两例轴瓦失效与轴瓦半径高尺寸的关系.pdf

《两例轴瓦失效与轴瓦半径高尺寸的关系.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、内燃机与配件2010年第7期两例轴瓦失效与轴瓦半径高尺寸的关系胡条慧(杭州轴瓦有限公司)[摘要]本文通过两个轴瓦失效案例，分析探讨轴瓦半径高出度设计验算的简便方法，以及当轴瓦半径高出度不足时，采取积极有效的维修使用方法。[关键词]轴瓦失效分析半径高出度设计验算维修使用DFMEA1刖吾发动机轴瓦是保障发动机性能的关键件，引起发动机轴瓦失效的原因多种多样，错综复杂，为了防止轴瓦的早期失效，提高轴瓦使用寿命，合理的设计、合格的制造质量、正确有效的使用，都是相互关联、不可缺少的重要因素。众所周知．轴瓦的半

2、径高出度是轴瓦产品的关键特性．不合理的高出度设计值和不合格的高出度制造质量。如果不采取适当有效的维修使用方法，必然引起轴瓦严重失效．导致发动机重大故障。本文通过两个轴瓦失效案例，分析探讨轴瓦半径高出度设计验算的简便方法，以及当轴瓦半径高出度不足时．采取积极有效的维修使用方法。2案例一2．1失效情况描述某柴油机厂．一款大型12缸V型柴油发动机在装机试车的磨合前期，连续多台发生故障，经拆机查看．发觉连杆轴瓦都有程度轻重不一的失效，个别失效件已发生烧瓦、发黑、变形等严重失效，少许几件轻微失效的内表面局部

3、区域露铜，并有失效加重的趋势迹象。技术质量人员经过对相关零件及发动机装配的各个环节中，过程控制的质量符合性排查，都没有发现异常情况，认为轴瓦的质量存在重大嫌疑，信息反馈至轴瓦制造厂家，要求派员前往现场处理质量事故。在柴油机厂．经现场察看，情况基本与反馈信息描述一致。2．2失效分析由于失效件已损坏变形．零件的产品质量已无法验证，因失效轴瓦是试制件，是发动机性能提升后首批试制首次装机。又是连续多台发动机发生故障。而非个别典型现象，故而推断失效件装机前质量状态应与剩下未装机轴瓦为同一质量状态，既对余下未

4、使用件进行质量特性全检，经检测，均符合图纸要求。其中半径高出度基本都落在图纸要求公差的中下差范围内。再从失效件的失效状态形貌推理：失效轴瓦都很有可能是因散热不良而导致过高的温度引起烧瓦失效。由于薄壁轴瓦完全依靠过盈配合紧贴于座孔表面，如果轴瓦装配后没有足够的过盈量，在反复的周期性的交变动载荷下。轴瓦在座孔内产生松动。瓦背与座孔表面反复错动，产生摩擦锈蚀，且热量不易传递，以至油温升高，引起轴瓦缩口(即弹涨量缩小甚至消失)，进而卡轴、咬粘、烧瓦。而轴瓦与座孑L的过盈配合等效于两个圆柱的过盈配合状态(如

5、图1)，配合状态产生在D上的直径过盈度，使座孔被胀大，轴瓦被压缩，轴瓦上产生周向压应力，轴承座孔与瓦背面之间产生径向压应力。该压应力产生的摩擦力防止轴瓦背面与座孔相对滑动，从而实现良好的过盈配合。产生在D上的直径过盈度是通过轴瓦的半径高出度来控制的，如果半径高出度不足。装机后配合状态的过盈度就会不足。胡条慧：两例轴瓦失效与轴瓦半径高尺寸的关系21辱繁轴承崖该轴瓦产品图纸要求半径高尺寸为：在10970N的载荷下。在106．022的检验模内，半径高为(53．011)+0．035-+0．070，最小高出

6、度‰为0．035，最大高出度肛。为0．070，由此可作如下计算：单片轴瓦在10970N的载荷下，材料的弹性变形量1J为v=5．98×l陬警_5．98x1陬瓦丽106瑟x10丽970=0．058mm其中D一轴承座孔直径F一轴瓦半径高出度检验载荷B一轴瓦宽度t一轴瓦等效壁厚(t=t1+[3xt2，tl：钢层厚度，t2：合金层厚度，B：等效系数，铜铅合金取0．5)单片轴瓦的最小过盈量h耐。为^耐。2恤，。1+1J=0．035+0．058=0．093ram两片轴瓦合拢后等效圆柱的直径最小过盈度为6岫：盈k

7、：至茎Q：Q竺三：0．059mm仃单片轴瓦的最大过盈量^～为^。。=弘，。01J=0．070+0．058=0．128mm两片轴瓦合拢后等效圆柱的直径最大过盈度为‰：垒k：2塑：!至墨：0．081mm仃单片轴瓦的平均过盈量h为h=tz+10=＆掣虹+U_．0．035+．0．0700．058=0．1105mm两片轴瓦合拢后等效圆柱的直径平均过盈度为云：一2xh仃2xO．1105仃=0．070mm因发动机连杆轴瓦承受较大的载荷．主要来自气缸内气体爆发压力产生的冲击载荷．比压达550—700巴，甚至更高，

8、应选择过盈度较大的过盈配合，在连杆强度允许的前提下．只要不超过轴承材料的屈服强度，过盈度应是越大越好。一般连杆瓦的最小过盈度在0．08ram左右。如果轴瓦与座孔之间的配合按0．08ram的过盈度调整，则8=0．08，那么单片轴瓦的过盈量为^=丁qr。=丁wxO·08=0．126mm而单片轴瓦在10970N的载荷下．材料的弹性变形量1J为0．058ram，那么单片轴瓦的半径高出度p为／．‘=h-10=0．126—0．058=0．068mm。再校核材料的屈服强度，此时轴承材料的屈服强度