2024-09-24
在柴油機的各個部件中，軸承都是易損件。本文所討論的軸承是指曲軸主軸承和連桿軸承，它們的工作是否完善、可靠，將直接影響到柴油機的正常運行。
由此，根據(jù)實踐經(jīng)驗，歸納了發(fā)動機在使用過程中常見的軸承損壞形式及其機理，軸承損壞的原因，并提出延長其使用壽命的對策。
1 柴油機軸承損壞形式及機理
柴油機軸承常見的損壞形式有磨粒磨損、疲勞剝落和燒熔三類。各種損壞形式之間往往是相互聯(lián)系、互相促進(jìn)的。
①磨粒磨損：這是由于混入潤滑油中的微小堅硬的固體顆粒，隨潤滑油循環(huán)進(jìn)入軸承與軸的間隙中，附著在軸承表面，形成磨粒，造成軸承表面的擦傷和刻痕。
②疲勞剝落：軸承在過載、偏磨的情況下，因軸承工作溫度太高，合金層不均勻或合金材料的疲勞強度太低，軸承在油膜壓力沖擊下，合金層發(fā)生疲勞裂紋，此稱龜裂，龜裂的疲勞裂紋向合金層深度方向發(fā)展，至向結(jié)合面附近沿橫向延伸，彼此交替，造成合金材料片狀剝落。
③燒熔：由于軸承間隙過大或過小，當(dāng)潤滑油中斷供給和供給不足，或者軸承與軸頸間沒有形成油膜，從而在軸承與軸頸間發(fā)生半干摩擦或干摩擦，產(chǎn)生大量的摩擦熱，引起顯微的熔化、粘著，如果繼續(xù)發(fā)展，將導(dǎo)致軸承燒熔。
2 柴油機軸承損壞的原因分析
軸承屬于易損件，引起軸承損壞的原因很多。這里從使用、維護和維修三方面來分析。
2.1 使用上的原因
①冷啟動后馬上加大負(fù)荷或高速運轉(zhuǎn)。由于柴油機冷機啟動時，機油尚未充分進(jìn)入潤滑表面，就以很高的轉(zhuǎn)速或大負(fù)荷運轉(zhuǎn)，致使?jié)櫥Ч涣?，機油溫度升高、粘度下降，破壞了摩擦副表面油膜的形成，使之形成半干摩擦或干摩擦，引起軸承損壞。
②機油不足開車。在機油供給不足(油面過低)的情況下運行，軸承表面不能實現(xiàn)正常潤滑，其表面因此產(chǎn)生干摩擦，導(dǎo)致軸承損壞。
③在機油壓力過低下運轉(zhuǎn)。機油壓力過低，則潤滑系不能實現(xiàn)正常的機油循環(huán)和壓力潤滑。這樣，就無法將足量的機油可靠地供至軸承與軸頸間，使軸承與軸頸間得不到充分的潤滑，從而導(dǎo)致軸承損壞。
④冷卻水量不足開車。冷卻水量不足使冷卻效果變差，造成柴油機工作溫度過高，使機油粘度下降，軸承與軸頸間的潤滑油膜不易形成和保持，軸承的潤滑條件惡化，造成軸承損壞。
⑤超速超負(fù)荷運行。經(jīng)常超速超負(fù)荷運行，則使柴油機長時間處在負(fù)荷過大的工況下運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致柴油機粗暴燃燒，造成柴油機過熱，軸承與軸頸間的機油油膜容易遭到破壞，以致發(fā)生軸承損壞現(xiàn)象。特別是新機和大修機嚴(yán)禁超速超負(fù)荷運行。
2.2 維護保養(yǎng)方面的原因
①機油質(zhì)量不佳。未按規(guī)定使用機油，甚至加注低劣假冒油品，各摩擦面不能建立完整且有一定厚度的油膜，使?jié)櫥Ч陆?，易造成軸承損壞。
②添加或更換機油不及時。加機油不及時，便會產(chǎn)生上述機油量不足的問題。機油在柴油機不斷工作的過程中，會被空氣中吸人的塵土以及柴油機自身燃燒產(chǎn)物和磨損產(chǎn)物所污染而變臟，若不及時更換，不僅機油中的雜質(zhì)會隨機油循環(huán)進(jìn)入軸承與軸頸間，粘附在軸承表面形成磨粒，加劇軸承磨損，甚至?xí)斐捎偷馈⒂凸芏氯?，?dǎo)致軸承燒熔。
③清洗或更換機油濾清器不及時。這會造成機油濾清器阻力過大甚至堵塞，使機油不經(jīng)過濾芯而從旁通閥通過，而使用未經(jīng)過濾的機油來潤滑軸承內(nèi)表面，則極易引起軸承與軸頸表面的嚴(yán)重磨損及拉傷。
2.3 維修方面
①軸承與軸頸配合間隙不當(dāng)。間隙過大，使機油不易保持;若間隙過小，機油難以進(jìn)入。導(dǎo)致軸承與軸頸間的機油油膜難以形成，引起軸承損壞。
②選用的軸承不符合規(guī)定，加工制造質(zhì)量差。
③裝配時，軸承座、軸承、曲軸和連桿等零件表面不清潔，均會造成軸承損壞。
3 延長軸承使用壽命的對策
通過上述軸承損壞的原因分析可見，只有在使用過程中正確使用、合理維護，在維修時保證修理質(zhì)量，才能減少機械事故，降低消耗，延長其使用壽命。
3.1 嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行使用
①冷車啟動后，應(yīng)怠速空負(fù)荷下運轉(zhuǎn)3~5min，使軸承與軸頸間形成油膜后，方可轉(zhuǎn)為正常行駛。使用中嚴(yán)禁柴油機長時間在超負(fù)荷下運轉(zhuǎn)，避免急加速。
②新機或大修后的柴油機應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行磨合。工作中不準(zhǔn)長時間高速超負(fù)荷運行，需綜合考慮運轉(zhuǎn)時間和負(fù)荷的合理分配。
③保持柴油機的正常工作溫度(80~90℃)。運行過程中要注意觀察冷卻水量和水溫、油溫狀況，如發(fā)現(xiàn)水量不足或水溫、油溫高于限值，則應(yīng)及時停機檢查，妥善處理后再開機運行。
④使機油數(shù)量和壓力保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。在運行過程中要注意觀察機油油面及機油壓力表或機油壓力指示燈，如發(fā)現(xiàn)機油量不足或機油壓力低于規(guī)定要求，應(yīng)及時停機檢查，待妥善處理后再繼續(xù)運行。
3.2 嚴(yán)格按規(guī)定維護保養(yǎng)
①按規(guī)定向油底殼加足質(zhì)地純潔、牌號對路的機油。經(jīng)常檢查機油油面及油質(zhì)情況，及時添加或更換質(zhì)量符合要求的機油，保持油面在規(guī)定的范圍內(nèi)，并且油質(zhì)良好。
②加強對機油濾清器的維護保養(yǎng)。這是防止機械雜質(zhì)進(jìn)入軸承與軸頸間，延長柴油機使用壽命的一項重要措施。應(yīng)按規(guī)定及時清洗或更換機油濾清器，以保持其濾清性能和效果，防止機油過度臟污而造成零件磨損與拉傷。
3.3 提高發(fā)動機維修和裝配質(zhì)量
①裝配軸承時要保證軸承與軸頸的配合間隙符合規(guī)定。檢查配合間隙的方法，除用儀表測量外，多采用經(jīng)驗法來判斷確定，通常是將軸承裝入座孔后，涂上機油，再將連桿裝在相應(yīng)的軸頸上，然后用手甩動連桿，若能轉(zhuǎn)動1~1.5圈，沿曲軸軸線方向扳動連桿沒有間隙感覺，即說明連桿軸承配合符合要求;曲軸主軸承配合間隙的檢查方法是將軸承裝入軸承蓋和座孔后，在軸承和軸頸表面涂上機油，裝上曲軸和軸承蓋，并按一定順序(六缸機為4，2，6，3，7，1)、分次(一般為三次)以規(guī)定的力矩將全部軸承蓋擰緊，然后用手扳動曲軸的連桿軸頸，以曲軸能轉(zhuǎn)動1/2圈左右為宜。
②更換軸承時，必須對軸承進(jìn)行選配。根據(jù)間隙選軸承，軸承長度符合規(guī)定，軸承裝入座孔內(nèi)上下兩片每端應(yīng)高出座孔平面0.05min，以保持軸承與座孔緊密配合，提高散熱效果;同時還要求突榫要好，以保持軸承不在軸承座孔內(nèi)轉(zhuǎn)動;軸承與軸頸間的間隙要適當(dāng)，裝人座孔要同心。
③保證裝配質(zhì)量。軸承、連桿、曲軸應(yīng)在完全清潔的情況下裝配，尤其是機油不允許有任何雜物。軸承與連桿、曲軸裝配時，要涂以足量的清潔機油，以保持柴油機冷啟動和運轉(zhuǎn)時的潤滑。
④認(rèn)真做好柴油機總裝后的冷磨、熱試、檢驗和調(diào)整工作。
來源：船舶講武堂
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