曲轴综合故障-故障诊断与案例分析

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：注意不要划伤曲轴和主轴承。装上主轴承盖，并按规定的力矩和顺序紧固主轴承盖。图8-3 曲轴轴向间隙的检测2.曲轴弯曲变形或断裂的原因分析与判断在修理曲轴时，往往不注意对过渡圆角的精心维护，磨削的砂轮圆角没有按照曲轴设计圆角半径修理。如某一缸主轴磨损特别严重，可能产生活塞顶部顶撞气门故障，使柴油机发生剧烈的抖动，导致曲轴弯曲或者断裂。

1.曲轴窜动量太大

（1）故障原因分析与判断。曲轴窜动即曲轴的轴向移动量超过了规定值，由于柴油机的运转，使曲轴前移，迫使活塞连杆组件位移。不仅造成曲轴以及活塞气缸套局部严重偏磨，引起柴油机大量耗用机油，功率下降，还会产生严重的敲击噪声。

为了防止曲轴窜动，多采用止推片（或止推瓦）来限位。安装时应将有油槽的一面靠轴承侧面，以使飞溅的机油流入油槽内进行润滑，减少曲轴与止推面之间磨损。如果止推片（或止推瓦）安装反了，机油不能流入油槽内润滑，曲轴止推面就容易将止推片（或止推瓦）磨损，使曲轴窜动。

（2）曲轴轴向间隙的检查

1）轴瓦的安装要求。将主轴承装在气缸体和主轴承盖上。在安装过程中，不要用手触摸主轴承的内外表面，也不要触摸气缸体和主轴承盖上的主轴承安装表面。将曲轴止推片或轴瓦（图8-1）装到气缸体的主轴承底孔上，切勿在止推片上涂敷机油。将曲轴轻轻地放置在气缸体上。注意不要划伤曲轴和主轴承。装上主轴承盖，并按规定的力矩和顺序紧固主轴承盖。

2）轴向间隙的检测方法。

①如图8-2所示，用百分表测定曲轴沿轴向方向的窜动量。若测定的曲轴止推间隙超过极限值，应更换新的标准止推片（瓦）或加大尺寸的止推片（瓦），以获得标准的轴向间隙（表8-1）。

图8-1 曲轴止推片（或止推瓦）的结构

a）组合式 b）整体式

1—主轴瓦 2—止推片 3—主轴承盖 4、6—油槽 5—油孔 7—止推面 8—翻边止推瓦

图8-2 曲轴轴向间隙的测量

表8-1 部分柴油机曲轴的轴向间隙

②如图8-3所示，用撬棍将曲轴撬向一端，然后选取适当厚度的塞尺插入（与撬动方向相反的一侧的）曲轴止推片（瓦）与止推开档的缝隙中进行测量。

无论用何种测量方法测量，如果获得的曲轴的轴向间隙过大或过小时，可以更换不同厚度的止推片（瓦）或修磨曲轴止推档的宽度进行调整。部分柴油机的曲轴轴向间隙见表8-1。

图8-3 曲轴轴向间隙的检测

2.曲轴弯曲变形或断裂的原因分析与判断

（1）在修理曲轴时，往往不注意对过渡圆角的精心维护，磨削的砂轮圆角没有按照曲轴设计圆角半径修理。一般主轴颈圆角半径应不小于5～6.5mm，连杆颈圆角半径不小于4～5mm，圆角过小不能完全消除尖角的应力集中，圆角过大影响连杆与曲轴连杆颈及曲轴与机体的轴间移动，也增加了气缸套与活塞及曲轴与机体之间的摩擦平面。有的柴油机曲轴采用滚动轴承，在操作中常常发现其径向间隙增大，甚至有的使轴承保持架碎裂。若在运转过程中，尤其是加速时，柴油机抖动猛烈，是因为柴油机转速不稳，时高时低，油门拉杆来回摆动，控制不住。在常负荷运转时，若猛然加大油门，使曲轴在高转速情况下受到较大冲力，就会导致主轴承磨损加快。

（2）曲轴主轴承盖螺母松动，使曲轴失去应有的支承作用。若有一道主轴承盖松动后，该道轴与轴瓦间的间隙必然超过允许值，对该道主轴颈失去支承力，就会迫使这些部位的连杆和轴颈部分形成悬臂梁形式。曲轴在这种情况下工作，它的强度明显不够，曲轴对抗变形能力大为减少，并交变地产生弯曲应力。曲轴弯曲变形使曲轴轴颈过渡圆角产生的弯曲应力也就越大，如弯曲应力超过曲轴的疲劳强度时，就可能导致曲轴在轴颈圆角的部分断裂。

（3）柴油机在工作时，若发生活塞在气缸中咬死、连杆弯曲、传动齿轮“咬死”或突然高速大负荷停机（如船机螺旋桨打在暗礁上）等意外事故时，曲轴都可能因受到过大的扭力作用而产生扭曲变形。

（4）曲轴在运转后，主轴瓦发生不同程度的磨损，造成主轴颈中心线偏移，会使曲轴回转半径加大，各缸工作不均匀。如某一缸主轴磨损特别严重，可能产生活塞顶部顶撞气门故障，使柴油机发生剧烈的抖动，导致曲轴弯曲或者断裂。

（5）曲轴产生弯曲变形后，校直过程过快过猛，会造成曲轴轴颈圆角出微小裂纹，投入使用后遇到较大的冲击力时，就可能导致曲轴断裂。

曲轴综合故障-故障诊断与案例分析

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