发 动 机 轴 瓦 失 效 原
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柴油机在试验、现场使用和维修中经常碰到主轴瓦、连杆轴瓦和曲轴轴颈相互配合的接触面出现拉痕、大面积拉伤, 导致发生严重的异常磨损, 严重时轴瓦和轴颈表面粘连, 甚至抱死, 这种现象称为柴油机抱瓦。
引起柴油机轴瓦异常磨损和烧瓦的原因很多, 减少和预防烧瓦故障是涉及到柴油机从设计、制造、装配、试验到现场使用、维护、保养等柴油机使用寿命过程中的整个系统工程。
本文就柴油机轴瓦异常磨损和烧瓦的原因及预防措施做探讨。
一、轴瓦异常磨损和烧瓦故障现象(1) 主轴承和连杆大头处温度升高, 超过80℃,甚至更高, 用手触摸时严重烫手, 此时常伴随着柴油机油油温升高、油压下降、异常振动加大。
(2) 拆下轴瓦检查, 轴瓦合金严重拉伤, 合金局部烧熔(图1)。
(3) 呼吸器、口冒烟异常加重, 此时还常伴随着柴油机转速和功率下降, 严重的烧瓦故障会产生很大的摩擦阻力, 甚至造成柴油机自动停车。
(4) 拆检离心滤清器和机油过滤器时, 会发现大量铝合金屑(图2)。
二、轴瓦异常磨损和烧瓦故障的危害(1) 轴瓦发生异常磨损, 破坏了正常的配合间隙, 使正常的润滑油膜遭到破坏, 如不及时停车修理, 很快就会引起烧瓦, 严重的烧瓦会造成柴油机功率和转速下降, 甚至自动停车。
(2) 柴油机发生烧瓦后, 会造成轴瓦、轴颈的损伤, 严重的烧瓦还会造成轴瓦烧死熔粘在轴颈上,使轴瓦跑外圆, 造成连杆和机体主轴瓦孔的损伤。
(3) 严重的烧瓦会引起曲轴过热、变形, 甚至产生裂纹断裂。
三、轴瓦异常磨损和烧瓦故障原因分析柴油机运转时, 轴瓦和轴之间相对高速滑动,又承受着严重的冲击负荷, 依赖轴和轴瓦间隙内的润滑油产生的油膜对其润滑、支承并将摩擦热量传递出去。
下面从轴瓦和轴这对摩擦副的精度和润滑油膜的形成来分析烧瓦的原因。
1、使用方面(1) 柴油机缺机油, 使轴瓦与轴颈出现严重的干摩擦现象, 造成烧瓦。
(2) 机油中混入水、柴油, 降低了机油的润滑性能, 造成烧瓦。
轴瓦的异常损坏及预防
190系列发动机曲轴轴瓦(包括主轴瓦及连杆轴瓦)主要采用锡铝基钢复合板材料,具有较高的疲劳强度及良好的抗咬合性、顺应性、嵌藏性和耐腐蚀性等特性。
轴瓦若在正确安装、润滑和维护情况下,由于逐渐磨损直到最后失效是难以避免的。
但在实际使用中,如安装调整不准确,零件有磕碰损伤和清洁度差,润滑和维护不良,故障排除不及时等,都会导致轴瓦的过早损坏或出现各种损伤,应引起足够的重视。
造成发动机轴瓦异常磨损的主要原因有:
1、油底壳内机油油面过低或机油泵不泵油,造成机油供给不足。
2、长期不清洗润滑系统和更换机油,机油中的机械杂质增多,造成油道堵塞。
3、机油中进入水或柴油,导致机油变质,造成润滑不良。
4、长时间超负荷工作,导致曲轴对轴瓦的压力增大,破坏了润滑油膜造成干摩擦。
5、轴瓦和轴颈之间间隙过大或过小造成油膜形成困难甚至不能形成油膜。
另外,由于轴瓦选配不当、曲轴轴颈失圆或连杆弯曲、装配质量差、轴瓦疲劳损坏和酸性腐蚀物导致轴瓦腐蚀等原因都能引起轴瓦的异常损坏。
预防轴瓦异常磨损的主要措施:
1、装机前必须检查轴瓦合金金相组织、合金层与钢背的结合牢固程度及合金层厚度,保证符合标准要求。
2、装配时对零件彻底清洗。
用高压空气吹洗润滑油道,彻底清除油道内的积碳、油腻和磨屑等;定期检查机油质量,如杂质过多,及时更换,并按时对曲轴箱进行彻底清洗,减少杂质对轴瓦的磨损。
3、为使轴瓦在工作中有良好的导热性和承载力。
发动机高锡铝合金轴瓦失效形式和原因根据统计资料,导致发动机轴瓦失效的原因有异物混入、润滑不良、装配不当、制造误差、过载和腐蚀等。
最主要的原因是异物混入、润滑不良、装配不当、制造误差。
发动机轴瓦的主要失效形式可分为划痕、异物嵌入、磨损、疲劳剥落、偏磨、擦伤、烧熔等七种情况。
汽车发动机轴瓦有巴氏合金、铜铅合金、铝合金三种不同合金系列。
对于不同的合金系列和不同的发动机型号,轴瓦失效形式不完全相同。
例如腐蚀主要是铜铅轴瓦的一种失效形式,铅基巴氏合金很少发生;锡基巴氏合金和铝锡合金有良好的抗蚀性。
1、划痕划痕是轴瓦工作表面沿圆周方向不均匀分布的粗细不等的连续或断续沟线。
高锡铝合金轴瓦容易产生划痕。
轻微的划痕,如果没有引起局部擦伤、烧熔、剥离,通常不会造成发动机故障可继续使用。
划痕的粗细通常相当于或更大于轴颈间隙的数量级。
它们大多分布在靠近油孔的圆周带区或储油包的油流下方。
它在全部轴瓦中,可能随机出现在某些轴瓦中,也可出现在某一对轴瓦副中,此时往往与清洗不彻底有关。
产生划痕的根本原因是异物混入润滑系中和曲轴轴颈表面有毛刺。
异物是指在润滑系循环的,不是发动机正常磨损产生的外来颗粒。
它们包括没有清洗干净的铸造用砂粒、喷丸碎粒、磨头磨粒、钢屑、铁屑、灰尘、泥土、发动机调试用油中的异常超大颗粒,以及由于发动机异常磨损产生的磨粒。
显然,异物混入主要与发动机清洗不净有关。
特别有害的是在新装配的发动机中,位于滤清器以后,轴瓦进油孔之前的油道中未清洗干净的异物。
这是发动机调试期轴瓦划痕的根本原因。
机油滤清旁路或失效也能引起划痕。
2.异物嵌入异物嵌入是外来颗粒在轴瓦工作负荷作用下,被压入并全部或部分埋藏到合金层中被合金层所“吸收”。
高锡铝合金仅对细颗粒有一定“吸收”能力,故容易产生划痕。
轻微的或全部的嵌入,只要未引起局部擦伤或剥落,通常不会使高锡铝合金轴瓦失效。
产生异物嵌入的原因与前述划痕产生原因相同。
3.磨损磨损是轴瓦在规定的使用里程内其磨损量超过最大限量而使轴颈间隙过大导致轴瓦不能再使用。
斯太尔潍柴发动机轴瓦损坏的原因分析㈠轴瓦的烧熔轴瓦烧熔,也就是俗称的烧瓦(化瓦),由于润滑油中断供给或供给不足,或者是轴瓦和曲轴轴颈间的油膜没有形成,在曲轴轴颈和轴瓦间引起半干摩擦或干摩擦,导致发动机轴瓦烧熔,轴瓦烧熔,曲轴被轴瓦抱死,是一种严重的机械事故,而其后果相信大家早已经知道,那么如何导致此事故的发生呢?我总结了以下几点:①使用不当。
当发动机较长时间处于超负荷运行状态时,发动机润滑油温度增高,润滑油粘度下降,导致机油压力偏低,轴和轴瓦之间的油膜就不易形成,摩擦产生的热量不能很好的被带走,造成摩擦和磨损加剧,导致轴瓦的恶性磨损而烧熔。
②冬季起动操作不当。
在冬季,环境温度低于0度时,快速强行起动发动机,此时由于气温低,机油粘度大,轴和轴瓦之间的润滑油膜还没有形成,引起轴瓦烧熔。
在冬季起动发动机应该是在第一次起动发动机待发动机快点火时停止起动,目的是让机油泵泵油并输送到油道内,稍停1--3分钟后再起动发动机直至点火,此时发动机的转数应在650r/min,运转5分钟左右,待机油压力和水温上升后再起步。
如果车辆的起动温度太低(低于10度)的话,我建议大家可以用喷灯之类的加热器材对油底壳进行加热,以减少机油泵泵油阻力,加速机油循环速度。
③油膜难以形成。
润滑油质量太差或者使用周期太长没有及时更换,或由于其它原因造成机油变质,破坏了油膜的形成,引起发动机轴瓦烧熔。
而这里需要大家注意的是,有时候喷油器卡住,使喷入气缸内的柴油不雾化,进而燃烧不充分或不燃烧,导致多余的柴油顺着缸壁流入油底,使机油被稀释,粘度变低,油膜形成困难,当检查机油尺的时候会有较大柴油味,机油油面也会相应的升高,另外一点,柴油输油泵内漏也可导致此情况的发生,望大家注意。
④机油严重缺少。
发动机机油在运行中起四个主要作用,即润滑.冷却.密封及防腐,若发动机机油油位不足,机油严重缺少,因润滑.冷却不足,造成发动机轴瓦温度骤升,轴瓦和曲轴轴颈间发生膨胀变形,间隙消失,金属间的直接接触更加严重,在曲轴轴颈上的润滑油就会被烧掉,使发动机轴瓦温度急剧升高,烧瓦就不可避免了。
柴油机连杆轴瓦常见损伤原因与检验方法
柴油机连杆轴瓦是发动机中重要的零部件之一,其损伤会导致发动机性能下降甚至无法正常工作。
本文将介绍柴油机连杆轴瓦的常见损伤原因及其检验方法。
1. 润滑不良:柴油机连杆轴瓦在工作时需要充分的润滑,如果润滑不良,摩擦力增大,轴瓦表面会出现磨损、烧蚀等损伤。
2. 轴瓦材质不合适:柴油机连杆轴瓦通常采用钢材质,但如果选用的材料不合适,会导致轴瓦强度不足,容易损坏。
3. 连杆变形:柴油机连杆在工作时承受较大的载荷,如果连杆变形,会导致连接轴瓦的精度下降,使轴瓦损伤。
4. 过负荷工作:柴油机在超负荷工作时,发动机运行不平稳,引起连杆轴瓦表面温度过高,造成磨损或烧蚀等损伤。
柴油机连杆轴瓦的检验方法主要有以下几种:
1. 直观检查法:通过肉眼观察连杆轴瓦表面是否存在磨损、裂纹、烧蚀等损伤。
如果出现以上情况,应及时更换轴瓦。
2. 可视检测法:利用显微镜或放大镜观察连杆轴瓦表面的细微变化,如磨损痕迹、颗粒物的堆积等。
通过观察变化情况来评估轴瓦的使用寿命。
3. 量测法:使用测量仪器测量轴瓦的尺寸,如内径、外径、间隙等参数。
通过与规范数值的比较来判断轴瓦是否达到更换的标准。
4. 涂料法:将特殊颜料或涂料涂在轴瓦表面,并将轴瓦安装回发动机,运行一段时间后取下轴瓦,观察涂料的磨损情况,来判断轴瓦的磨损情况。
柴油机连杆轴瓦的损伤原因多种多样,为了确保发动机的正常运行,必须定期对轴瓦进行检验和维护,及时更换损坏的轴瓦,以延长柴油机的使用寿命。
如何延长轴瓦寿命2013年第一期1.轴瓦的作用轴瓦也称滑动轴承,它在轴与座孔之间主要起支承载荷和传动运动的作用。
大家都知道对于两个相对运动的物质零件来讲,必然有一个要磨损乃至损坏。
那么在发动机里面,无论是主轴还是机体本身磨损后的更换成本都是很高的。
所以人们就想到在轴与机体座孔之间增加一种容易更换成本较低的零部件,那就是轴瓦。
这样一来,要损坏的首先是轴瓦,也有专家称轴瓦是“电路中的保险丝”,当电路短路或者负荷增大时,首先烧坏的是保险丝。
2.轴瓦的失效分析轴瓦是易损零部件,其正常的失效为磨损时效,当轴瓦工作时间过久,轴与瓦之间的间隙经过磨损后超过了极限,即轴瓦磨损的已经不能工作了,此时轴瓦的磨损寿命已达到设计寿命,这就是轴瓦失效1.拉伤特征:表面粗糙,有沟槽,变色原因:基友不清洁,进入灰尘和杂质(多半是铁末和砂粒)却又是轴承处于半干摩擦频繁冷启动2.咬粘(胶合)特征:表面有明显而不规则的材料迁移,粗糙有深的划痕,还可能有过热相信原因:在润滑油膜破裂或缺油的状态下启动运行,(如机油选用不当或和瓦间隙过小等)打的摩擦因数导致产生大量的摩擦热,轴承温度身高,出现咬粘,当粘附严重,轴径转动的动力不再能剪切开粘结点时,将是轴径运动终止,俗称:“抱轴”,轴承彻底损坏。
3.异响特征:车辆运转时有踏踏声响原因:轴径与轴瓦润滑不良(如机油变质或机油泵压力低等)过度磨损造成间隙过大运转时冲击产生噪音频繁的更换轴瓦除了对主轴的伤害外,对于机体本身也是非常不利的。
因此我们要采取一系列措施来延长轴瓦的寿命。
3.如何提高轴瓦性能与寿命目前市场上有两种工艺可以解决并别人们熟知予以应用。
即电镀法和自润滑涂层新技术即:3io-轴瓦GFZ减摩涂层。
电镀:随着我国高速、高载荷增压强化的柴油机的生产,要求轴瓦镀层抗疲劳能力、耐磨性和耐腐蚀性越来越高。
随之而来的我国轴瓦电镀生产也从原来的二元电镀,发展到三元电镀,进而发展成四元电镀。
现在四元电镀轴瓦已大量应用在300马力以上的高速重载柴油机上,表现出极优的性能电镀的作用:电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用该薄层其中较软的锡镀层应该可以减少瓦背与轴孔的空气间隙,改善轴瓦的散热及承载能力。
引起发动机轴承轴瓦损伤损坏的一些原因1、怠速运转时间长引起的损坏和损伤轴瓦的表面合金层,被挤压移位和翻边及片状剥落。
损坏原因是:发动机怠速动转时间过长,发动机处于低于正常工作温度的情况下运转,喷入燃烧室内的燃油不能完全燃烧,一部分未能燃烧的燃油顺缸壁流入曲轴箱,破坏了润滑油的油膜降低润滑效果。
同时怠速动转转速低,机油泵供油量小,所以就造成轴瓦受力表面与轴的轻微干摩擦,使轴瓦的合金层表面被损伤,在损伤的同时产生磨屑加速轴和轴瓦的磨损和损坏。
防止这类问题的发生就要按操作规程,每次启动发动机后怠速运转不能超过5分钟,发动机空载运转不能低于850转/分。
2、发动机长时间工作后就停机(关机)引起的损坏和损伤轴瓦合金表面被磨伤,有凹凸不平的表面合金从中间向两侧移位。
损坏原因是:发动机在长时间较大负荷工作后,内部零件都处于最高工作温度状态,特别是燃烧室部分处于高温,发动机停止运转后,冷却系统和润滑系统都停止了工作,热量散不出去而使相关零件温度升高,使各润滑表面上的油膜破坏,当再启动时,在各润滑表面的油漠还没有形成时,轴瓦的异常磨损已发生了。
特别是对增压器的滑动轴承损伤更为严重,同时过高的温度会造成轴孔的变形,破坏运转精度加速发动机的损坏。
这种现象的发生对活塞、缸套和缸套密封圈都会造成严重的损伤。
因此发动机在长时间较大负荷工作后,要让发动机空载中低速运转10分钟以上,内部温度降低以后再停机。
3、发动机启动后直接进入高速运转和全负荷作业对轴瓦的损坏或损伤发动机第七道和第六道主轴瓦严重磨损,其它轴瓦有损伤。
损坏原因是:发动机启动后未进行空载升温运转,就投入高速运转和全负荷作业。
因为发动机没有达到工作温度要求时,各部的受力接触面和运转间隙未进入最佳状态,而且温度低的润滑油流动性差,各运动表面的热量不能迅速被润滑油带走等原因,就会造成轴瓦的损伤或损坏。
外界温度越低对轴瓦的损伤越严重。
防止这类问题的发生必须按规定进行升温运转,发动机启动后进行中低速空运转,当发动机水温升至70℃以上时才能投入作业。
轴瓦的常见故障及原因分析电机常见故障及原因分析今天与大家一起谈谈电机的常见故障及原因分析,切磋.切磋,有错的地方请予以纠正,有不清楚的地方,请找我了解。
一、轴瓦温度高:分为两种,一种是真正瓦温高,一种是测量上的问题,真正的瓦温高也分为两种,一种是轴瓦磨损,一种是用油牌号不对,或使用的油时间过长,油变质,新油买的是混合油,劣质油(市场假货)。
1、磨损主要是端面靠住了,也就是该轴颈的端面与轴瓦的端面紧靠了,转起来两者相摩擦,自然温度会搞,产生的原因是:电机转轴轴向受力,使得磁力中心线偏移。
轴向受力又与安装有关,特别是联轴器的水平度,同轴度与安装图纸要求相差太大。
2、其次是连轴器加工精度太差,外圆大小不一,孔与孔很难对准,按装时尼龙棒硬打进去。
3、另一种就是缺油或不能形成油膜,将瓦底烧了,上瓦或下瓦巴金氏合金溶了,轻者修刮,重者换瓦。
4、测量上的问题,就是表计与实际温度差距大,如所测线路过长线电阻大,二根接线没有接补偿线等,这种情况可以在机旁测量测温元件电阻,换算成温度再与表计温度对比,就知道该差多少。
5、另外轴瓦温度一般要求设定在75℃跳闸报警,环境温度要求在40℃以下,轴瓦温度应随着环境温度的变化而变化,反之就有问题。
6、另外还有一个就是大家应该知道一个大概,就是轴瓦的顶部间隙应是轴径的千分之二,侧面间隙是顶部间隙一半,过大过小都容易造成发热。
二、电机电流大1、超额定电流,有些用户所配的高压柜其互感器的变化与所配的电流表的变比不对,所反映的电流值肯定是不对的,有的高压柜的表计计量本身误差较大(大10几安)有的用户其电网进线由于线路长.线路压降大,起动电机后电压低.由于负荷一定电流就大,所谓电压低电流大就是这种情况。
2.另一种电流大是用户反映磨机负荷还未加满,电机的电流已到了额定电流,因此不敢再加了,认为电机有问题,要求速派人来处理,这种情况主要是配套厂家设计选择电机功率时往下一檔选,而非往上一檔选,因为这样可以节省采购成本,如所配电机功率需1500KW,就选用1400KW,不选用1600KW,1400KW与1600KW电机的采购价格就有区别,这就造成了电机额定电流到了,而负荷还没加满,为这事我们去过现场多次。