连杆曲轴故障与维护管理

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1、第九节曲柄连杆机构故障与管理一、连杆组件的常见故障与处理二、曲轴组件的常见故障与处理三、轴瓦常见故障与处理一、连杆组件的常见故障与处理连杆组件工作中常见缺陷有杆身的弯曲塑性变形和裂纹，连杆螺栓变形断裂和轴承损伤。1.杆身的弯曲塑性变形2.杆身的裂纹3.连杆螺栓变形断裂1.杆身的弯曲塑性变形在压应力及摆动附加弯矩长期作用下，连杆杆身尤如压杆会产生弯曲塑性变形。杆身弯曲变形在最高爆发压力过大或缸内积水发生液击现象时更易发生。连杆弯曲三种变形形式：⑴摆动平面的弯曲⑵连杆大小端轴线平面内弯曲⑶扭曲连杆变形2.杆身的裂纹原因：连杆杆身裂纹是脉冲负荷反复作用的疲劳破坏。当连杆受到冲击力过大以及杆身材

2、料强度不足或应力集中严重时都会产生裂纹。2.杆身的裂纹易发部位：小型高速机连杆容易产生裂纹。杆身中部裂纹多由于杆身碰伤或运转操作不当所致；在杆身与大端或小端过度处若圆弧不够也会产生裂纹；在螺栓支承面与圆弧过度尖角处因应力集中严重也易产生裂纹。尤应强调指出：使用中或修理中伤害杆身表面，会形成疲劳裂纹源。2.杆身的裂纹处理：检修中对有裂纹怀疑的连杆应先彻底清洁怀疑处，再用色油法并借助放大镜检查裂纹。厂修时，可用磁力探伤来仔细检查连杆裂纹。连杆发现裂纹则应报废。平时检修对杆身任何伤痕都应用油石等修整光洁。3.连杆螺栓变形断裂连杆螺栓发生塑性变形伸长甚至裂纹的主要原因有：⑴预紧力严重不均或过大；

3、⑵螺栓定位圆与孔间隙过大，使螺栓受剪切力；⑶螺母或头部与支承平面贴附不平，附加弯矩过大；螺母松动或松脱；⑷螺栓材质差或表面受伤痕迹较重；⑸柴油机发生拉缸或咬缸事故。3.连杆螺栓变形断裂处理：使用中应首先记录其原始长度以及测量使用后的长度，用来判断连杆螺栓塑性伸长量。当塑性伸长量超过规定值或累计使用时间达到工作周期，则应报废更新。检修中应用色油法或磁力探伤认真检查连杆螺栓表面裂纹，发现有横向裂纹时一律更换，若有少于3根长度不超过5mm且与轴线交角小于30°的发纹还可使用。二、曲轴组件的常见故障与处理曲轴在使用中常见缺陷有磨损、变形和损坏。损坏的形式有疲劳断裂和红套滑移。（一）曲轴磨损（二）

4、曲轴挠曲（三）曲轴塑性弯曲（四）曲轴断裂（五）曲轴红套滑移（一）曲轴磨损曲轴轴颈表面轻微磨损表现为表面擦痕，划痕变粗糙。原因－－润滑油含杂质、表面不清洁或轴承粗糙等原因所致。处理－－有伤痕时应用砂布，油石或修磨夹具加以去除，并应抛光，以减少造成应力集中源的可能。（一）曲轴磨损轴颈磨损不均匀的影响因素：①曲柄销大于主轴径（受力）二冲程机－－外侧磨损量大于内侧（气体压力为主）四冲程机－－内侧表面磨损大（往复运动惯性力大）（一）曲轴磨损轴颈磨损不均匀的影响因素：②曲柄销因受作用力比主轴颈大，故曲柄销磨损量大于主轴颈。③曲轴中间主轴颈因受两个相邻气缸作用，故磨损量比两端的大些。④因活塞不正、连杆

5、弯曲或曲轴油道杂质在出口后沿长度方向分布不均等原因都会造成曲柄销长度方向磨损不均。（一）曲轴磨损影响：(1)曲轴轴颈产生圆度误差、圆柱度误差及直径减小等缺陷，(2)造成主轴颈与轴承油膜间隙增大、接触不良、冲击性加剧等不良后果。处理：当轴颈形状误差超过规定值，则进厂修理。曲轴轴颈测量（一）曲轴磨损对曲轴损伤最大的磨损是轴承对轴颈的熔着磨损。由于轴瓦装配错误，润滑油中断等原因造成轴与轴承干摩擦，轴承工作温度升高使轴承合金熔融，粘着于钢颈又撕断，若不及时处理，不断加重，结果会导致曲轴被熔着，轴瓦抱死，停止转动。（一）曲轴磨损熔着磨损是一种曲轴事故。重者使柴油机失去动力，曲轴扭矩过大损伤。轻者也

6、使轴颈表面拉毛过热等严重损伤。轴瓦产生熔着磨损还与轴瓦材料的性能、制造精度、滑油质量、轴颈表面状况等都有很大关系。（一）曲轴磨损发生曲轴熔着磨损时，会有轴承温度异常、曲轴箱冒烟、曲轴转速下降等现象，此时应该减低转速及柴油机负荷，加大润滑油供给，使轴承温度下降。熔着磨损后的曲轴表面只有经车磨修整才能恢复正确形状。在套合式曲轴中发生熔着磨损时还会产生红套滑移。（二）曲轴挠曲曲轴弯曲－－－曲轴轴线离开平直状态，即各主轴颈中心连线不呈一直线。弯曲类型：弹性弯曲和塑性弯曲。曲轴旋转一周中，弯曲的方向不变曲轴旋转一周中，弯曲的方向旋转（二）曲轴挠曲大、中型柴油机的曲轴较细长，刚性较低。安装后，自重使

7、主轴颈座贴于主轴承下瓦表面。因此各主轴承孔的中心连线就是各主轴颈中心的连线——实际轴线。当各主轴承中心高低不一时，安装后的曲轴中心线就不是一根平直线而是呈弯曲弧线。曲轴轴线挠曲（二）曲轴挠曲若存在挠曲，曲轴在回转一周中，两个曲柄臂之间的距离（简称臂距）就会发生变化。当轴线呈下塌挠曲时，曲柄销在上止点时臂距就会比曲柄销在下死止点时的臂距大。若曲轴轴线呈上拱挠曲，则情况相反。挠曲与臂距差a)下弧线弯曲；b)上弧线弯曲（二）曲轴挠曲曲柄臂