1)潤滑不良當(dāng)柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)油路不暢,以致連桿軸瓦與軸頸之間處于半摩擦狀況,即有可能發(fā)生燒瓦抱軸故障。由于燒蝕部位的支承力減弱,會(huì)使軸的徑向跳動(dòng)頻繁,再加上根部燒蝕后應(yīng)力發(fā)生變化,即會(huì)導(dǎo)致曲軸軸頸根部和曲柄臂之間產(chǎn)生斷裂故障。
2)軸承工作不良以6135柴油機(jī)為例,主軸承用的滾動(dòng)軸承若發(fā)生滾動(dòng)轉(zhuǎn)圈,或間隙過大長期松動(dòng)的情況,以致引起主軸承不同軸度過大時(shí),即會(huì)因曲軸徑向圓跳動(dòng)頻繁,且柴油機(jī)飛輪本身有一定的重量,再加上各個(gè)氣缸的工作沖擊,而使曲軸受力不均。此外,若連桿軸瓦的裝配間隙過大或合金脫落,也會(huì)引起沖擊載荷加大,導(dǎo)致曲軸早期發(fā)生折斷。
主軸承蓋螺母松動(dòng),使曲軸失去應(yīng)有的支承,或安裝曲軸的各個(gè)軸承座孔的同軸度有偏差,也是曲軸發(fā)生早期疲勞斷裂的重要原因之一。以6105柴油機(jī)為例,若某一道主軸承螺母松動(dòng)后,該道軸與軸瓦的配合間隙必然超過允許范圍,以致對(duì)該道主軸頸失去支承作用。若因最前一端和最后一端軸承座孔,因此原因而出現(xiàn)同心度偏差時(shí),則當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí),將因曲軸上有關(guān)曲柄承受的負(fù)荷不同,必將導(dǎo)致曲軸斷裂事故的發(fā)生。
3)曲軸軸向竄動(dòng)過大曲軸軸向間隙過大,是引起曲軸軸向竄動(dòng)的主要原因。以6105柴油機(jī)為例,第四道主軸承兩側(cè)與止推片組合成一體(俗稱組合式翻邊瓦),使曲軸軸向定位,并保證有一定的軸向間隙。當(dāng)其竄動(dòng)量達(dá)到0.5~0.6mm或更多時(shí),由此引起的后果是柴油機(jī)帶載荷工作時(shí),曲軸曲柄臂承受端面的反擊力將更加嚴(yán)重。由于應(yīng)力集中,即有可能加速曲軸折斷的進(jìn)展。
4)飛輪曠動(dòng)如果飛輪螺栓松動(dòng),高速旋轉(zhuǎn)的曲軸組件就會(huì)失去原有動(dòng)平衡,而產(chǎn)生很大的慣性力,致使曲軸疲勞,容易在尾端折斷。有此曲軸與飛輪采用錐孔配合(例如S195柴油機(jī)),若兩者貼合面積小于75%,柴油機(jī)工作時(shí)飛輪也會(huì)松動(dòng),從而沖擊曲軸,致使與鍵槽外側(cè)配合的部位出現(xiàn)裂縫而折斷曲軸。
5)動(dòng)力不平衡在維修過程中,若曲軸換裝了不符合要求的平衡鐵或由于平衡鐵錯(cuò)位,破壞了原來的平衡,易使曲軸軸承受到很大的慣性沖擊力。此外,修理后的曲軸若曲柄臂和曲柄半徑由于偏移等原因,也會(huì)使其不平衡量大大地超過允許值:由此引起的不平衡離心力,將使軸承超載,并使柴油機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。時(shí)間長了,即易使曲軸疲勞斷裂。
6)曲軸修磨不當(dāng)由于影響曲軸彎曲疲勞強(qiáng)度的最重要因素,是連桿軸頸和曲柄臂之間的過渡圓角,以及主軸頸和曲柄臂之間的過渡圓角。所以,在修磨曲軸時(shí),若僅注意檢驗(yàn)曲軸的主軸頸、連桿軸頸的同軸度、平行度、曲柄半徑、軸頸臺(tái)肩及其他修理表面的粗糙度,以及各個(gè)連桿軸頸間的夾角,而忽略了過渡圓角的尺寸和幾何形狀。以致于磨削曲軸軸頸時(shí),砂輪圓角修整不當(dāng)。由于沒有正確地選擇圓角半徑或磨削成直角,即易使曲軸圓角處產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致此處因強(qiáng)度降低而易出現(xiàn)裂紋。
7)零件組重量超差以6110柴油機(jī)為例,活塞按質(zhì)量分為三組,安裝在同一臺(tái)柴油機(jī)上的活塞,應(yīng)為同一質(zhì)量分組(A、B、C),且同組質(zhì)量之差不得超過8g。連桿則分為四組,選裝在同一臺(tái)柴油機(jī)上的連桿,也應(yīng)為同一質(zhì)量分組(紅、藍(lán)、白、黃),且安裝在同一臺(tái)柴油機(jī)上的活塞連桿組總成,總質(zhì)量之差不得超過30g。否則,即會(huì)因此易使各個(gè)氣缸的爆發(fā)力和慣性力的大小互不一致。從而導(dǎo)致曲軸各軸頸受力不均。當(dāng)曲軸受到振動(dòng)撞擊后,也有可能引起曲軸斷裂。
8)校直工藝不當(dāng)發(fā)現(xiàn)曲軸彎曲時(shí),采用冷校直法修復(fù)時(shí),其校直量往往可以從幾個(gè)um到幾個(gè)mm。但是由于冷校直是塑性變形法,有時(shí)沖擊載荷很大,因而會(huì)產(chǎn)生較大的附加殘余應(yīng)力,大大地降低了曲軸強(qiáng)度。因而在長期交變載荷作用下,曲軸會(huì)因產(chǎn)生疲勞而斷裂。
9)超速運(yùn)轉(zhuǎn)或飛車柴油機(jī)經(jīng)常在超過額定轉(zhuǎn)速情況下運(yùn)轉(zhuǎn),或發(fā)生飛車事故時(shí),為使柴油機(jī)緊急;,而采取過分猛烈的緊急制動(dòng)措施。以致曲軸受力過度,應(yīng)力大增,也有可能導(dǎo)致曲軸意外斷裂故障的發(fā)生。
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