发动机轴瓦异常损坏分析及维修
王建平
发动机上的滑动轴承通常分为两种:一种是衬瓦式薄壁轴承,形似瓦片俗称轴瓦;另一种是衬套,又称铜套,形状为空心圆柱体。轴瓦主要用于支承曲轴的主轴瓦和支承连杆的连杆轴瓦。衬套主要用于支承凸轮轴轴颈及活塞销。滑动轴承与被支承的轴颈之间的滑转速度较高, 轴瓦与转轴之间要求有一层很薄的油膜起润滑作用,尽管在设计和生产时力求实现轴承的良好润滑,但实际上很难保证。轴瓦与轴颈之间常是半液体、半干性摩擦,所以在缺油时轴瓦磨损严重。当磨损超过所允许的间隙值时,就应停车修理。否则,温度升高会使轴瓦表面的合金熔化,损伤轴颈,造成事故停车。轴瓦还可能由于负荷过大、温度过高、润滑油存在杂质或黏度异常等因素造成烧瓦。
1.轴瓦的材质
为了保证轴颈不致过早磨损,对轴瓦所用的材料有特殊的要求。常用轴瓦材料如下:
(1)灰铸铁。耐磨性及硬度很好,这类材料应用较少,仅适用于轻载、低速和不受冲击的场合。
(2)青铜。耐磨性较好,能在较高温度下工作,常用中速重载、低速重载发动机。
(3)青铜轴瓦加浇硬铅。用硬铅浇在轴瓦内,适用于摩擦,不伤转动轴颈。遇到缺油过热时,硬铅慢慢熔化,但仍不妨碍运转,不会使转动轴颈受损伤,而且浇铅换修方便,应用广泛。
2.轴瓦异常损坏的原因
发动机运行一段时间后,在曲轴轴颈和轴瓦表面形成圆周形沟槽纹状,机油里附有一定数量的粉状轴瓦合金或其他种类金属和非金属杂物。这表明轴瓦工作表面合金脱落,造成这种现象的主要原因是:
(1) 维护保养不良:缺乏润滑油或润滑油过稀、变质,没有定期更换。机油中含有水分时产生气泡,当高速高负荷运转时,油压、油量、黏度下降,会造成轴瓦表面与轴颈瞬时缺油且反复出现。轴承(瓦)表面与轴颈相互频繁接触,虽然每次发生的金属间直接接触情况并不严重,持续时间也不长,但每次接触都或多或少地会使金属表面被磨掉,轴承间隙逐渐增大,当累计磨损量超过极限间隙时,润滑油不能保持,液体润滑条件被破坏。
(2)轴颈表面粗糙度差,或未按规范要求进行磨合,磨合期间高速重载,使轴瓦表面被拉伤。
(3)发动机装配前零件表面未清理干净。柴油机气缸体、曲轴等零件在加工过程中金属屑等杂质遗留在气缸体、曲轴、机油泵、油道孔中,装配前气缸体内壁上未被彻底清洗掉的金属屑、型砂,及装配时未清洗干净而残留在柴油机内部的粉尘、杂质等随润滑油流入,粘附于轴瓦配合面而拉伤其表面。
(4)曲轴轴瓦出厂前,在轴瓦表面刷涂了一层防锈油。装配前要先清洗掉防锈油,避免柴油机工作时防锈油受热稀释与柴油机润滑机油混合在一起,增加了机油里的杂质,加速了机油的变质。
(5)轴瓦选配不适,瓦盖螺母扭矩过大,轴颈与轴瓦之间配合间隙过小,不能存留充足的润滑油,不能形成油膜,造成局部干摩擦。
3.轴瓦的拆卸
拆卸轴瓦时,首先应把端盖油箱内的机油倒出。对于套筒式轴承,应仔细检查外面的紧固螺钉,把它松脱,然后把端盖的止口面向上平放。有些套筒轴承凸缘在端盖内侧,止口面就得向下,但端盖下面需垫套管。套筒轴承油环槽内的油环应该放在套筒轴承的外面,不然会折断油环或卡住套筒轴承。用钢棒或铜棒顶住套筒轴承的内圈,用手锤把轴承敲出,不能用粗糙的铁棒敲打轴承。
4.修理
轴瓦的镗削应该在装配后进行,即连杆轴瓦装在连杆大端座孔,主轴瓦装入气缸体主轴承座孔后镗削,这样可以减少装配偏差及相对位置偏差的影响。
镗瓦一般在专用镗瓦机上进行,镗削高锡铝合金轴瓦时,可将镗瓦机的传动皮带轮更换二对,使其传动比减少,转速增加到800 r/min。为了提高轴瓦的镗削精度和表面粗糙度,一般采用小的进刀量和切削深度,让切屑的截面小,切削力及产生的热量减少。一般切削速度应在400~600 m/min以上;进刀量为0.02~010 mm/r,切削深度为0.05~0. 25 mm较为适宜。
轴瓦镗好之后须在孔壁上开油槽,使润滑油流到轴颈的周围。油槽可以在车床上车出或用手工凿出。油槽的形状有螺纹、斜纹、曲纹等多种。开油槽时应注意以下两个问题:
(1)油槽开在轴承内壁受轴压力的部分。(2)油槽不应开在轴承的边缘,以免漏油。
轴承内的油环断裂时,可用钢管、铸铁管或黄铜车削一个油环,油环的断面最好是梯形或半圆形。
(06)
发动机上的滑动轴承通常分为两种:一种是衬瓦式薄壁轴承,形似瓦片俗称轴瓦;另一种是衬套,又称铜套,形状为空心圆柱体。轴瓦主要用于支承曲轴的主轴瓦和支承连杆的连杆轴瓦。衬套主要用于支承凸轮轴轴颈及活塞销。滑动轴承与被支承的轴颈之间的滑转速度较高, 轴瓦与转轴之间要求有一层很薄的油膜起润滑作用,尽管在设计和生产时力求实现轴承的良好润滑,但实际上很难保证。轴瓦与轴颈之间常是半液体、半干性摩擦,所以在缺油时轴瓦磨损严重。当磨损超过所允许的间隙值时,就应停车修理。否则,温度升高会使轴瓦表面的合金熔化,损伤轴颈,造成事故停车。轴瓦还可能由于负荷过大、温度过高、润滑油存在杂质或黏度异常等因素造成烧瓦。
1.轴瓦的材质
为了保证轴颈不致过早磨损,对轴瓦所用的材料有特殊的要求。常用轴瓦材料如下:
(1)灰铸铁。耐磨性及硬度很好,这类材料应用较少,仅适用于轻载、低速和不受冲击的场合。
(2)青铜。耐磨性较好,能在较高温度下工作,常用中速重载、低速重载发动机。
(3)青铜轴瓦加浇硬铅。用硬铅浇在轴瓦内,适用于摩擦,不伤转动轴颈。遇到缺油过热时,硬铅慢慢熔化,但仍不妨碍运转,不会使转动轴颈受损伤,而且浇铅换修方便,应用广泛。
2.轴瓦异常损坏的原因
发动机运行一段时间后,在曲轴轴颈和轴瓦表面形成圆周形沟槽纹状,机油里附有一定数量的粉状轴瓦合金或其他种类金属和非金属杂物。这表明轴瓦工作表面合金脱落,造成这种现象的主要原因是:
(1) 维护保养不良:缺乏润滑油或润滑油过稀、变质,没有定期更换。机油中含有水分时产生气泡,当高速高负荷运转时,油压、油量、黏度下降,会造成轴瓦表面与轴颈瞬时缺油且反复出现。轴承(瓦)表面与轴颈相互频繁接触,虽然每次发生的金属间直接接触情况并不严重,持续时间也不长,但每次接触都或多或少地会使金属表面被磨掉,轴承间隙逐渐增大,当累计磨损量超过极限间隙时,润滑油不能保持,液体润滑条件被破坏。
(2)轴颈表面粗糙度差,或未按规范要求进行磨合,磨合期间高速重载,使轴瓦表面被拉伤。
(3)发动机装配前零件表面未清理干净。柴油机气缸体、曲轴等零件在加工过程中金属屑等杂质遗留在气缸体、曲轴、机油泵、油道孔中,装配前气缸体内壁上未被彻底清洗掉的金属屑、型砂,及装配时未清洗干净而残留在柴油机内部的粉尘、杂质等随润滑油流入,粘附于轴瓦配合面而拉伤其表面。
(4)曲轴轴瓦出厂前,在轴瓦表面刷涂了一层防锈油。装配前要先清洗掉防锈油,避免柴油机工作时防锈油受热稀释与柴油机润滑机油混合在一起,增加了机油里的杂质,加速了机油的变质。
(5)轴瓦选配不适,瓦盖螺母扭矩过大,轴颈与轴瓦之间配合间隙过小,不能存留充足的润滑油,不能形成油膜,造成局部干摩擦。
3.轴瓦的拆卸
拆卸轴瓦时,首先应把端盖油箱内的机油倒出。对于套筒式轴承,应仔细检查外面的紧固螺钉,把它松脱,然后把端盖的止口面向上平放。有些套筒轴承凸缘在端盖内侧,止口面就得向下,但端盖下面需垫套管。套筒轴承油环槽内的油环应该放在套筒轴承的外面,不然会折断油环或卡住套筒轴承。用钢棒或铜棒顶住套筒轴承的内圈,用手锤把轴承敲出,不能用粗糙的铁棒敲打轴承。
4.修理
轴瓦的镗削应该在装配后进行,即连杆轴瓦装在连杆大端座孔,主轴瓦装入气缸体主轴承座孔后镗削,这样可以减少装配偏差及相对位置偏差的影响。
镗瓦一般在专用镗瓦机上进行,镗削高锡铝合金轴瓦时,可将镗瓦机的传动皮带轮更换二对,使其传动比减少,转速增加到800 r/min。为了提高轴瓦的镗削精度和表面粗糙度,一般采用小的进刀量和切削深度,让切屑的截面小,切削力及产生的热量减少。一般切削速度应在400~600 m/min以上;进刀量为0.02~010 mm/r,切削深度为0.05~0. 25 mm较为适宜。
轴瓦镗好之后须在孔壁上开油槽,使润滑油流到轴颈的周围。油槽可以在车床上车出或用手工凿出。油槽的形状有螺纹、斜纹、曲纹等多种。开油槽时应注意以下两个问题:
(1)油槽开在轴承内壁受轴压力的部分。(2)油槽不应开在轴承的边缘,以免漏油。
轴承内的油环断裂时,可用钢管、铸铁管或黄铜车削一个油环,油环的断面最好是梯形或半圆形。
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