王茂公
(河南省焦作市高級技(jì)工學校,河南 焦(jiāo)作 454003)
摘 要:發動機曲軸軸承(chéng)是發(fā)動機傳動係統中一個重要的部件,本文分析(xī)發動機曲軸軸承的失效原因及其防治(zhì)措施。
關(guān)鍵詞:曲軸軸承;失效原因(yīn);防治措施
發動機(jī)曲軸軸承的失效,就是軸承在規定的時間內不能安全可靠地(dì)工作,失去了設計時的效能。曲軸軸承其作用不僅是對曲(qǔ)軸的支承和定位,同時還要保證曲軸的旋轉精度。它將(jiāng)直接影響著發動機傳動的可靠性、傳動效率、噪音和(hé)使用壽命,是發動機傳動係統中一個重要的部件。
發動機曲軸主軸承的工作條件(jiàn)是(shì)十分惡劣的。它不僅承受著曲軸重力和曲軸傳動的傳動力,而(ér)且承受著曲軸頸與軸承內表麵間的劇烈摩擦和熱效應磨損。由於使用和維護不當,造(zào)成(chéng)軸承(chéng)失效的形式也多種多樣,在實(shí)踐中,我們通過分析其原因,找出了一(yī)些延長其使用壽(shòu)命的措(cuò)施,並談談自己的看法。
1 軸(zhóu)承的失效原因
1.1 點蝕
點蝕是曲軸軸承的主要失效形式。軸承在工作一段時間後,首先在厚(hòu)度約為15~25mm的表麵產生(shēng)疲勞裂紋,隨著工作時間的(de)推移,裂紋逐漸擴展,Z後使表麵材料以甲殼狀的小片(piàn)剝落(luò)下來,在零件表麵形成小(xiǎo)麻點。其原因:(1)軸承工作(zuò)時受交(jiāo)變應力作用。每轉動一(yī)周,應力循環作用一次,隨著時間推(tuī)移,材料表麵便產(chǎn)生裂紋,當裂紋被擠入潤滑(huá)劑或雜質後,繼續轉動時裂紋內產生高壓,加速裂紋擴展,當達到(dào)或超過材料的強度極限時,則材料剝(bāo)落。(2)微觀顆粒剝蝕。如果軸承內進入一(yī)些微觀顆粒,這些硬質顆粒起到磨料作用,對軸承材料起(qǐ)削切作用,也易造(zào)成點(diǎn)蝕。
1.2 塑性變形(xíng)
當軸承受很大(dà)的靜載荷或衝擊載荷作用時,會使軸承局部應力超過材(cái)料的屈服極限(xiàn),從而出(chū)現塑性變形。其原因:(1)衝擊載荷的作用。汽車在(zài)運輸過程中,由(yóu)於(yú)路麵的不平正或減速、製動,軸承隨時要受到衝擊載荷的(de)作用,使局部受載超過材料的屈服極限而產生壓痕,即產生塑(sù)性變形。(2)裝拆方法不當。如果安裝軸承或拆卸軸承方法不當,也(yě)會造(zào)成軸承的塑性變形。(3)軸承工作條件惡劣,在很高(gāo)的溫度和(hé)劇烈摩擦(cā)狀態下工作,還(hái)會引起熱態變(biàn)形(xíng)下的表麵應力,嚴重時(shí)甚至產生裂紋。
1.3 走外圓
軸(zhóu)承走外(wài)圓是(shì)軸承外表麵與軸承(chéng)座孔內表麵(miàn)間有(yǒu)相對轉動。軸承走外圓後,不僅影響軸承的散熱,易(yì)使軸承內表麵合金燒蝕,且使軸承(chéng)背麵損傷,嚴重時燒毀軸承。其原因是:(1)材料質(zhì)量。由於(yú)材料和質量不符合要求造成曲軸彎曲變形。(2)裝配不當。因加工裝(zhuāng)配質量不符合規範也會造成軸承走外圓。
1.4 膠合
曲軸軸頸和軸承的摩擦副之間有極微小的突起(qǐ)金屬(shǔ)麵直(zhí)接接觸(chù),形(xíng)成(chéng)局部(bù)高(gāo)溫,在潤滑不足、冷卻不良的(de)情況下,易造成軸承零件表麵燒傷及膠合。其原因是(shì):(1)配合不當。由於軸承與軸頸配合過緊,潤滑油不能形成良(liáng)好(hǎo)的油膜,造成溫度升高而膠合。(2)溫度影響。如果潤滑油汙染(rǎn)嚴(yán)重或品質太差,造(zào)成機(jī)油濾清器堵塞,使發動機過熱或長期超載行駛,使溫度升高所(suǒ)致。
1.5 腐蝕(shí)
曲軸軸承受潤滑油氧化腐蝕作用生成酸性物質引起軸承表麵層的部分脫落,形成無(wú)規則的微小裂紋(wén)或小陷坑。其原因是:潤滑劑選用不合適(shì),發(fā)動機粗暴,潤滑油品質太差。
2 防治軸承失效的措(cuò)施
2.1 改進軸承設計和製(zhì)造工藝
設計或選用軸承時,注意軸承結構的冷(lěng)卻設置,以便控製軸(zhóu)承的溫度。因溫(wēn)度過高,潤滑油黏度降低,軸承與軸頸(jǐng)的徑向間隙很小,巴氏合金軟化,嚴重時產生“抱(bào)軸”。故應在軸(zhóu)承的承載力小的方向開進(jìn)油孔,使潤滑油從非承載區引入。在軸承的內表麵以進油孔為中心沿縱向或(huò)橫向開油槽(cáo),利於(yú)潤滑油均勻分(fèn)布(bù)在整個軸頸表麵上,減少摩擦,控製溫升。
根據工作情況要使軸承材料具有:摩擦係(xì)數小;導熱性好、熱膨脹係數小;耐磨性、耐蝕性,抗膠合能力強;要有足夠的強度和良好的可塑性。因此,在穩定載荷工況下選用(yòng)巴(bā)氏合金材料,而在大功(gōng)率的工況下要選用高錫鉛基合金和低錫鉛基合(hé)金材料。
油槽的改整。圓油槽軸承改為半圓槽或局部槽,這樣不僅可(kě)以改善(shàn)發動機潤滑狀態,還可以提高承載能力。
2.2 提高軸承(chéng)的裝(zhuāng)配質量
提(tí)高軸承(chéng)的裝配(pèi)質量,保證軸(zhóu)承背麵光滑無斑點。定位點完整無(wú)缺。自身的彈開量為0.5mm~1.5mm,保證(zhèng)裝配後,軸承與軸承座孔貼合緊密。
裝在(zài)軸承座的軸承呈上、下兩片,每端均高出軸承座平(píng)麵0.03mm~0.05mm,高量可保證按規定扭矩擰緊軸承螺栓後,軸承與軸承座緊密(mì)配合,產生足(zú)夠的摩擦自鎖力不致軸(zhóu)承鬆(sōng)動(dòng)。散熱效(xiào)果好,防止軸(zhóu)承燒蝕和(hé)磨損。
軸承工作麵不能用亂配(pèi)法達到75%~85%的接觸(chù)印痕來作為衡量標準(zhǔn),應當在不刮削的情況(kuàng)下,使(shǐ)軸承和軸頸的(de)配合間隙達(dá)到要求。
嚴格執行修理工藝規(guī)範,防止(zhǐ)因裝配方法不當造成安裝不到位,以及軸承螺栓的扭矩不均勻或不符合規定導(dǎo)致軸承早期損壞(huài)。
2.3 正(zhèng)確使用和維護發動機
做好新機及(jí)大修後(hòu)發動機磨合期的磨合(hé)。在磨合期內嚴禁長時間在大(dà)負荷及(jí)高速狀態下(xià)工作。加(jiā)強機油濾清器(qì)及曲軸(zhóu)通風裝置的清潔。按說明書要求及時更換濾芯。保證發動機冷卻係統正常工作。防止發動機產生“開鍋”現象。正(zhèng)確選用(yòng)燃油。準確調整配氣相位和點火(huǒ)正時等。防止發動機不正常燃燒。及時做好(hǎo)檢查和調整工作。
2.4 合理選用和加注潤滑油
選用油膜表麵張力小的(de)潤(rùn)滑油,潤滑油的黏度等級(jí)不可隨意增加;定期檢查和(hé)更換潤滑油,避(bì)免水分或雜質混入;加入潤滑油時(shí)嚴格控製數量,防止油平麵(miàn)過高。
3 結束語
實踐證明,通過采用上述措施,均能使發動機曲軸軸承的使用壽命(mìng)獲得不同程度的提高,我們將繼續不斷探索,為做好汽(qì)車維修工作而努力。
參考文獻:
[1]朱衍勇,董毅,司紅,等.柴油機曲軸和(hé)軸瓦的磨損失(shī)效分(fèn)析[J]電(diàn)子顯微學報(bào),2003.(06).
[2]梁明富.曲軸偏磨與磨削裂(liè)紋的成因及解決辦法(fǎ)[J].揚州職業(yè)大學學報,2003,(02).
[3]張國慶,黃伯超,浦耿強,等.基於動力學仿真和有限元分析(xī)的曲軸疲勞壽命(mìng)計算[J].內燃機工程,2006,(01).
來源:《漯河職業技術學(xué)院學報》2008年3月