探析機車用柴油機(jī)碾瓦的(de)原因及預防(fáng)策略

2014-05-13

卞新安
(常(cháng)州鐵(tiě)道高等職業技(jì)術學校,江(jiāng)蘇常州 213011)
  摘 要:針對機車用柴油機工作中存(cún)在的碾瓦現象進行分析:基於碾瓦現象給修理帶來(lái)的麻煩,有(yǒu)必(bì)要探究其產生的原因,並提出(chū)相應的預防與整改措施。實踐證明,通過采取一係列相應的有(yǒu)效措(cuò)施(shī),這一碾瓦現象可以(yǐ)得到很大的改善。
  關鍵詞:柴油機碾瓦;原因;預防(fáng);整改
  一、柴油機碾(niǎn)瓦的危害
  柴油機碾瓦,又稱燒瓦。柴油機一旦發生碾(niǎn)瓦故障,將嚴重影響機車的運行。為確保機車的安全運行,須及時進行檢修及(jí)更換。首先,輕者需要在機車上更換(huàn)軸瓦,工作量(liàng)及工作難度較大,且產品質量也得不到(dào)相應的保證,嚴重時還需(xū)將柴油機吊下車進行修理,返工量就更大(dà),且修理周期(qī)長。其次,柴油機發生碾瓦(wǎ)後,如果不能及(jí)時發現並更換,還會導致曲軸拉傷和(hé)過熱變色而報廢。更為甚(shèn)者,如(rú)機(jī)車在運行中發生碾瓦,還會造成機破,不僅給生產企業帶來較(jiào)大的(de)經濟損(sǔn)失和名譽(yù)損失,也直(zhí)接影(yǐng)響鐵路運輸的暢通和安全。為此,筆者認為有必要對可能造成柴油機碾瓦的主要因(yīn)素逐條查找分析,通過對多台機車的故障現狀進(jìn)行比對分析,製定預防柴油機碾瓦的(de)一(yī)係列預(yù)防及整改措施。
  二、柴油機碾瓦(wǎ)的理論分析
  1、柴油機碾瓦的過程
  柴油(yóu)機碾瓦以曲軸碾瓦為主,其定性為過載(zǎi)性碾瓦,若曲(qǔ)軸主(zhǔ)軸(zhóu)頸與連杆頸所受的載荷大大(dà)超過軸承油膜的承載能力,則(zé)使承載油膜失效,致使軸頸表麵與軸瓦表麵(miàn)逐漸接觸(chù),產生半幹摩擦和幹摩擦,摩擦因數增大,軸承(chéng)內部摩擦熱急劇上升,軸承的摩擦狀態進一步惡化,Z終導致承載油膜完全被(bèi)破壞而失去(qù)承載能力,軸頸表麵與軸瓦表麵大麵積直接接觸,幹摩擦加劇,軸瓦的合金層(céng)被高溫全(quán)部熔化,這就是柴油機碾瓦故障發生的過程。
  2、曲(qǔ)軸碾瓦的(de)過程
  首先從柴油(yóu)機主軸承的結構(gòu)來分析,柴油機(jī)主軸承為開合式滑動軸承(chéng),由上下兩塊半圓形金屬瓦組成(chéng),潤滑方式為壓力潤滑。加上主軸瓦的工作狀況,對柴油機的可靠性來說起著至關重要的作用。兩者的工作壽命直接決(jué)定柴油機的修理期限。
  柴油機曲軸工作(zuò)時,軸頸是在比它大的一個軸承(chéng)孔內旋轉的,間隙中充滿了壓力潤滑油,潤滑(huá)油被旋(xuán)轉的軸頸帶入一逐漸(jiàn)變窄的(de)縫隙中,引起油壓的上升。在軸向,壓力的峰值處於軸承的中心,軸頸兩端則(zé)被壓力降低的油液所包圍,油液作用於曲軸的力與曲軸主軸(zhóu)頸所受的外加載荷互相平衡。當給定載荷的大小、方向和轉速都是恒定時,曲軸中心處(chù)於主軸承孔中心,偏移了一個偏心距的固定位置。由(yóu)全部偏心量所(suǒ)造成的在軸承孔和軸承表(biǎo)麵之間的Z小距離(lí),稱之為“Z小油(yóu)膜厚度”。當運轉參(cān)數發生變(biàn)化時,軸心位(wèi)置沿著半圓移動。在高(gāo)速輕載工況下,軸心固定於軸承孔中心,而在低速輕載工況下,軸心則大大偏離軸承孔(kǒng)中心。在柴油機工(gōng)作時,如果由於(yú)某種原因使油膜的Z小厚度(dù)小於零(líng)件表麵的微觀不平度,則油膜將被破壞而失去承載能(néng)力,使軸頸和(hé)軸瓦表麵直接接觸,進入半幹摩擦和幹摩擦狀態,如果在這種狀態下運轉,就會導致軸瓦很快磨損和發熱,造成曲軸碾瓦。
  三(sān)、柴油機碾瓦的原因分析
  通過以(yǐ)上(shàng)對柴油機碾瓦的定(dìng)性分析,本人結合生產現場,對多台返修機車進行實地檢測,從加(jiā)工質量、裝配工藝、潤滑條件及使用(yòng)等多方麵,尋找引起柴油機碾瓦的種種因素,歸納如下:
  1、主軸瓦或(huò)連杆瓦本身的質量達不到設計要求:
  (1)上、下(xià)瓦兩(liǎng)端接合處作削薄處理時,粗糙度沒有(yǒu)達(dá)到圖紙要求;
  (2)金屬表層抗咬口(kǒu)強度低,造成軸瓦的穴蝕、脫殼、剝離等。
  2、曲(qǔ)軸主軸頸的跳動量過大(dà),或主軸頸、連杆頸(jǐng)的表麵粗糙度達不到要求,造(zào)成軸頸與軸瓦接觸不勻或單邊接觸,不能夠形成(chéng)良好的承載油膜。
  3、連杆檢修不良:
  (1)連杆大頭孔徑超限;
  (2)連杆瓦的緊餘量偏大或偏(piān)小;
  (3)軸瓦瓦背與連杆大頭孔接觸麵不好。
  4、機體的同軸度或階梯度不良:
  柴油機機體使(shǐ)用後,易發生變形,導(dǎo)致主軸承孔的同軸度、階梯度發(fā)生變(biàn)化,使得軸瓦與軸承孔的接觸不均勻,承(chéng)載不勻,散熱不良,軸瓦局部過載;
  5、組裝質量差:
  (1)受(shòu)力瓦定位肖孔(kǒng)變形頂住瓦背(bèi),形成局(jú)部(bù)過載;
  (2)主軸承螺母拉伸量偏大或偏小,造成主軸承圓度變(biàn)形或螺母鬆動;
  (3)曲(qǔ)軸軸向偏(piān)大或偏小,哈夫麵接觸不好;
  (4)連杆大頭定(dìng)位套鬆動。
  6、相關零部件、管路的清潔度差(chà):
  (1)如機體(tǐ)在經過鏜修後,殘留在油道內的鐵(tiě)屑沒有清理幹淨;
  (2)曲軸、連杆等油腔的(de)加工飛邊(biān)毛刺;
  (3)由於機油管路係統零部件的清潔度差(chà),導致雜質、垃圾隨機油的(de)流動而進入軸承內部,從而嵌入軸瓦表麵,如氧化皮、焊渣等雜物。
  7、滑(huá)油粗濾器質量差,滑油(yóu)粗濾(lǜ)器的鋼網(wǎng)強度差,機車運(yùn)用一段時間後,發生開裂,使柴油機的滑(huá)油得不到充分過濾,雜質進(jìn)入軸承造成碾瓦。如DF8B-0028#機車在運行10萬km左(zuǒ)右,發生主軸瓦第七位碾瓦,經檢查發現滑油粗濾器鋼網已開裂,更換第七位(wèi)主軸瓦,更換滑(huá)油粗濾器濾芯,直至架修,沒有發生此類(lèi)故障。
  8、滑油(yóu)壓力過低或缺油,油道堵塞(sāi),不能形成良好的進油和出油,導致潤滑或(huò)散熱不良,造成碾瓦。
  9、油溫、水溫達不到要求時,柴(chái)油機升速或加載過快。
  10、主發電(diàn)機不平衡量過大(dà),造(zào)成(chéng)柴油機後端的擺幅(fú)過(guò)大,振動加劇。
  11、柴油機發生飛車、超載,曲軸的線(xiàn)速(sù)度超出設計允許造成碾瓦。
  四、預防柴油機碾瓦的措施
  1、嚴格工藝紀律,加強員工責任心的教育活(huó)動,製定曲軸(zhóu)組裝規範操作法,活塞連(lián)杆組組裝規範操作法(fǎ)。
  2、嚴格控製各零部件的清潔度,加(jiā)強對(duì)油道、油腔、機油管路的清洗吹掃,對曲軸(zhóu)、凸輪軸油口進行防塵包(bāo)紮,對各機油進口、出口進行封口處理,派專人檢查清潔度,如機體油(yóu)道,曲軸油(yóu)道,活塞(sāi)連杆組油道等,在柴油(yóu)機總組裝時,各(gè)零部件上架,不許落地。
  3、嚴格控製機體檢修工序,對機體主軸承孔的圓柱度、圓度和(hé)各孔的階梯度(dù),階梯度嚴格(gé)控(kòng)製,實際油隙與(yǔ)理論油隙相比不允許較大誤差(chà),否則重新(xīn)配瓦。
  4、嚴格控製曲軸、連杆檢修工序,加強主軸頸、連杆頸粗糙度的測量,嚴格控製連杆瓦的緊餘量,連杆瓦與連杆大(dà)頭孔塗色檢查,保證貼(tiē)合良好。
  5、定(dìng)期對台(tái)架試驗用滑油檢查分(fèn)析,對結果不合格的滑油立即更換(huàn),定期更(gèng)換滑油粗濾器濾芯。
  五、小結
  在產品生產過程中,發生質量問題(tí)是(shì)難以(yǐ)避免(miǎn)的,關鍵是要能找出問題產生的根本(běn)原因,繼而從根源上去(qù)尋找解決這一問題的有效措施,然後進行必要的工藝試驗(yàn),驗證措施的可靠性,Z後將可靠性(xìng)措施付諸實(shí)際生產應用。實踐證明:通過以上整改措施的(de)實施,本文主題柴油機碾瓦(wǎ)現(xiàn)象的發生能夠得到有效的控製。
  參考文獻:
  [1]《柴油機工作原理(lǐ)》長沙鐵道學院出版社
  [2]《機械製造(zào)工(gōng)藝學》機械工業出版社
  [3]《機車車輛工藝研究》中(zhōng)國南(nán)車戚機廠出(chū)版(bǎn)
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