谈拖拉机曲轴几种磨损形式及原因

2022.08.31

安景波

摘要：对拖拉机曲轴使用中常见的早期磨损、轴颈表面划痕或拉伤、曲轴轴颈抓粘磨损产生的原因进行了分析，提醒使用与维修人员工作中注意预防。

关键词：拖拉机;曲轴;磨损

中图分类号：S219.07 ? ? ? ?文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.08.049

在使用中，拖拉机曲轴承受着很大的气体压力、惯性力的冲击和离心力的作用，除了有正常磨损外，早期磨损、轴颈表面产生划痕拉伤、曲轴颈的抓粘磨损都是曲轴磨损的常见形式，我们需要了解这些磨损产生的原因，以便工作中注意预防。

1 曲轴早期磨损

新的或大修后的小型拖拉机，若使用一段时间后，曲轴很快就磨损了，轴颈尺寸变小、形成锥度和椭圆度，有的甚至使用不到500 h，曲轴就报废了，则为早期磨损。造成曲轴早期磨损的原因有：

（1）部分曲轴设计制造时，没有离心沉淀室，由于油道倾斜，机油中的磨料在离心力的作用下偏聚、积累在连杆轴颈的一侧，使该侧轴颈磨损较快而形成锥度。（2）由于连杆轴颈承受由连杆传来的气体压力与活塞连杆组往复运动的惯性力，以及连杆大头回转运动离心力的作用，这些力合成总合力，其总合力大小和方向随时间变化，且作用于轴颈上的力沿周向分布不均匀，而使轴颈一侧磨损较大，形成椭圆。（3）连杆弯曲扭曲、曲轴本身有弯曲、缸套在缸体中纵向偏斜等，将使曲轴轴颈上受力不均而产生偏磨。（4）轴瓦配合间隙过小。由于装配时，使轴瓦间隙过小，工作中，曲轴和轴瓦摩擦表面油膜难以形成，造成局部干摩擦，导致曲轴早期磨损。所以装配时，应按使用说明书要求，使其配合间隙达到规定的值。（5）曲轴轴颈锥度过大。由于曲轴轴颈锥度过大，使轴瓦工作过程中负荷不均匀，造成局部负荷增大，使轴瓦急剧磨损或烧瓦。对于此类情况，应对曲轴进行修复或更换。（6）拖拉机“三滤”部件燃油滤清器、机油滤清器、空气滤清器技术状态不佳，维护保养不及时，会使大量的灰尘和机械杂质通过润滑油、空气、燃油进入柴油机内，尤其是机油中的机械杂质会加剧曲轴的磨损。（7）长期超负荷工作。由于拖拉机长期在超负荷下作业，引起温度升高，机油变稀，使轴瓦之间油膜难以形成，加剧了曲轴的磨损。

2 曲轴轴颈表面划痕或拉伤

主要原因有：（1）装配时不注意清洁，使柴油机内带进了渣滓、金属物等磨粒。（2）不按时更换油底壳的润滑油，使润滑油中含有较大的金属物等磨粒，混进轴瓦和轴颈的缝隙里刻划和拉伤摩擦表面。（3）空气滤清器维护保养不当，缸套、活塞及活塞环磨损间隙增大的，帶有砂粒、杂质等磨料随空气吸入缸内燃烧后窜到油底壳，循环进入轴颈和轴承的配合间隙里。

3 曲轴轴颈抓粘磨损

抓粘磨损是曲轴磨损中的一种，这种磨损是由于轴同瓦相互作用表面接触压力大，润滑不良等原因，使润滑油膜不易形成，或己形成的油膜也会被挤破，随着相对运动的进行，磨擦热量急剧增加，热稳定性破坏，造成接触表面金属局部熔化。在磨擦阻力作用下，熔化的金属发生了较大的位移，表面氧化层被破坏，在分子引力的作用下，粘附到另一相接触表面，由此引起严重损坏现象。

曲轴的抓粘性磨损一般可分为三个阶段：（1）抓粘磨损的前期为烧瓦阶段。由于曲轴与轴瓦接触压力过大，润滑不良，温度急剧增高，发动机马力显著下降，轴瓦表面呈现暗黑色，曲轴轴颈表面发生了退火现象，呈现深蓝色，使其表面硬度下降（经测定有的轴颈的硬度降低了50%），耐磨性变差。铅青铜轴瓦使曲轴表面硬度下降的更多。（2）抓粘磨损阶段。烧瓦如不立即熄火停车，随着曲轴继续旋转急剧增加的热量使轴瓦部分熔化，在磨擦阻力作用下，熔化的金属发生较大的位移，表面的氧化层被破坏，在分子引力作用下，粘附到曲轴表面。这不仅使轴瓦报废，而且曲轴也需要磨修。（3）抓粘磨损的后期。曲轴抱瓦抓粘磨损如果继续进行，很快就会使轴瓦将曲轴死死抱住，发动机自动熄火。这就相当于高速旋转的曲轴突然被制动，容易造成曲轴变形，甚至断裂，缸体上的主轴瓦座磨损，重则使整个汽缸体报废。抓粘磨损是属于事故性损坏，正确使用通常是不会发生抓粘磨损的。

曲轴的抓粘性磨损产生的原因：（1）铝合金轴瓦刚性差承载能力小，膨胀系数大。铝合金轴瓦具有疲劳强度高，耐腐蚀性好，但刚性差，承载能力小，容易造成抓粘磨损。尤其在超负荷工作时，转速降低，润滑油膜变薄，易被挤破。或启动初期转速低，润滑油膜还没有完全形成，就满负荷工作，更易造成抓粘磨损。膨胀系数大，加上修理规范不合理，也容易造成抓粘磨损。（2）使用保养不当，机油供应不足。机油压力表是反映曲轴润滑状态的一个重要指示器。有的驾驶员发现机油压力表指针突然下降，不立即停车，却把车开到维修点再检查原因，结果抓粘磨损往往发生在归途中。按拖拉机技术保养规定，一般使用达1500 h应检查清洗连杆轴颈内的积尘腔。但在发生磨损的曲轴中，有的积尘腔全部被油泥堵死，造成了连杆轴颈的抓粘磨损。（3）维修质量差。一些拖拉机修理点缺少修理专用设备及精确测量仪器，技术水平较低，对曲轴的变形和轴瓦的配合间隙掌握不准，容易造成抓粘磨损，抓粘磨损又进一步造成曲轴的变形，变形的曲轴更易发生抓粘磨损，这样，产生了恶性循环。（4）配件质量差。一些地方存在农机配件质量差的问题，给维修带来很大困难，如汽缸体主轴瓦座不同心和清砂不净，使用一段时期后，由于汽缸体温度的不断变化，型砂被润滑油洗刷下来，堵塞了油道。