8DK28柴油機凸輪軸軸承故障原因分析

2022-08-05

閻(yán)甲良

(陝西柴油機重工有限公司生產(chǎn)技術部)

2003年陝(shǎn)柴重(chóng)工從大發公司引進了8DK28柴油機,廣泛用於船舶主機(jī)、輔機,單機功率為2500kW/750r/min。

但是在運行過程中(zhōng),曾(céng)頻繁出現凸輪軸主軸承燒傷、拉傷事故現象,既給陝柴重工造成了嚴重的經濟損(sǔn)失和名(míng)譽損失,同時也給客戶利益造成嚴重損失。

我們就該型機(jī)凸輪軸(zhóu)軸承故障的現象、產生原因及其對策(cè)進行具體分析,並對事(shì)故柴油機進行修(xiū)複(fù)。

一(yī)、事故的現(xiàn)象

首例事故出現在神華煤駁上,2005年4月,該船從青島運煤到天津港途中,船員突然發(fā)現8DK28柴油機凸輪軸腔有煙霧冒(mào)出,並伴隨著一股(gǔ)刺鼻(bí)的焦糊味,並有壓(yā)力降低。

隨機立(lì)即停機檢查,發現該機10檔凸輪軸軸承全部燒傷。在隨後的3年時間裏又先後有5台機出(chū)現此類情況(kuàng),直接經濟損失近20萬元。

二、故障原因分析

為了查明事故真相避免此類故障的再次發生,本公司服務人員對所(suǒ)有凸輪軸、軸瓦、機身凸輪(lún)軸殼體進(jìn)行了拆卸檢查,發(fā)現各檔凸輪軸(zhóu)軸瓦全部抱死在凸(tū)輪軸上,並隨凸輪軸一起旋轉;對軸(zhóu)瓦(wǎ)拆卸檢查,發現軸瓦上有金屬末(mò),軸瓦、凸輪軸表麵有拉傷(shāng)痕跡。

經分析凸輪軸(zhóu)、軸瓦、軸承殼體磨損、燒傷(shāng)、拉傷原因(yīn)如下。

1.滑油品質不(bú)良

統計發現凡是出現此類事故的船上滑油品質均未達到規定要(yào)求,鋁、釩(fán)等(děng)雜質嚴重超標,鋁、釩等雜質顆粒進入凸輪軸與(yǔ)軸瓦的間隙中,在外力(lì)作(zuò)用下,Z終導致軸瓦拉傷、抱死和軸(zhóu)承殼體嚴重磨損。

2.滑油壓力不足

8DK28柴油機的潤滑路線為:

滑油總管的(de)→曲軸→活塞→連杆→搖臂→凸輪軸(zhóu),很明顯凸輪軸的潤(rùn)滑處在整機潤滑(huá)的Z末端,經過壓力損失(shī)後,經測定該處滑油壓力僅為0.32MPa(規定0.5-0.6MPa),滑油壓力明顯不足,使凸輪軸潤滑不良,造成凸輪軸(zhóu)與軸瓦(wǎ)的幹摩擦,Z後導(dǎo)致軸瓦和凸輪軸拉傷、燒傷。

因此滑油壓力不足是(shì)造成此類事故發生(shēng)的重要原(yuán)因。

3.軸瓦定位不(bú)良

從理論上講,軸瓦與凸輪軸軸承(chéng)殼體應為過盈配合(hé),軸瓦冷套在軸承殼體(tǐ)內孔(kǒng)中。

但(dàn)是由於種種原因,軸承殼體內孔或者(zhě)軸瓦外徑往往會出現超差,造成(chéng)凸輪軸軸承殼體(tǐ)與軸瓦形(xíng)成間隙配合。

在柴油機運轉過程中,軸(zhóu)瓦與凸輪(lún)軸就一起旋(xuán)轉,使軸瓦潤滑油(yóu)孔與(yǔ)軸承殼體的(de)潤滑油孔不(bú)對中,造成滑油(yóu)無(wú)法到達軸瓦表麵,使軸瓦與凸輪軸之間無法形成油膜(mó),造成兩者幹摩擦,Z終使軸瓦和凸輪軸拉傷、異常磨損。

三、采取的措施

1.采購合格的潤滑油

督(dū)促船東根據柴油機說明書采購(gòu)合格的潤滑(huá)油。

2.提高滑油壓力

加裝專門(mén)的滑油管直接(jiē)到達凸輪軸軸承,以(yǐ)解決滑油壓(yā)力不足問(wèn)題。

3.加裝凸輪軸軸瓦限位螺釘

8DKM-28柴(chái)油機在實船運行過程中多次(cì)發現凸輪軸瓦隨凸輪軸(zhóu)一起(qǐ)轉動、軸向竄動,造成凸輪軸瓦燒傷、抱死現象,為此,我們在相應部位加裝了凸輪軸軸瓦限位螺釘,見圖1。

四、故障柴油(yóu)機的(de)修複

事(shì)故發生後,經服務人員(yuán)檢(jiǎn)測,軸瓦、凸(tū)輪軸、軸承殼體(tǐ)(與機身鑄為一(yī)體)的磨損量都(dōu)達到磨損極限,從理論上來講,此台柴油機肯定報廢。

為了減少客戶和本(běn)公司的經濟損失,我(wǒ)們(men)采取措施對(duì)事故柴油機在船上進行了修複(fù)。

a.更換所有凸輪軸軸瓦(wǎ)。

b.根據測量結果對(duì)凸輪軸進行刷鍍,細砂紙打磨、拋光,使其(qí)Z終(zhōng)達到合格產品要求。

c.對軸承殼體進行冷焊、打磨、拋光(guāng)、光照檢測處理,使其內孔尺寸、各檔凸輪軸軸(zhóu)承孔同軸(zhóu)度都達到合格產品要求。

d.經過以上修複後,Z終進行(háng)裝配(pèi)、試車、試航。

其結果表(biǎo)明經過修複後的柴油機完(wán)全達到新柴油機的品質要求,跟新柴(chái)油機無任何區別。

五、結論

a.通(tōng)過督促船東采購合格潤滑油,提高了柴(chái)油機滑油品質,杜絕了凸輪軸軸承拉傷、燒傷事故的發生;

b.通過加(jiā)裝專門的滑油管,提高了凸輪軸潤滑油壓(yā)力,解決(jué)了凸輪軸與軸瓦幹磨問題。

c.加裝限位螺釘,避免(miǎn)了凸輪(lún)軸軸瓦的軸向竄動和圓周(zhōu)運動(dòng),解決了凸輪軸軸瓦拉傷問題,提高了凸輪軸運轉的可靠性。

d.對故障柴油機的修複,使本來報廢的柴油機起死回生,挽回了經(jīng)濟損失。

通過試車和(hé)實船驗證,采取以(yǐ)上措施完全滿足8DK28柴油機的使用要(yào)求。

采取以上措施之後(hòu),再未出現過凸輪軸(zhóu)拉傷、燒傷事故的發生;修複後的首例事故柴油機經過(guò)7年實際運行,一切正常,沒有出現任何事故,證明我們的修複(fù)方法是可行的,並在(zài)其他係列柴油機(jī)上可以推廣應用?

(來源:內燃機)

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