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发动机轴瓦常见损伤分析及装配注意事项

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李海金 李庆军

(黑龙江农业工程职业学院)


  摘 要:发动机的轴瓦是发动机滑动轴承中的滑动部件,其形状为瓦状的半圆柱面,称为轴瓦。由于内燃机轴的重量较重,不能采用滚针(珠)轴承,只能采用滑动轴承。轴瓦是滑动轴承和轴接触的部分,非常光滑,一般用青铜、减摩合金等耐磨材料制成。轴瓦在发动机运行中起着至关重要的作用,就相当于保险丝的作用一样,起着保护曲轴与机体的作用。

  1.1划伤

  (1)现象:工作表面沿旋转方向出现数根较深的划痕,如图1所示。

  (2)损伤原因:在轴瓦润滑间隙中侵入了硬质颗粒,主要是由润滑油带入,或因装配时清洁工作不佳而混入。

  (3)改进措施:检查滤清效果;装配时严格进行清洁工作。

  1.2龟裂

  (1)现象:合金层表面出现网状裂纹,如图2所示。



  (2)损伤原因:轴承过载;轴承工作温度太高,由于变形或其他原因,轴承工作表面载荷分布不均产生局部峰值压力。

  (3)改进措施:检查有无引起温度过高的因素,加强轴承的冷却效果;检查轴承间隙。

  1.3钢背烧伤

  (1)现象:钢背表面呈大面积发暗区,如图3所示。

  (2)损伤原因:轴瓦与座孔贴合不佳,热量不能及时散出。

  (3)改进措施:严格控制贴合质量;检查过盈量是否足够;检查座孔刚度是否足够。

  1.4侵蚀磨损

  (1)现象:在油孔油槽边缘呈现冲刺状磨痕,如图4所示。



  (2)损伤原因:润滑油润滑质量不佳。

  (3)改进措施:检查滤清效果。

  1.5磨粒磨损

  (1)现象:工作表面主要承载区呈现大面积沿旋转方向的细微擦痕,如图5所示。

  (2)损伤原因:润滑质量不佳,允许通过异物颗粒度太大或润滑油受到污染。

  (3)改进措施:提高滤清效果;及时更换润滑油。

  1.6混合摩擦磨损

  (1)现象:工作表面局部区域呈现比较光滑的磨痕,轴承间隙加大,如图6所示。



  (2)损伤原因:油膜承载力不够,油膜厚度太薄;长时间过载;频繁启动、刹车。

  (3)改进措施:合理选配轴瓦,保证配合间隙;避免超载。

  1.7气蚀

  (1)现象:轴瓦表面呈点状、斑状剥落痕迹,边缘清晰,如图7所示。

  (2)损伤原因:轴具有激烈的向心运动区域,润滑油不能及时补充增大的润滑间隙,引起瞬时低压,润滑油混入气泡或内部气体析出形成气泡。

  (3)改进措施:改善主轴的动平衡;提高润滑油质量,加入防泡沫添加剂或采用防泡沫性能较好的润滑油。

  1.8弹张量消失

  (1)现象:轴瓦使用后拆下测量,发现自由弹张量减小甚至消失,如图8所示。



  (2)损伤原因:轴承过热;配合过盈量太大。

  (3)改进措施:检查过盈量是否太大;检查轴承是否发生过热现象。

  1.9腐蚀

  (1)现象:表面呈大面积麻点,瓦面发黑,严重者大块剥落,如图9所示。

  (2)损伤原因:机油长期工作后变质;气缸中燃气泄入曲轴箱,污染了油底壳中润滑油。

  (3)改进措施:及时更换润滑油;采用防腐蚀添加剂。

  1.10咬胶

  (1)现象:合金层熔化,工作表面呈现大面积沿圆周方向被拖动的沟痕、油孔、油槽以及瓦背边缘有合金熔化铺开的痕迹,轴颈表面亦粘焊着轴承合金,如图10所示。



  (2)损伤原因:轴承过载;断油;剧烈的磨料磨损及发热;间隙过小,轴承发热卡死;润滑油粘度太低;瓦背贴合不好,热量不能及时散出。

  (3)改进措施:提高油膜的承载能力;选择合适的配合间隙;保证贴合度。

  1.11剥落

  (1)现象:合金层呈片状剥落,剥落区底面呈碎粒状,如图11所示。

  (2)损伤原因:轴承过载;轴承工作温度太高,由于变形或其他原因,轴承工作表面载荷分布不均产生局部峰值压力。

  (3)改进措施:加强轴承的冷却效果;检查轴承间隙。

  1.12脱壳剥落

  (1)现象:合金层呈片状剥落,剥落区底部露出钢背清晰的结合面,如图12所示。



  (2)损伤原因:合金层复合质量不佳。

  (3)改进措施:提高合金层复合质量。

  1.13轴瓦中部偏磨

  (1)现象:轴瓦中部出现磨损,如图13所示。

  (2)损伤原因:轴颈母线呈现股形突出;轴承座孔边缘刚性不足,负荷主要由轴瓦中部承受。

  (3)改进措施:提高轴颈加工精度。

  1.14轴瓦一侧偏磨

  (1)现象:轴瓦一侧边缘呈现磨损痕迹,如图14所示。



  (2)损伤原因:轴颈、轴承座产生倾斜变形或有加工误差。

  (3)改进措施:提高轴颈和座孔的加工精度。

  1.15轴瓦两侧偏磨

  (1)现象:轴瓦两侧边缘呈现磨损痕迹,如图15所示。



  (2)损伤原因:轴颈圆柱度不符合要求,负荷集中在轴瓦边缘区。

  (3)改进措施:提高轴颈加工精度。

  2 发动机轴瓦装配注意事项

  (1)购买注意事项:购买前应注意选择轴瓦的型号规格。

  (2)装配前必须清洁相关部件。

  (3)检查相关的孔径、轴颈尺寸,以保证装配间隙。

  (4)在检查装配间隙时,瓦背上严禁垫纸片、铜片等;轴瓦内圆合金面严禁刮削。

  (5)润滑机油必须符合国标要求。

  (6)应防止任何条件下长时间超负荷行驶。

  (7)若遇以下情况,请勿装机使用:

  1自由弹张量较小,以致装入座孔中轴瓦松动;o半圆周长高出度低于座孔对接面;压紧状态下其贴合面<85%时。对发动机轴瓦损伤进行分析,进而采取有效地预防和改进措施,对延长轴瓦的使用寿命,减少发动机的故障率具有重要的意义。


来源:《农机使用与维修》