定两组顶尖孔。
根据简图分析我们应该先加工主轴颈
3.检查平行度的方法:在磨床等两轴机床检查平行度很困难,只能检查平行度是否有较大偏差,及时发现问题并解决掉,防止质量问题的发生。
我们通常在用上边介绍的第二种方法检查偏心距时,找两个轴径的高点时可以通过画线记录、机床旋转角度等方面看平行度;如果两个轴径的高点不在同一水平线,或者机床主轴旋转的角度不同就证明平行度不合格,在轴径有余量的情况下及时发现解决。
4.影响磨削表面光洁度的因素及消除方法:。
汽车发动机曲轴的热处理与失效分析随着汽车工业的快速发展,汽车发动机的性能和可靠性要求越来越高。
曲轴作为发动机的重要部件之一,承受着巨大的转动和惯性力,因此对其热处理和失效分析显得尤为重要。
本文将就汽车发动机曲轴的热处理工艺和常见失效形式进行探讨。
一、汽车发动机曲轴的热处理工艺1. 液体渗碳法液体渗碳法是常见的曲轴热处理方法之一。
该方法通过在高温下将液体渗碳剂浸泡曲轴表面,使碳原子渗透到曲轴表层,增加硬度和耐磨性。
这种方法可以有效地提高曲轴的使用寿命和耐久性。
2. 气体渗碳法气体渗碳法在汽车发动机曲轴的热处理中也有广泛应用。
该方法通过在高温下将碳气体与曲轴表面反应,使碳原子渗入曲轴表层,增加曲轴的硬度和强度。
气体渗碳法具有渗透层均匀、生产效率高等优点。
3. 氮化处理氮化处理是一种常见的曲轴热处理方法。
通过将曲轴置于氨气或氮气环境中,在高温下进行反应,使氮原子渗入曲轴表面形成氮化层,提高曲轴的硬度和耐磨性。
氮化处理可以显著提高曲轴的工作寿命和可靠性。
二、汽车发动机曲轴的失效形式1. 疲劳断裂汽车发动机曲轴承受着巨大的转动和振动力,长期工作下容易发生疲劳断裂。
曲轴的弯曲应力和旋转应力作用下,会产生应力集中现象,导致曲轴发生疲劳断裂。
疲劳断裂的发生会导致曲轴的完全失效,严重影响发动机的工作正常性。
2. 磨损曲轴在长时间工作中,会与连杆轴承、活塞等零部件产生摩擦,从而导致磨损。
磨损严重影响曲轴的精度和运转平稳性,进一步影响整个发动机的工作效率和寿命。
3. 腐蚀汽车发动机在工作中,由于油污和湿度等环境因素的影响,曲轴表面容易发生腐蚀。
腐蚀会导致曲轴表面的金属材料逐渐溶解,使曲轴的强度大幅下降,最终导致曲轴的失效。
三、失效分析与预防措施1. 失效分析在曲轴的热处理与失效分析中,需要通过工艺参数的分析和实验数据的对比,来确定曲轴热处理工艺的优化方案。
同时,可以通过金相显微镜等测试手段,对曲轴的金属组织进行分析,查找潜在的裂纹和磨损等问题。
汽车发动机曲轴常见的失效形式及原因初探摘要:近些年来,我国在社会经济不断进步与发展的同时,其汽车行业也取得了重大的进展,而曲轴作为汽车中的重要组成部分,在实际的汽车运行与发展中发挥着重要的作用。
而从曲轴自身基本属性的角度来看,由于外观、长度等方面存在着很大的特殊性,所以,在发生一些意外问题的时候,常常出现汽车发动机曲轴失效的现象,大大影响了汽车运行的安全性与稳定性。
因此,从这个角度来看,积极对其汽车发动机曲轴常见的失效形式及原因进行有效的分析与研究是非常有必要的。
关键词:汽车发动机;曲轴;失效形式;失效原因汽车行业在发展的过程中,在各个零件的制作以及安装等过程中都要经过严格的测试等,出于曲轴功能的有效发挥的需求,在具体进行安装与选择的时候,要对其曲轴的材料等进行系统的重视。
基本上要选择冲击韧性较高,抗疲劳强度比较高的原材料,不光是材料选择上,在加工、安装等各个环节中,如果出现一定的问题,都有可能导致汽车发动机曲轴的失效。
因此,本文主要对其汽车发动机曲轴中常见的失效形式以及原因进行系统的分析,以期更好地促进我国汽车行业的进步与发展。
一、汽车发动机曲轴常见的失效形式及原因分析从汽车发展的实际来看,在具体运行的过程,无论是哪一个环节出现问题,都会对其曲轴的运行状况造成影响。
汽车发动机曲轴失效情况的频繁发生,大大阻碍了汽车的正常运行与稳定发展,具体来讲,汽车发动机曲轴常见的是失效形式以及原因主要包括以下几个方面的内容。
1.1基于校直过程的原因分析在对曲轴进行加工与安装等过程的时候,经过一定的锻造工艺,会发生变形的问题,为了有效解决这一问题,在实际的生产过程中,主要是利用校直的方法进行解决。
如果校直的方法使用过度,就会对曲轴的外形产生极大的压力,一般来讲,会产生裂纹,这种裂纹虽然一般的肉眼没有办法辨识,但是,汽车发动机曲轴自身存在的这些裂纹将会大大影响曲轴功能的有效的发挥。
虽然裂纹的现象在实际生活中出现的次数并不是很多,但是一旦发生,将会造成断口疲劳的后果,对汽车运行的安全性与稳定性造成不利的影响。
曲轴常见损伤及预防措施曲轴是柴油机最重要的机件之一,曲轴主要由前端、主轴颈、曲柄、连杆轴颈和尾部构成。
曲轴的前端装有曲轴正时齿轮,尾部安装飞轮的圆锥面。
主轴颈支承在机体主轴承中,并在其中旋转,是整个曲轴的支承部分。
在主轴颈上钻有通往连杆轴颈的油道。
由于主轴颈与主轴承之间的相对滑动速度通常很高,故除了必须采用压力供油润滑之外,主轴颈表面常经淬火处理提高硬度,以提高其耐磨性。
柴油发动机在工作中,曲轴由于受力和工作条件复杂,各摩擦表面滑动速度很高,散热条件又差,因此,曲轴不仅轴颈容易磨损,而且还会出现弯曲和扭曲变形,甚至产生裂纹或折断等。
所以检修时要进行仔细检查,根据查出的损伤部位和损伤程度,采取相应的修理措施。
一、曲轴常见损伤产生的原因1.曲轴颈表面磨损曲轴在长期运转中,会产生主轴颈和连杆轴颈尺寸的减小,以及因磨损不均匀产生圆度(椭圆)、圆柱度(锥度),由于连杆弯曲,缸套偏斜等,使作用在连杆轴颈的力分布不均而出现椭圆;由于油道中杂质在轴颈上偏积而磨成锥形。
因工作中气体压力,活塞连杆运动惯性力及连杆大头离心力所形成的合力,作用在连杆轴颈内侧,致使连杆轴颈偏磨。
2.曲轴颈损伤曲轴轴颈表面往往会出现烧伤、裂纹及划痕等缺陷。
其原因是由于润滑油不清洁或轴承上的缺陷,使轴颈表面上产生划痕。
曲轴烧瓦时轴颈表面也会烧伤,并易造成油道口周围裂纹,曲柄与轴颈过渡处的圆弧半径太小,也常因应力集中而产生裂纹。
一种裂纹为横向裂纹,是曲轴断裂的先兆,即从出现微细裂纹逐渐延伸,最后在特定条件下发生断裂;一种裂纹为纵向裂纹,由油孔处往轴向展开。
3.曲轴的弯曲、扭曲和断裂曲轴产生弯曲和扭曲变形,往往是由于曲轴受到过大的冲击负荷所造成的。
当拖拉机在使用中出现严重的爆燃或起步过猛等,都将使曲轴受到较大的冲击负荷,尤其是发动机出现烧瓦、抱轴等事故时,容易使曲轴产生弯曲及扭曲。
当曲轴、飞轮、活塞连杆组等联动机件的相互位置关系不正确,工作不协调,不平稳时,使曲轴受力不均,也会引起曲轴的变形。
曲轴止推片磨损的原因曲轴止推片是内燃机中的重要部件之一,起着支撑和导向曲轴运动的作用。
然而,由于工作环境的恶劣和长时间的高速摩擦,曲轴止推片容易出现磨损现象,从而影响发动机的性能和寿命。
下面将详细介绍曲轴止推片磨损的原因。
首先是工作环境的恶劣导致的磨损。
内燃机的工作环境往往存在高温、高速和高压等条件,这给曲轴止推片带来了很大的摩擦和压力。
高温使曲轴止推片材料表面硬度下降,容易受到热膨胀的影响;高速和高压则使曲轴止推片受到剧烈摩擦和振动,导致磨粒和颗粒在其间产生大量的摩擦、磨损,并可能引发磨碎、磨粒掉落等现象。
其次是材料的选择和工艺处理不当造成的磨损。
曲轴止推片的材料选择和工艺处理直接影响着其抗磨性和使用寿命。
如果选材不合理,如硬度不足、耐磨性差的材料,或者工艺处理存在缺陷,如淬火不均匀、表面涂层质量差等,都会导致曲轴止推片在工作过程中易受到摩擦和磨损。
此外,润滑条件不良也是导致曲轴止推片磨损的原因之一。
润滑油的作用是降低摩擦系数和磨损率,保护曲轴止推片不受摩擦和磨损的影响。
然而,如果润滑油的粘度太高或太低,或者含有杂质和酸碱物质,都会降低其润滑效果,导致曲轴止推片产生磨损。
另外,过度负荷工作和振动引起的冲击也会加剧曲轴止推片的磨损。
如果发动机长时间处于超负荷工作状态,曲轴止推片所承受的摩擦力和压力就会增加,导致磨损加剧。
此外,发动机在运行过程中产生的振动和冲击力也会对曲轴止推片产生不可忽视的影响,加速其磨损。
最后,维护保养不到位也会导致曲轴止推片磨损。
曲轴止推片需要定期清洗、润滑和更换,以保持其正常的工作状态。
如果维护保养工作不到位,如长时间未更换润滑油、未清洗曲轴止推片表面的杂质等,都会使曲轴止推片受到摩擦和磨损的影响,从而加速其磨损。
综上所述,曲轴止推片磨损的原因主要包括工作环境的恶劣、材料的选择和工艺处理不当、润滑条件不良、过度负荷工作和振动引起的冲击以及维护保养不到位等因素。
只有采取相应的措施,如改进材料和工艺、优化润滑条件、减少负荷和振动、加强维护保养等,才能有效减少曲轴止推片的磨损,延长发动机的使用寿命。
针对汽车发动机曲轴常见失效形式的原因分析作者:朱洪锋来源:《中国科技博览》2015年第18期[摘要]汽车的发动机曲轴对于汽车的运行具有重要影响,本文主要分析了汽车发动机曲轴在允许过程中常见的主要失效形式,并且分析了各种失效形式存在的原因,并根据其原因对汽车发动机曲轴在设计、制造及使用过程中的不恰当方式进行总结,提出解决汽车发动机曲轴常见问题的相关措施。
[关键词]发动机曲轴;失效形式;原因分析中图分类号:S219.031 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0001-01一、汽车发动机曲轴的运行原理在汽车运行使用过程中,曲轴是发动机的最关键的零件之一,在进行工作的过程中受力情况十分复杂,要同时承受弯曲、扭转及压缩等载荷作用,而且这些载荷作用往往数值较大,并且呈周期性变化,所以曲轴在运行过程中容易引起扭曲甚至断裂。
曲轴在外形的设计上也比较复杂,主要是通过多个主轴颈与连接颈之间的连体进行组合的,而且这些连接体的长度及方向分布各异。
由于曲轴的刚度比较弱,所以在运转过程中,每个缸之间都有一个轴承起到支撑作用。
在发动机的所有零件中,曲轴是其中比较容易的受损零件之一,而且在运行过程中一旦出现损坏往往就会引起其他机件的损毁,造成严重的事故。
曲轴对于材料选取的主要要求大致要满足以下特征:足够的强度、高的冲击韧性及高度的抗疲劳强度。
在进行设计、材料的选取、锻造、机械加工、热处理及以后的每个环节的运行过程中,都可能会造成曲轴的失效,所以在进行汽车加工的各个环节中,一定要严格把控质量关,针对容易出现的问题进行原因分析,并且要及时预防及时解决。
二、常见的曲轴失效形式及失效原因1、校直过程引起的原始裂纹对于锻钢曲轴,在锻造、热处理等过程中必然产生变形,生产中采用校直的方法消除。
无论是热校还是冷校,一旦校直幅度过大,都可能导致曲轴产生裂纹,且这种裂纹一般肉眼无法观察到。
若曲轴本身存在原始裂纹,装配后行驶里程一般仅为几千公里,就会疲劳扩展而断裂。
轴的失效形式和原因分析轴的失效形式与特征轴是各种机械中最为普通⽽不可缺少的重要零件,根据使⽤条件的差异,轴有很⼤不同的类型,按其功能和所受载荷的不同,⼀般可分为⼼轴、转轴和传动轴三类。
⼼轴主要承受弯矩⽽不承受扭矩,它只能旋转零件起⽀撑作⽤,并不传递动⼒。
传动轴主要承受扭矩,其基本功能只传输动⼒,⽽转轴既承受弯矩⼜承受扭矩,它兼有⽀撑与传输动⼒的双倍功能。
由于各类轴⾃⾝的材质、结构和承载条件不同、运⾏环境和使⽤操作的差异可能发⽣各种不同类型的失效时有发⽣,失效的形式和特征也各异。
⼀.疲劳断裂疲劳断裂是指轴在交变应⼒的作⽤下,经过多次反复后发⽣的突然断裂。
是轴类零件在其服役过程中主要的失效形式。
轴在疲劳断裂前没有明显的塑性变形,反映在宏观形态上属于脆性断裂。
断⼝形貌有其本⾝的特征,在宏观形貌上可分为三个区域:图1 疲劳断裂⽰意图1)疲劳源区:通常是指断⼝上的放射源的中⼼点,源区表⾯细密光滑,多发⽣于轴的表⾯。
由于表⾯常存在缺⼝、⼑痕、沟槽等缺陷,导致应⼒集中,从⽽诱发疲劳裂纹。
疲劳断⼝上可能只有⼀个疲劳裂纹源,也可能出现⼏个裂源。
疲劳源区有时存在疲劳台阶,这是由于不同⾼度的多源疲劳裂纹在其扩展过程中连接形成的。
2)疲劳扩展区:是断⼝上最重要的特征区域,海滩花样(贝壳花样、疲劳弧线、疲劳条带)的存在是鉴别疲劳断裂的宏观依据。
有时必须借住⾼倍的电⼦显微镜才能观察到疲劳条带。
根据弧线数量和间距可以略微地判断零件所承受交变应⼒幅值,弧线规律分布表⽰交变载荷是平稳的。
承受应⼒状态、⼯作环境以及材料性质的不同,疲劳裂纹扩展的形貌所异。
每条疲劳条带表⽰载荷的⼀次循环,条带间距离与外加载荷的应⼒幅值有关。
当交变载荷变化不⼤、零件内的残余应⼒很⼩时,往往不出现弧线或不明显,所以不是所以疲劳断⼝有存在疲劳条带,低周疲劳断⼝有时可呈现韧窝状,有时也可出现轮胎花样(图2),所以疲劳条带并不是疲劳断裂的唯⼀显微特征。
⾼频疲劳断⼝或腐蚀疲劳断⼝上的疲劳条带⽐较模糊,较难判断。
发动机止推片异常磨损、脱落故障浅析冯伟梁振北(广西玉柴机器股份有限公司)摘要本文主要就发动机曲轴止推片的定义、安装要求、润滑条件以及止推片本身质量特性来分析曲轴止推片异常磨损、脱落的原因。
关键词:曲轴止推片异常磨损脱落分析前言随着我国经济的高速发展,对汽车尤其是商用车的需求迅速增加,对发动机的需求也随之增加。
发动机作为汽车的核心零部件,其性能及可靠性直接影响到整车能否正常运行。
发动机曲轴止推片异常磨损、脱落是发动机常见故障之一,本文仅对发动机曲轴止推片异常磨损、脱落做一些探讨和分析,寻找诱发故障的确切原因。
1.止推片的定义、形状及材料止推片又称止推滑动轴承,在发动机中主要起着曲轴轴向支撑的作用,在保证曲轴周向转动的同时,阻止曲轴轴向窜动。
止推片品种繁多,因为用在曲轴上,人们就称为曲轴止推片。
曲轴止推片根据形状的不同有止推片(图1-1)和翻边主轴瓦(图1-2)之称。
一般以采用半圆环型止推片形状为多,一台机为4片,以二个半圆环为一组,分上下片,一般下片设有一个定位舌或定位孔;翻边主轴瓦时为2片,翻边侧面就起到止推面的功能。
图1-1图1-2止推片的材料,常用的有铝合金与钢的复合金属板和铜合金与钢的复合金属板,也有选用全铝合金或全铜合金的。
止推片属于滑动轴承类,2003年3月出版的《中国机械工业标准汇编》中中国标准出版社和全国滑动轴承标准化技术委员会共同选编的[滑动轴承卷]中有32个国家标准,22个行业标准;其内容包括:术语、分类及符号,检验方法,材料和产品技术要求。
常用止推片的止推表面镀有0.45~0.75mm厚度的合金层(图1-3)。
图1-32.曲轴止推片所处的工作环境发动机轴瓦、止推片是发动机的主要摩擦副,它承受很高的动载荷,在发动机运行中相比于其它零件是处于最恶劣的工况下工作的零件。
发动机80%以上的故障均与轴瓦止推片等摩擦副的磨损有关,而磨损故障的最直接、最根本的原因往往就是润滑失效。
滑动轴承(止推片)系统实际上就是一个相对作用并相互作用且相互牵连的若干元素的有机结合体,作为摩擦副的止推片设有油槽一面与曲轴端平面的相对运动的表面之间,始终要求存在足够厚度的、完整的、连续的油膜,并保持和曲轴一定的轴向间隙。
柴油机曲轴失效分析及改善方法摘要:本文介绍了曲轴的材质、几何尺寸、成形工艺等,同时对出现的失效曲轴进行分析,包括断裂形式、部位及塑性变形情况,并按失效的不同部位进行分类,找出了失效的规律,确定了被动方式如化瓦或失油造成曲轴失效,另外是由制造和装配质量原因引起的曲轴失效。
关键词:曲轴;失效分析;影响因素;提高寿命一、绪论1.1 引言曲轴是柴油机重要的零部件之一,曲轴质量的优劣直接影响着柴油机的性能和寿命。
曲轴受到周期性不断变化的交变载荷作用,产生扭转和横向与纵向振动,承受弯曲、扭转、冲击等多种应力以及高温及腐蚀的作用,工作环境十分恶劣。
曲轴在发生断裂之前往往没有先兆,是一种突发性事故,一旦发生将造成极大的危害。
失效不仅给企业带来不少的直接经济损失,同时也造成更大的间接损失—主要包括企业的信誉和市场竞争能力的削弱。
因此,为了减少柴油机曲轴失效现象的重复发生,提高曲轴质量,延长其使用寿命,增强柴油机服役安全性和可靠性,开展对曲轴早期断裂失效分析研究是十分必要的。
失效分析的积极作用在于找出失效的原因,并提出针对性地改进建议和预防措施,失效分析是可靠性技术中的一个重要环节。
1.2国内外研究现状各种机械零件及构件都具有一定的功能,如承受某种载荷、传递能量、完成某种规定动作等,当机械零件丧失它应有的功能时,则称该零件失效。
各种零件失效的形式,归纳起来可分为过量变形、断裂和表面损伤等几种类型[1]。
近年来,由于产品失效引发的事故,给社会和企业造成的损失和危害是非常惊人的,同时,人们的质量意识不断强化,各行业对开展失效分析、提高产品质量以及强化质量管理的需求越来越强烈。
引起失效的因素是复杂的,失效总是从产品对服役条件最不适应的环节开始的,而且失效的产品或零件的残骸上必然会保留有失效过程的信息[2]失效分析是一门新兴的学科,它具有两个显著的特点:第一是综合性,即它涉及广泛的学科领域和技术门类;第二是实用性,即它有很强的生产应用背景,与经济建设有极其密切的联系。