1、一連桿組件的故障和處理1 連桿小端軸承（頭式軸承）授課日期班次110521110522110523授課節(jié)次學(xué) 時(shí)2教學(xué)設(shè)計(jì)（或?qū)W習(xí)情境）第九節(jié)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的故障與管理教學(xué)目標(biāo)（能力、知識、素質(zhì)）曲軸和主軸承的常見故障及處理教學(xué)方法課堂講授、多演示、參考書及教具主推進(jìn)動(dòng)力裝置- 中國海事服務(wù)中心船舶柴油機(jī)本次的重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：曲軸的常見故障缺陷和處理難點(diǎn)：主軸承的常見故障缺陷教學(xué)過程（時(shí)間安排等）作業(yè)或 復(fù)習(xí)思考題題庫課后小結(jié)（優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)意見）無論是筒形活塞式柴油機(jī)的連桿小端軸承還是頭式柴油機(jī)的頭軸承，其工作條件都非?？量?。由于軸承負(fù)荷大，承壓面積小，潤滑條件差等原因，它們在運(yùn)行中極易發(fā)生故障

2、。在管理中，要特別注意它們的潤滑，確保油壓，油量正常在檢修時(shí)要仔細(xì)觀察軸承和軸頸的表面狀況和進(jìn)行必要的測量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷。常見措施： 提高2 連桿桿身頭軸承的滑油壓力； 首先將滑油引入頭軸承減少壓降。頭式柴油機(jī)的連桿桿身一般很少出現(xiàn)故障；筒形活塞式柴油機(jī)的連桿桿身有時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋和桿身彎曲等故障（三種變形）連桿螺栓柴油機(jī)運(yùn)行中，若連桿螺栓斷裂，不僅會(huì)造成柴油機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞，而且會(huì)危及輪機(jī)人員的生命安全。因此必須確保連桿螺栓工作可靠。連桿螺栓損壞的常見原因予緊力過大或嚴(yán)重不均螺栓定位圓與孔間隙過大，使螺栓受剪切力作用。 C螺母或頭部與支承面貼合不良，產(chǎn)生附加彎矩過大。D螺栓材質(zhì)不合要求或表面受 E柴油

3、機(jī)發(fā)生過拉缸或咬缸事故。F連桿螺栓防松裝置失效。跡較重使用中若連桿螺栓的伸長量超過規(guī)定值，或使用時(shí)間超過期限，均應(yīng)換新二曲軸組件的故障與處理檢查內(nèi)容檢查軸頸有無擦傷，腐蝕，機(jī)械損傷和過度磨損，測量軸頸的直徑，計(jì)算圓度和圓柱度檢查軸頸特別是圓角及油孔附近有無裂紋，若發(fā)現(xiàn)裂紋應(yīng)根據(jù)鋼質(zhì)海船入級與建筑規(guī)范要求對裂紋進(jìn)行處置。檢查曲軸紅套或壓力配合處有無松弛或滑移現(xiàn)象。檢查分段式曲軸的法蘭連接及組合式曲柄臂與平衡重塊的緊固是否可靠。磨損柴油機(jī)長期使用后，曲柄銷，主軸頸和頭銷頸會(huì)產(chǎn)生磨損，出現(xiàn)圓度和圓柱度，它是衡量磨損的主要參數(shù)。圓度過大，將使軸頸與軸瓦配合間隙變化，破壞潤滑油膜，降低軸承的承載能力；圓

4、柱度過大，使軸承負(fù)荷軸向分布不均，引起活塞運(yùn)動(dòng)裝置的失中。曲軸的最大磨損是軸承對軸頸的熔著磨損。由于軸瓦裝配錯(cuò)誤或潤滑油中斷等原因，造成軸與軸承干摩擦，軸承工作溫度過高使軸承合金熔融，黏著于軸頸又撕斷，若不及時(shí)處理，不斷加重，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致曲軸被熔著，軸瓦抱死，停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 （還與軸瓦材料，制造精度，滑油質(zhì)量，軸頸表面狀況等有關(guān)）二沖程柴油機(jī)及部分四沖程柴油機(jī)，曲柄銷外側(cè)的磨損大于內(nèi)側(cè)的磨損，這是因?yàn)楦邏簹怏w力的作用大于慣性力，活塞連桿以受壓為主，因此曲柄銷磨損主要在外側(cè)，而主軸頸是在遠(yuǎn)離曲柄銷一側(cè)磨損較大。中高速四沖程柴油機(jī)的磨損與上述情況剛好相反。3 疲勞損壞定義： 是曲軸在交變負(fù)荷作用下產(chǎn)生裂

5、紋并逐漸擴(kuò)展，隨著裂紋的逐漸發(fā)展，承載截面逐漸減小，最后因截面尺寸而發(fā)生突然斷裂。形式：彎曲疲勞損壞扭轉(zhuǎn)疲勞損壞（體現(xiàn)了疲勞損壞過程發(fā)展的三個(gè)階段）疲勞損壞斷面特點(diǎn)： 三個(gè)區(qū)域初始裂紋區(qū)：斷面紋理的發(fā)源地漸斷紋理區(qū)：是由兩斷裂面間的摩擦形成的，在這個(gè)區(qū)域中，因有污物存在斷裂面顏色暗淡C突斷區(qū)：因截面彎曲疲勞損壞，突然斷裂，截面具有沖擊折斷的特點(diǎn)，晶粒粗糙明亮因?yàn)榍叟c曲柄銷的過渡圓角處最為薄弱，所以彎曲疲勞損壞首先產(chǎn)生在曲柄銷圓角處或主軸頸圓角處，然后向曲柄臂發(fā)展。這是因?yàn)閷Τ惺軓澢鷣碚f，曲柄臂比主軸頸和曲柄銷弱。彎曲疲勞的斷面是與軸線垂直的，裂紋線為波浪線。注意曲軸的彎曲疲勞破壞，通常是由

6、于軸頸不均勻磨損造成的主軸承不同軸度而引起的，特別是某個(gè)主軸承過低，當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)，這段軸就會(huì)產(chǎn)生過大的變形和過大的交變彎曲應(yīng)力。由于軸承的不均勻磨損要經(jīng)過一定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間才會(huì)發(fā)生。因此彎曲疲勞損壞很少發(fā)生在柴油機(jī)上。扭轉(zhuǎn)疲勞損壞長期使用的曲軸在驅(qū)動(dòng)力矩作用下產(chǎn)生交變的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生附加的交變扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；它們會(huì)引起曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。扭轉(zhuǎn)疲勞裂紋多從油孔開始，然后向與軸線成 45的方向發(fā)展。所以往往出現(xiàn)兩條對稱裂紋，起始于過渡圓角處的扭轉(zhuǎn)疲勞裂紋，由于軸頸的抗扭截面模數(shù)比曲柄臂弱，因此裂紋多自圓角部位向軸頸發(fā)展，其斷面形式與軸線成 45角。裂紋線附近為螺旋線。注意扭轉(zhuǎn)疲勞損壞一

7、般是出現(xiàn)在柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)初期，但現(xiàn)在扭振的計(jì)算及測量技術(shù)比較成熟，只要扭振減振器不發(fā)生故障，不飛車，又不過于疏忽，通常不會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。相反，彎曲應(yīng)力復(fù)雜，難以精確計(jì)算，而且軸承磨損后會(huì)產(chǎn)生很大的附加彎曲應(yīng)力。因此，曲軸的彎曲疲勞損壞多于扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。另外，曲軸材料的缺陷和腐蝕也是導(dǎo)致曲軸疲勞損壞的原因。例如：曲軸材料可能有縮孔，氣孔，收縮裂紋，夾渣等缺陷，當(dāng)這些缺陷處在應(yīng)力集中部位時(shí)，性就更大了。若潤滑油變質(zhì)會(huì)使曲軸圓角處腐蝕，或由于滑油中進(jìn)水及停機(jī)后軸頸表面的凝結(jié)水（在潮濕空氣中易出現(xiàn)）使軸頸油孔或圓角處腐蝕，都有可能使曲軸產(chǎn)生腐蝕疲勞破壞。防止曲軸疲勞破壞的注意事項(xiàng)：A定期檢查曲軸的軸

8、線狀況，軸頸與下瓦的貼合情況。 B操車時(shí)快速通過臨界轉(zhuǎn)速區(qū)C定期檢查保養(yǎng)扭振減振器，使其狀態(tài)良好。D充分利用分油機(jī)分離滑油，確保油質(zhì)良好，并定期化驗(yàn)。4 曲軸的紅套滑移在組合式曲軸中，其套合處有時(shí)發(fā)生相對位置錯(cuò)動(dòng)的現(xiàn)象稱為將嚴(yán)重影響滑移曲柄以后各缸的定時(shí)，燃燒和功率。曲軸受到了很大的沖擊性扭矩。例如：漿葉碰到冰塊，礁石，淺灘及氣定義：危害：原因：缸中產(chǎn)生水擊；曲軸紅套質(zhì)量不佳，如過盈量太小，加熱溫度等。應(yīng)急處理：若滑移量不大可重新調(diào)整定時(shí)后，降速維持運(yùn)行。并盡快安排進(jìn)廠修理5 曲軸的撓曲變形（添加內(nèi)容）大中型柴油機(jī)的曲軸較細(xì)長，剛性較低。安裝后，自重使主軸頸座貼于主軸承下瓦表面，當(dāng)各道主軸承中

9、心高低不一時(shí)，安裝后的中心線就不是一根平直線而是呈彎曲弧線，這樣，曲軸回轉(zhuǎn)一周中，兩個(gè)曲柄臂之間的距離就會(huì)發(fā)生變化，隨著曲軸的不斷回轉(zhuǎn)，兩個(gè)曲柄臂就不斷擴(kuò)張，縮攏，產(chǎn)生撓曲變形。它是引起曲軸彎曲疲勞損壞的主要原因。臂距臂距差臂距差的測量根據(jù)臂距差判斷軸線狀況影響臂距差的三軸瓦的故障與處理軸瓦常見故障及損壞形式：1 拉毛與擦傷軸瓦表面出現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)方向的溝槽和劃痕。原因： 滑油中混管理中要提高滑油的濾入了硬質(zhì)顆粒，或裝配時(shí)清潔工作不良。清效果和裝配時(shí)的清潔工作質(zhì)量。措施：在2 磨料或熔著磨損在軸瓦主要承載區(qū)出現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)方向的大面積細(xì)微擦痕和發(fā)亮的磨痕。原因： 滑油中含有細(xì)小的雜質(zhì)；柴油機(jī)長時(shí)間過載；柴油機(jī)頻繁的起動(dòng)停車，使油膜厚度太薄。從而產(chǎn)生混合摩擦。（磨料磨損，熔著磨損）3 偏磨在軸瓦的中部，一側(cè)或兩側(cè)邊緣出現(xiàn)磨損痕跡。柱度不合乎要求，使局部負(fù)荷集中而導(dǎo)致混合摩擦。原因：軸頸圓度和圓措施：提高加工精度。4 咬黏燒熔-合金層熔化并沿圓周方向被拖動(dòng)。 原因：軸承過載；潤滑不良或斷油；軸承間隙過小；瓦背與軸承座貼合不好，散熱不良，從而導(dǎo)致軸承嚴(yán)重發(fā)熱，使合金層熔化。措施：保證正確的軸承間隙；控制滑油工作溫度，壓力和流量正常； 保證瓦背與軸承座的良好貼合龜裂或疲勞剝落軸瓦表面出現(xiàn)細(xì)致裂紋和片狀剝落。原因：