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浅析拖拉机发动机曲轴常见的缺陷及其原因,发

时间:2019-06-10 21:00来源:汽车配件
3=SimHei黑河市爱辉区嘉子农机站游泳摘要本文分析叙述了拖拉机发动机曲轴常的几种缺陷及其产生的原因与机理。 华夏汽配网提示,曲轴的缺陷重点肩裂纹、弯曲、轴颈磨损、烧伤及其

3=SimHei黑河市爱辉区嘉子农机站游泳摘要本文分析叙述了拖拉机发动机曲轴常的几种缺陷及其产生的原因与机理。

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华夏汽配网提示,曲轴的缺陷重点肩裂纹、弯曲、轴颈磨损、烧伤及其他部位的损伤。其产生的原因如下: 裂纹①曲轴本身刚度不足据获悉,某些部位断面形状急剧变化,产生严重的应力集中。②轴颈表面淬火时,圆角部分没有淬硬,出现残余应力,造成强度减少。③修磨曲轴时,轴颈到曲柄臂的过渡圆角磨的大小。④长时间在最大扭矩工况工作,会加速曲轴疲劳,在圆角处产生裂纹。⑤局部过热退火造成金相组织变化,体积缩小据华夏汽配网了解,轴颈表面产生很大的拉应力。⑥长时间在临界转速下工作。曲轴裂纹出现后,如不及时修理或更换,在交变载荷的作用下,将一引发曲轴疲劳断裂。 曲轴的弯曲、扭曲变形①发动机超负荷运作,连续爆震。②轴承间隙过大过小,松紧不一。③主轴颈或主轴承座孔不同心。④严重的烧瓦事故。⑥驾驶员操作失误,使发动机承受过大的冲击载荷。⑧飞轮不平衡等。 轴颈磨损由于润滑不良,轴颈间隙不当,操作失误等原因的影响都可能引发轴颈的非正常磨损。磨损的结果,使抽颈圆度和圆柱度增大。圆度增大,通常是由于发动机工作时的气体压力、活塞连杆组运动的惯性力以及连杆大端的离心力所构成的合力作用在连杆抽颈的内侧面,造成连杆轴颈的偏磨,同一时间使主抽对应侧产生偏磨。圆柱度增大,重点是由于油道中机械杂质的存积,使磨料在轴颈上分布不均匀,以便使同一抽颈沿抽向产生不均匀磨损,致使轴颈圆柱度增大。同一时间由于连杆的弯曲,缸套的偏斜,曲轴的弯曲也将使抽颈圆柱度增大。还有其他方法,在此就不一一赘述了。

1轴颈的磨损轴颈的磨损是不均匀的,磨损后不但直径减少,而且产生不柱度和椭圆度。

        曲轴在使用中承受着很大的气体的爆发压力、惯性力的冲击和离心力的作用,除了有磨损特点之外,还会出现不正常损伤、轴颈表面产生划痕拉伤、烧伤、裂纹,以及曲轴发生变形、断裂等故障或事故。本文对这些曲轴损伤原因进行了分析,并提出了在日常使用中的预防措施。

连杆轴颈产生不柱度的主要原因,是由于油道中机械杂质磨料在轴颈上的偏积。曲轴通向连杆轴颈的油道是倾斜的,当曲轴旋转时,在离心力作用下,使润滑油中的机械杂质随着润滑油沿油道的侧流入连杆轴颈,致使同轴颈的磨损不均匀,产生不柱度。磨损最大部位,即机械杂质偏积有些曲轴的连轩颈上,设有离心式沉淀室净化室,以减少油颈的磨损,尤其是不均匀磨损。

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当连杆弯曲扭曲以及缸套偏斜在发动机纵向剖面内时,将使作用在轴颈面上的力分布不均匀,也会产生不柱度。

        曲轴作为发动机核心零件之一,柴油机的全部功率都通过它输出。在使用中,曲轴承受着很大的气体压力、惯性力和离心力的作用,除了有磨损特点之外,还会出现不正常损伤、轴颈表面产生划痕拉伤、烧伤、裂纹以及曲轴发生变形、断裂等故障或事故。

连杆轴颈形成椭圆的主要原因,是由于曲轴在旋转中连杆轴颈所承受的综合作用力气体压力活塞连杆组的惯性力连杆大,的离心力的方向,始终受到连杆大端离心力牵制的结果,合力主要是集中作用在轴颈的内侧面上,轴瓦经常压向连杆轴颈内侧,因此,轴颈内侧面磨损较大,形成椭圆度。

   

主轴颈的磨损也是不均匀的,由于受连杆轴颈离心力的牵制,使主轴颈靠近连杆轴颈的侧磨损最大。主轴颈沿轴向也会出现不规则的锥形磨损,但不十分明显。实际情况明连杆轴颈比主轴颈磨损较快,磨损后轴颈产生的椭圆度比不柱度大。轴颈产生不柱度,使轴颈上负荷分布不均,而过大的椭圆度,就会使油楔破坏,因而大大降低轴承的承载能力,同时还会加剧磨损。

1 曲轴的结构特点

2曲颈的弯曲扭曲及断裂拖拉机使用中,曲轴因过大的冲击载荷,如发动机爆燃,拖拉机起步过猛,尤其是发动机缺机油或轴瓦间隙小,发生烧瓦抱轴事故时,由于零件的热膨胀及面的大面积抓粘,使高速转动的整个曲轴飞轮组猛烈地制动,受到极大的扭矩作用的曲轴产生变形,出现弯曲和扭曲,弯曲度常达扭曲度达达51.

   

2.1曲轴有了弯曲扭曲之后,将加速其配合件的磨损,同时增加轴颈圆角部分的弯曲应力,严重时会使曲轴断裂。

        曲轴飞轮组主要由曲轴、主轴承和飞轮等零件组成,如图1。曲轴的功用是将连杆传来的力变为扭矩,再通过飞轮向外输出功率,并通过齿轮或皮带轮驱动柴油机各机构和各系统进行工作。曲轴由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、曲轴前端和曲轴后端五部分组成。    主轴颈由主轴承支撑。连杆轴颈绕主轴颈中心线旋转。曲柄连接主轴颈与连杆轴颈。一个连杆轴颈与两端的曲柄构成曲拐。在曲柄的相反方向增设有平衡块,用来抵消曲轴旋转时的离心力,以减轻柴油机的振动。   

2.2断曲轴是发动机的严重事故,原因比较复杂,主要有2.2.1机体主轴承座孔变形,不同轴度超过允许范围。

        主轴颈和连杆轴颈之间有斜向油道相通。有些柴油机曲轴连杆轴颈部分制有离心净油腔,当曲轴旋转时,进入油腔机油的杂质和胶体被甩到油腔壁上,经净化的机油进入连杆轴颈和轴瓦之间。净油腔的加工孔用螺塞密封,使用一段时间后,应拧下螺塞,清洗油腔。    曲轴前端装起动爪、曲轴正时齿轮和皮带轮。曲轴后端有飞轮接盘,通过螺栓与飞轮连接。   

2.2.2飞轮与曲轴接盘不同轴,飞轮不平衡。

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2.2.3轴肩圆角半径过小,尤其经过几次磨削后轴颈尺寸相应减少,强度降低,更易断裂。

2 曲轴常见损伤

3轴颈面裂纹划痕及烧伤轴颈面的裂纹,往往发生在油孔周围和轴肩圆角处,这里是应力集中区。当轴肩圆角过小;曲轴飞轮活塞连杆组等联动机件的相互位置不正确;曲轴产生弯曲扭曲变形,致使工作不协调,不平稳,使曲轴受力不均等,都会增大应力集中而形成裂纹。裂纹在交变载荷作用下,不断扩大加深,最后造成曲轴断裂。

 

轴颈面划痕的产生是由,润滑油不净,磨料进入轴瓦与轴颈面引起的。

2.1曲轴轴颈磨损 

烧伤则是由于烧瓦所致。此时,轴颈面发蓝,有时从轴瓦上熔化下来的合金还粘附在轴颈面。3.3轮胎有机械损伤时,要及时发现及时处理;3.4当两侧轮胎磨损不致时,应及时对换使用,防止磨偏;同时,明原因纠正。

        曲轴轴颈磨损后与轴瓦配合间隙增大,运转时发出异常响声,工作状态恶化。   

4轮胎选拖拉机轮胎的选用,应根据其要求来选,不应随便选用,选用轮胎时应注意以下几点4.1两种规格相近的轮胎,范围直径应致,轮胎的断面宽差应不大于同时轮胎外径也不可相差太大;4;拖拉机换轮胎时,应成对换,同时也应注意使用同型号的花纹轮胎;4.3对己磨损的旧轮胎,可用于运输作业,能增加拖拉机行驶的平稳性;对新轮胎或花纹较的轮胎,可用于农田作业。

主要原因:

5拖拉机,技术状况拖拉机技术状况的好坏,也将影响轮胎的早期磨损;5.1拖拉机的前束调整不合适或转向节的外倾角不对时,会造成吃胎现象。

①机油太少或机油中存在着硬质磨料、机油变质含酸性物质。

5.2当拖拉机两边轮距不等时,两胎受力将不致,也会造成轮胎磨损;5.3当差速器间隙过大时,也会使轮胎磨损较快。

②轴颈与轴瓦的配合间隙过大或过小,致使油膜难以形成,发生干摩擦会早期磨损。

以上列举了影响农用轮胎早期磨损的几个问铨,使用中如果注意到以上几个问,采用正确的方法使用与保养轮

③柴油机长期超负荷,柴油机在过热情况下工作,会很快磨损。

④曲轴旋转时,在离心力作用下,机油中机械杂质偏向油孔一侧,成为磨料,使轴颈磨损不匀,产生锥度。

⑤连杆弯曲、扭曲及缸套偏斜,使作用在曲轴上的力分布不匀,也会产生锥度。

   

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2.2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,带有沙粒、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。 

2.3曲轴轴颈烧伤   

        轴颈烧伤处有发蓝的烧蚀痕迹。曲轴轴颈的烧伤磨损是由于烧瓦而引起的。在这种情况下,轴颈与轴瓦间将发生剧烈摩擦,润滑油膜被破坏而产生抓粘,温度急剧升高而使轴颈表面氧化呈蓝色,轴颈表层硬度降低,且常粘有抓粘下来的轴承合金。   

2.4曲轴轴颈表面产生裂纹   

        曲轴裂纹多发生在曲柄与轴颈之间过渡的圆角处以及油孔处。前者是径向裂纹,危害极大,容易造成曲轴折断,发生重大毁机事故;后者是轴向裂纹,顺着油孔沿轴向发展。    产生裂纹的原因主要是制造和修理的缺陷以及使用不当造成的:①使用中,轴颈表面粗糙度差,存在着压痕、划伤、腐蚀、磨坑等缺陷,此处是应力集中的发源地,如没能及时消除,疲劳裂纹先从这里产生和发展。②润滑不足发生严重烧瓦,会引起轴向裂纹。③长期使用,轴颈表面金属疲劳过渡,会引起圆周方向裂纹。④经修磨后的轴肩圆角半径过小、过渡不圆滑或表面粗糙度差,造成应力集中。⑤堆焊修复轴颈时,在表层产生过大的残余应力而引起裂纹产生。   

2.5曲轴变形

        曲轴的变形通常为弯曲变形和扭转变形。变形过大的曲轴会导致自身和相连零件的加剧磨损,加速疲劳,出现曲轴断裂和过大的机械振动。    曲轴变形的原因有非人为原因和人为原因。非人为原因有:曲轴因受到周期性的气体压力、往复运动惯性力、旋转运动离心力和机械制动力作用而变形。人为原因主要是违犯驾驶操作规程和发生事故性机械故障引起的:①重载荷时,起步过猛。②柴油机工作粗暴,使曲轴受到骤然的冲击性负荷。③超速运转或飞车时,为了使柴油机紧急熄火,采取过分猛烈的制动措施。④柴油机因缺润滑油或轴瓦间隙过小而发生烧瓦抱轴事故,使曲轴受到很大的转矩。⑤缸体主轴承座孔严重变形后而不同心。   

2.6曲轴断裂

 

        曲轴断裂是柴油机事故性的损坏,其原因比较复杂。断裂的部位有:①在曲轴轴颈两相邻圆角交接的曲柄臂处。②在连杆轴颈过油孔沿45°角处。③在连杆轴颈根部或主轴颈根部。④在安装飞轮的锥形面键槽处。    所有引起曲轴轴颈表面产生裂纹和引起曲轴弯曲、扭曲的原因,都是引起曲轴断裂的原因。除此之外,还有以下几种原因:

①曲轴的材质不佳、制造有缺陷、热处理质量不能保证、加工粗糙度达不到设计要求。

②飞轮不平衡,飞轮与曲轴接盘不同轴,使飞轮与曲轴的平衡受到破坏,使曲轴产生较大的惯性力,导致曲轴疲劳断裂。

③更换的活塞连杆组重量差超限,使各缸爆发力和惯性力大小不一致,曲轴各轴颈受力不平衡,引起曲轴断裂。

④安装时,飞轮螺栓或螺母拧紧力矩不足,引起飞轮与曲轴连接处松动,使飞轮运转失去平衡,并产生较大的惯性力,使曲轴折断。

⑤轴承和轴颈磨损严重,配合间隙过大,转速突变时,曲轴受到冲击性载荷。

⑥曲轴长期使用,磨修达到三次以上时,因轴颈尺寸相应减小,也易使曲轴断裂。

⑦供油时间过早,引起柴油机工作粗暴;工作中油门控制不好,忽大忽小,使柴油机转速不稳,这些都使曲轴受到较大的冲击载荷而易断裂。

 

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2.7曲轴其他部位的损伤

        曲轴阻油螺纹或轴肩磨损、前端键槽磨损、起动爪螺纹损伤或滑扣等。

3 预防措施

(1)及时保养,保证润滑油质量;修理装配时,保证轴颈与轴瓦的配合间隙正确;避免发动机长期超负荷运转。

   

(2)检修发动机时,必须仔细检查曲轴应力集中部位有无裂纹,有条件可用仪器作磁力探伤检查,发现损伤应及时修复。

   

(3)光磨曲轴时应保持轴颈与曲柄连接处的过渡圆角,切不可磨成尖角,否则会产生较大的应力集中,致使曲轴断损。

   

(4)注意曲轴、飞轮和离合器的平衡,离合器总成安装在飞轮上时,其固定螺栓处应配置垫片,不应有抖振,避免使曲轴工作条件恶化。

   

(5)定期检查轴承及飞轮等件固定螺栓的预紧力。在安装曲轴拧紧主轴承盖螺母时,要按规定的扭矩、次序分多次拧紧。

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