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柴油发电机连杆轴瓦拉伤的检验方法
发布时间:2022-03-02 23:04:01  ▏阅读:

摘要:康明斯公司对柴油发电机连杆轴瓦常见故障:例如早期磨损和烧熔、腐蚀、擦伤、疲劳裂纹、剥落损伤的原因进行分析,并对检验方法进行介绍,以提高柴油发电机连杆修理质量。

柴油发电机连杆轴瓦(如图1所示)常见损伤主要是轴瓦上的耐磨合金层的损坏。其主要损坏形式有:早期磨损和烧熔、腐蚀、擦伤、疲劳裂纹和剥落等。下面针对柴油发电机连杆轴瓦损伤的原因进行分析,以便采取有效的预防措施,减少连杆轴瓦损伤的发生。

 

连杆轴瓦-康明斯发电机组.webp.png

图1 连杆轴瓦外形图

一、连杆轴瓦常见损伤原因

 

1、早期磨损和烧熔

    连杆轴瓦早期磨损使轴瓦与轴颈的正常配合间隙遭到破坏,尤其是连杆的上瓦片磨损更为显著。烧瓦是轴瓦的严重损坏故障,烧瓦是指合金层烧熔粘附在轴颈上,造成曲轴颈的磨损和抱轴事故。连杆轴瓦早期磨损和烧熔的原因有:

(1)连杆轴瓦在保持良好的润滑条件下,其正常磨损量是很小的。如果有异物灰尘、铁屑或其它金属磨粒随润滑油进入轴颈与轴瓦之间,会发生轴瓦和轴颈被刮伤。

(2)当润滑系统故障,机油压力过低或过高,轴瓦的润滑油供给不正常时,润滑油中断以及配合间隙不当等原因就會产生过热,使润滑油膜破坏,运动副表面金属之间直接接触,并形成异常磨损而使局部温度过高,最后导致合金烧熔。

(3)柴油发电机操作使用不当,如康明斯发电机组刚启动就高速超负荷运转,由于爆燃气体产生的压力很大,康明斯发电机组过热,易导致轴瓦烧熔。

(4)轴承座变形后,轴瓦和轴承座将接触不良。轴瓦在座中的位置不正确,将使高出的部分润滑油膜被破坏,发生金属与金属的干摩擦。

 

2、腐蚀

    腐蚀现象表现为轴瓦内网表面呈现深灰色或黑色斑状小孔、蜂窝状凹坑。连杆轴瓦发生腐蚀的主要原因:轴瓦的腐蚀是由润滑油中酸性物质的侵蚀而造成的。因为酸和铅的作用很激烈,所以含铅合金轴瓦容易遭到腐蚀。合金层遭到腐蚀时会产生应力集中,进而加速合金层的疲劳破坏。所以在使用管理中要定期取样化验机油的质量,以判断其变质程度。若超过指标,必须更换机油,以防腐蚀轴瓦。

 

3、擦伤

    轴瓦擦伤表现为内圆表面出现沿轴瓦圆周方向的线状或带状的拉痕(如图2所示)。它是一种不均匀的磨损,往往由异物造成。其主要是由机油中的杂质造成的,这些杂质可能是柴油发电机各部分磨损产物铁粉、锈、尘埃和碳化物等。在工作中,这些小的颗粒能够嵌入软的合金中,大的颗粒将沿圆周方向擦伤合金,而无法通过轴承间隙的特大颗粒则可能被压入轴瓦合金中形成伤疤和凹坑,也可能将轴颈擦伤。一般轴瓦多多少少都有擦伤痕迹,这对柴油发电机正常工作影响并不大,但严重时,会造成损坏事故。因此,在使用管理中要定期检查和清洗机油过滤器以及更换机油。

 

连杆轴瓦磨损-柴油发电机.webp.png

图2 轴瓦带状的拉痕

 

4、疲劳裂纹和剥落

    疲劳能使轴瓦合金产生裂纹,严重时会使合金从轴瓦上一片片地剥落,直到整个轴瓦合金遭到破坏。或者在高负荷作用下油膜被破坏,形成临界润滑或金属之间直接接触,局部温度上升,从而发生裂纹。因铸造浇铸质量不高而引起的裂纹,一般在柴油发电机运转初期就会发生,而疲劳裂纹一般均经工作很长一段时间后才会发生,除以上原因外,操纵管理不当也会引起裂纹,如柴油发电机在运转中长期超负荷,启动次数过多或负荷过大等,均会造成轴瓦的裂纹,严重时会使小块合金剥落下来,最后导致整个轴瓦破坏。轴颈与轴瓦配合不良或轴颈的圆柱度偏差过大,易引起轴瓦局部表面压强增高,散热不良,从而使轴瓦中部易产生轴向裂纹。随之会引起合金不规则的局部脱落。装配时,若连杆的中心线直线度超差,负荷不能均匀的分配在轴瓦的表面上,柴油发电机经过一段时间工作后,即可能发生局部掉块。按使用要求,轴瓦与座孔之间的贴合度不应小于86%,且不贴合处应分散两处以上,否则将影响热量的传出,并导致轴瓦合金的疲劳裂纹和剥落。

 

二、检验方法

 

1、外观检验

    对轴瓦的表面若有腐蚀麻点、擦伤、裂纹、剥落和烧熔等现象,可用肉眼直接观察发现。合金层与瓦背的粘结情况,可用敲击法进行检查。若发现以上缺陷严重,均需进行更换。

 

2、磨损检验

(1)经验鉴定法:

把连杆安装在曲轴上,按规定力矩拧紧连杆螺栓,然后甩动连杆,如能旋转一圈,同时沿轴向扳动没有松旷感觉,则认为间隙合适。鉴定主轴瓦时,将主轴颈涂机油装入主轴瓦,用手腕的力矩扭转曲轴臂,如能顺利地转动大半圈,而上下、左右扳动曲轴时,又无明显的旷动,则说明间隙合适。

(2)测量:

轴瓦的磨损情况,可用外径千分尺测量轴瓦的厚度(如图3所示)。将此磨损后的轴瓦厚度与原来标准瓦厚相比较,即得到轴瓦的磨损量。但在柴油发电机维修中,常常不是用轴瓦的绝对磨损量来决定轴瓦报废、更换的,而是以连杆轴颈和连杆轴瓦的总磨损量,致使配合间隙超过规定要求更换的。为了求得连杆轴瓦与轴颈的配合间隙,需要测量连杆轴瓦的内径,为此将轴瓦装于连杆大头孔内,按规定要求的扭矩紧固连杆螺栓,然后进行磨损测量,测量时通常测两个部位三个方向共六个尺寸。

 

连杆轴瓦常见损伤-柴油发电机.png

图3 轴瓦测量数据

    用千分尺或内径百分表测量连杆轴瓦内径时应注意:

①对于平切口的连杆大头,测量轴瓦水平位置尺寸时,应在轴瓦分开面上下10~15 mm处选两个测量位置,以避开垃圾槽。

②对斜切口的大头轴瓦,测量时可取垂直于连杆大头盖分开面和垂直于连杆轴心线两个方向尺寸中数值最大的为该轴瓦的最大尺寸。

③轴瓦前后两位置测量时应避开圆角。


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