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故障检修与技术维护 |
柴油发电机轴瓦的故障现象及原因分析 |
摘要：轴瓦是康明斯柴油发电机滑动轴承的关键部件，是和转轴接触的部分，一般由两个半圆环组成，并在两半圆环结合面处内孔设置月牙形油槽，油槽底面设进油孔，其主要作用是：承载转轴的径向载荷、保持油膜稳定，减小转轴与轴瓦的磨损。由于现有的部份滑动轴承机组工作环境比较恶劣，如水泥厂等，粉尘污染较为严重，灰尘等颗粒物极易通过润滑油供油系统进入轴瓦内孔，而轴瓦与转轴的间隙较小，无法排出，滞留在油槽内，不仅造成轴瓦的磨损加剧，同时也会破坏油膜的刚度，使轴承润滑失效，影响柴油发电机组正常运行。
一、工作条件
① 连杆轴承在工作时受到气体爆发压力和连杆组往复惯性力的交变冲击作用。
② 轴瓦的单位面积负荷大（达300kgf/cm2以上）。
③ 轴瓦表面与轴颈间相对速度高(>10m/s)o
④ 轴承受脉动油膜压力冲击。
⑤ 由于高速运转，轴承易发热，其温度一般在100、150℃，易使润滑油变质，轴承表面产生腐蚀磨损。
⑥ 高温作用，燃油进入，不完全燃烧物溶入，使润滑油变质。
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轴瓦结构图 |
二、常见故障
1、轴承烧蚀
① 原因
润滑不良：
润滑不良，使曲轴与轴瓦之间发生干摩擦，产生很高的温度，由于轴瓦合金层的熔点很低（铜铅锡合金的熔点为240℃左右），要求其正常工作温度为60~70℃，绝不能在超过100℃的情况下工作，随着润滑条件的恶化，温度升高到100℃时，轴瓦合金开始变软，当温度继续升高到轴承合金的熔点时，轴瓦合金就会烧坏。
装配间隙过小：
如果轴瓦与曲轴装配间隙过小，则润滑油不易进入，也容易产生烧瓦现象。
② 措施
保证正常的机油压力和温度；保证合适的装配间隙。
2、轴瓦拉伤
① 原因
润滑油中有机械杂质，轴瓦配合间隙过大，机油泄油量过多，导致机油压力过低，不能形成正常的油膜，轻则加剧磨损程度，重则拉伤烧蚀摩擦表面。
② 措施
加强润滑油的滤清工作。
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轴瓦拉伤检查 |
3、合金脱落
① 原因
合金质量不好；浇铸质量不高；装配间隙不当；瓦片变形。
② 措施
在维护保养时，注意观察轴承的质量；装配时保证合适的装配间隙。
4、轴瓦高出度问题
轴瓦高出度问题主要表现为轴瓦高出度消失，其原因为：
（1）轴瓦在工作中，材料发生塑性变形。
（2）轴瓦在制作过程中，高出度测量方法不正确。
对于高出度要求，主轴瓦为：高出度校验力371278kN，高出度为0.08～0.12mm;连杆瓦为：高出度校验力22.563 KN，高出度为0.20～0.24 mm。
检验方法：
把测量高出度用的标准瓦放在高出度检验设备的胎具上，在规定的检验力下，把测量轴口到胎半圆高的平面距离的百分尺指针调“0”，再把所要检验的产品瓦放入检验胎中，按规定的检验力，此时百分表指针波动值应在标准瓦的范围内。高出度过小，工作时轴瓦发生转动，如主轴瓦转动曲轴会断，连杆瓦连动活塞会抱缸·高出度过大，装入孔座后瓦口面收缩，使瓦口部分的铝合金层与轴颈接触发生碾片。
5、 轴瓦工作表面穴蚀
轴瓦局部工作表面出现密集型的蜂窝状针孔，到一定程度时剥落。其原因主要有：
（1）机油在该处流动速度突然变化，产生气泡，气泡破裂对工作面产生大的冲击力所致。
（2）瓦背与座孔接触面上发生局部悬空，其相对工作面上出现穴蚀。瓦背发黑则表明轴瓦表面与座孔未接触，未发黑表明已接触，按规定其接触面应不小于60%。
三、预防措施
1、装配期间预防的措施
（1）轴瓦在组装前
应检查轴瓦座及轴瓦盖是否有其他高点，以防高点改变轴瓦的正常尺寸，如果有高点，应该用油石将其磨掉，并检查主轴承孔的同轴度，不符合要求应该修磨或更换。
（2）轴瓦在组装时
应严格按照规定力矩分三次均匀拧紧，测量主轴瓦与主轴颈及连杆瓦与连杆轴颈的配合间隙应符合技术要求。上下瓦一定不能装反，轴瓦的预紧量一定要符合要求，以防轴瓦在座内转动。
（3）轴瓦在使用前
应仔细检查轴瓦工作表面有无剥离穴蚀等现象，轴瓦背接触面是否均匀，并加强合金层与钢背结合强度的检查，对工作表面有较多气孔的轴瓦应不予装用。
（4）应定期打开观察孔盖，检查油底壳滤网上有无金属碎片。如果发现有金属碎片要全面检查碎片处连杆瓦连杆颈两端可见部位状态，及主轴瓦与主轴颈两端边缘状态，一旦确定故障部位，应立即处理。
2、使用期间的预防措施
（1）起动发动机要细心操作。起动发动机之前要进行必要的检查，检查项目包括机油油面高度及各油管接头、滤清器等。起动后应怠速运转3-5min左右，冬季怠速运转时间应长一些，最好是10min左右。切记：发动机起动后机油压力未上升前不能强行提速。
（2）使用符合规定的润滑油。发动机对润滑油的品质要求较高，推荐使用长城牌15W/40cf-4中增压柴油机机油，一般地区可全年使用。对于较寒冷地区，可选用CD20柴油机油。
（3）日常运行中要坚持必要的检查。开机前、开机中及停机后检查发动机，及时处理油路接头的渗漏，保证发动机的正常运行。
（4）安装机油滤清器要细心检查。安装之前应先查看滤清器的外表有无破裂和挤压痕迹，如有，坚决不用再查看滤清器上的封油胶垫有无破损，如有破损则应更换。安装时，在滤清器胶垫上涂少许机油，用双手抱住拧紧，不能用大扳手、管钳等，因用大扳手、管钳等极易将滤清器外壳损，在使用中易造成破裂，危及发动机的安全运行。安装后起动发动机怠速运转10min,压力上升后，观察封油圈有无渗漏，如有渗漏一定要给予更换。
如果发动机出现烧瓦故障，在更换轴瓦安装时，应注意彻底清洗主油道及各部油道，保证油道内无杂物。由于机油冷却器死角处不易清洗干净，建议更换机油冷却器。
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