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柴油机主轴承盖漏油和座孔磨损的故障分析 |
摘要：柴油发电机缸体主轴承盖发生了漏油、磨损、失圆超限时，一定不能存有侥幸心理而不作处理维修就装配。主轴承不论采用哪种方法维修，维修后都要仔细检查后再装配。特别是维修个别座孔时，一定要保证各座孔的同轴度。只有这样才能保证柴油发电机的正常运转。
一、主轴承盖漏油故障分析
柴油发电机主轴承盖漏油分为两种情况，一种是大修后新装配的机器发生主轴承盖漏油现象；一种是使用一段时间后发生了主轴承盖漏油现象。主轴承盖漏油有两处，一是主轴承盖与机体的结合面上漏油，机油从机体壁上往下流；二是曲轴油封处漏油，漏出的机油经飞轮轮缘甩出。
1、大修后主轴承盖漏油原因
（1）材质自身的原因，如裂纹、砂眼、多针孔及夹渣等缺陷会引起机油的渗出。
（2）机体上的孔与主轴承盖大外圆为过渡配合，因加工误差使实际装配中变成间隙配合。机油就会从这个配合间隙渗出。因此，加工时要控制加工精度。
（3）装配前，工件上凡形成的碰伤、拉毛等未能有效处理的，会造成不该有的偏差和间隙，使渗油成为可能。因此，在装配前要注意工件表面的加工质量。
（4）装配时，纸垫未装平整、螺栓的拧紧力矩不等、螺栓的拧紧顺序未按要求进行，也会引起柴油发电机渗、漏油。因此，装配时纸垫要放平整，螺栓拧紧的顺序和拧紧力矩一定要按要求进行。
2、使用中主轴承盖与机体结合面处漏油原因
（1）轴承盖垫片破损。
（2）机油泵泵油压力过高。
（3）主轴承盖与机体配合过松。
（4）曲轴箱呼吸器堵塞，曲轴箱内气压过高。
（5）主轴承盖螺栓未上紧或因振动而松动。
3、使用中曲轴油封处漏油原因
（1）曲轴油封因长期使用，密封唇磨损或破裂，或因橡胶老化变硬，失去密封作用。
（2）安装曲轴油封时不小心，油封密封唇破裂。
（3）曲轴与油封配合处，由于磨损而出现沟槽。
（4）油封弹簧脱落，油封失去自紧作用。
（5）曲轴主轴承磨损严重，或更换主轴承后，主轴主轴承座孔与油封中心不同轴，在曲轴运转中会产生一边紧，一边松的现象，配合松的一边将产生漏油。
（6）机油泵泵油压力过高。
（7）油封装反。
（8）曲轴箱呼吸器不畅通，曲轴箱内气压过高。
（9）油封本身质量欠佳。
4、主轴承盖部位漏油的检查与排除
（1）曲轴油封安装部位如图。若曲轴与主轴承的配合间隙过大，对油封的工作性能有很大的影响。检查曲轴轴颈与主轴承的配合间隙，可用手将飞轮向上提起，如感觉上下晃动较大，说明配合间隙过大，若间隙超过0.25mm，则应更换主轴承。
（2）如主轴承与曲轴轴颈的配合间隙不大，应拆下主轴承盖，检查油封是否磨损严重，密封唇是否破裂，橡胶是否老化变硬，若有此类情况，应更换油封。
在更换油封时，应将新油封在机油里浸一下，以免在更换后的第一次启动时，油封唇口发生干摩损坏。同时在安装时应注意油封唇口不要被曲轴上的键槽刮伤，也不要使油封唇口翻转或弹簧脱落，装有自紧弹簧的一边应朝向主轴承。检查曲轴是否磨出沟槽。
（3）若是主轴承盖垫片破损，则应更换。曲轴轴向间隙应控制在0.15～0.25mm。若是由于紧固螺栓松动而引起漏油，则应拧紧螺栓。
（4）检查曲轴箱呼吸器是否堵塞，若堵塞应拆下清洗，并注意检查呼吸阀片关闭是否严密。
（5）经过上列检查后仍不能排除故障时，还应检查机油压力是否过高。若过高，可在机油泵盖与机油泵体结合面上加上适当厚度的纸垫。纸垫不能过厚，否则机油泵容积效率降低过多，泵油无力，供油不足，会引起烧轴瓦。
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图1 柴油机主轴承盖 |
图2 柴油机主轴承盖分解图 |
二、主轴承座孔磨损故障分析
1、故障案例
一台为康明斯NT855型柴油发电机，由于使用劣质机油致使缸体烧坏，曲轴烧损，磨损严重。经拆卸后发现，主轴承有三道轴瓦抱死在曲轴上，使得主轴承座孔磨损、失圆，部分主轴承盖与气缸体的配合松动。认真检查后发现，该柴油发电机缸体的主轴承座孔的圆度、圆柱度和同轴度都超过限度，而且主轴承座孔孔面上还有拉痕，按常规修理方式，缸体已报废。后来，从柴油发电机厂购得未精加工内孔的主轴承盖毛坯，为了节约，就对该柴油发电机缸体的主轴承座孔进行了维修。
2、故障检查
（1）主轴承座孔形状情况检查
机座上平面校正合格后，首先应检查主轴承底孔的表面精度，一般用假轴涂色油进行检查。要求底部60°范围内着色面积大于80%，且分布均匀。如果不符合要求，可适当研刮。
（2）同轴度检查
检查主轴主轴承座孔的同心度，目前常采用拉线法进行测量，如图3所示。除拉线法外，座孔中心的同心度还可用光学望光法、假轴法等进行测量。而平板法（如图4所示）可测量主轴主轴承座孔垂直方向的同心度和座孔中心线对机座上平面的平行度。
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图3 柴油机主轴承座孔拉线示意图 |
图4 柴油机主轴承座孔平板测 |
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图5 柴油机主轴承座孔中心线测量 |
图6 主轴承座孔深度测量 |
（3）主轴承座孔的测量
主轴承座孔的测量可以使用内径量表在外径千分尺上核对基准尺寸后测量，同时还需测量主轴承座孔的圆度和圆柱度。烧坏轴承常使主轴承座孔在开口处直径缩小而圆度超差，对轴承的正常工作极为不利。如果连杆螺栓的定位面的配合松旷，连杆轴承盖会移位使主轴承座孔圆度超差。轴承主轴承座孔的圆度误差应控制在尺寸公差之内，而圆柱度则应严格控制。
（4）轴瓦与主轴承座孔配合情况检查
将选配好的主轴承下瓦配妥座孔序号，下瓦背壳表面上应涂以一层薄的蓝油，然后轻轻放入座孔，之后将主轴承上瓦及盖装上，用油压撑柱螺栓压紧轴承盖。
拆去所有装置、轴承盖及主轴承上瓦，然后轻轻取下轴承下瓦，用肉眼检查主轴承座孔内的蓝油粘附情况，其蓝油应均匀分布，贴和面积不得少于总面积的75%。
如图7所示，配合紧度是由轴承的自由弹开量和余面高度来保证的。测量余面高度的方法下：按规定装合轴承，交轴承盖螺栓紧固到规定扭矩后松开其中一个螺栓，用塞尺测量轴承盖接口处的间隙，其值应在0.05~0.15毫米范围之内。
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图7 检查轴瓦和主轴承座孔的贴合度 |
图8 柴油机轴瓦下瓦压紧示意图 |
3、维修方案
（1）铿削轴瓦法
当缸体的主轴承座孔的同轴度误差超差较小时，选择具有镇削余量或者重新浇铸轴承合金的轴瓦，将其安装在主轴承座孔上，然后根据所规定的尺寸饉削轴瓦，并校正主轴承座孔的同轴度误差。对轴瓦进行加工来弥补座孔的磨损和变形，这种方法加工简单。但是该柴油发电机主轴承座孔磨飒严重，又找不到有镇削余量的轴瓦，因而不能采用这种办法进行维修。
（2）镶半圆环法
将缸体的主轴承座孔按原中心篷至比原孔径大4~6 mm，接着用中碳钢做一外径与窿孔直径相同，厚4~5 mm，圆弧长度比座孔圆弧长3 mm左右的半圆环，并钻好油孔。修整半圆环使其压紧在座孔内，连同半圆环在座孔上均匀分布钻6个孔，并攻好螺纹，用埋头螺钉将半圆环紧固并钾死。然后铤削平主轴承座结合面，把冒出的半圆环部分铳掉。装上说削了结合面的主轴承盖，将主轴承座孔镇至标准尺寸。最后在半圆环面上饨出定位槽，而该柴油发电机应是在主轴承座结合面上铤出定位环槽。此方法适用于个别磨损严重的主轴承座孔，加工时一定要保证与其他座孔的同轴度。
现在第四道座孔就采用该方法进行维修，修理后尺寸为0120.645-120.660 mm。该柴油发电机缸体的主轴承座孔达到了维修要求。而该柴油发电机的曲轴也进行了磨削加工，配上内径缩小的加厚瓦，把曲轴装入缸体，组装好柴油发电机，试车运转正常，工作良好。
（3）金属喷涂或金属刷镀修复法
先将磨损的主轴承座孔进行销削，消除磨损的痕迹，然后喷涂或刷镀上一层金属或合金，而后把座孔镇削至标准尺寸。这两种方法适用于不同磨损情况的主轴承座孔，但成本较高。
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