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【轴承知识】曲轴轴承(轴瓦)的选用及发生故障的原因

发布时间:2021年9月25日上午8:25

安装在曲轴和缸体的固定托架上,起到轴承和润滑作用的瓦片通常叫做曲轴轴瓦。

曲轴轴瓦一般分为两种:轴瓦和翻边轴瓦。翻边轴瓦不仅能起支撑和润滑曲轴的作用,还能起到曲轴轴向定位的作用(曲轴上只能有一处设置轴向定位的装置)。

怎么选择轴瓦

(1)选用轴瓦时,必须对其配合间隙进行检查。检查时,用量缸表和测微器测量轴瓦和轴颈,其差值即为配合间隙。轴瓦的配合间隙的检验检查方法是:对于连杆瓦,在轴瓦上涂一层薄机油,将连杆在相应轴颈上,按规定力矩值拧紧螺栓,然后用手甩动连杆,能转动1~1/2圈,沿轴线方向扳动连杆,没有间隙感觉,即符合要求;对于曲轴瓦,在各道轴颈鹤轴瓦表面涂以机油,装好曲轴按规定力矩值拧紧螺栓,双手扳动曲轴,以曲轴能转动1/2圈,且转动轻便、均匀无阻滞现象为合适。

(2)新轴承装入座孔内,上下两片的每端均应高出轴瓦座平面0.03-0.05mm。以保证轴瓦与座孔紧密贴合,提高散热效果。

(3)检查轴瓦长度的经验做法是:将轴瓦安装好,装上轴瓦盖,按规定力矩值拧紧一端螺栓,在另一端盖与轴瓦座平面间插入厚度为0.05mm的垫片,当拧该端螺栓力矩达到10-20N·m时,如垫片能抽不出,说明轴承长度过长,应将无定位突榫的一端锉低;如垫片能抽出,说明轴瓦长度适合;如未拧到规定力矩值垫片就抽不出,说明轴瓦过短,应重新选配。

(4)轴承背面应无斑点,表面粗糙度Ra为0.8μm,突榫可防止轴瓦转动,起定位作用,如突榫过低,可用尖统冲击理想的高度,如突榫损坏,应重新选轴瓦。

(5)把新轴瓦放入轴瓦座上后,要求轴瓦的曲率半径大于座孔的曲率半径,当轴瓦装入座孔后,可借轴瓦自身的弹力与轴承座孔紧密贴合,以利于散热。检查轴瓦有无哑声,可敲击轴瓦背面查听,有哑声说明合金与底板结合不牢,应重新选配。

曲轴轴瓦故障原因

一、曲轴轴承烧熔故障

曲轴轴承烧熔时故障产生后发动机的表现为:烧熔的主轴承处会发出钝而有力的金属敲击声。若所有的轴承都烧熔或松动,则会发出明显的“噹、噹”声。

故障产生的原因

(1)润滑油压力不足,润滑油挤不进轴与轴承之间,使轴与轴承处于半干或干摩擦状态,导致轴承温度升高而使减磨合金熔化。

(2)润滑油道、机油集滤器、机油粗滤器等被脏物堵塞,粗滤器上的旁通阀打不开(阀门弹簧预紧力过大或弹簧与球阀被脏物卡住等),造成润滑油供应中断。

(3)轴与轴承间隙过小,难以形成油膜;轴承因过短而与轴承座孔没有过盈量,造成轴承在座孔中转动,将轴承座孔上的油道孔堵塞,中断润滑油供给。

(4)曲轴轴颈的圆度超差,在润滑的过程中,因轴颈不圆难以形成一定的油膜(轴承间隙时大时小,油膜时厚时薄),润滑不良。

(5)机体变形或轴承承加工误差,或曲轴弯曲等使各主轴承的中心线不重合,造成曲轴转动时,各轴承的油膜厚薄不均,甚至变成干摩擦状态而烧熔轴承。

(6)油底壳内的润滑油量不足且油温过高,或润滑油被水、汽油稀释,或使用了劣质或牌号不符的润滑油。

(7)轴承背面与轴承座孔贴合不良或垫有铜皮等,造成散热不良。

(8)发动机瞬间的超速运转,如柴油发动机的“飞车”,也是烧轴承的原因之一。

故障预防和排除方法

(1)安装发动机总成前,应注意润滑油道的清洁和检测(用高压水或空气冲洗),消除堵塞集滤器的杂物,加强对粗滤器的维护,以防滤芯堵塞和旁通阀失效。

(2)驾驶人应随时观察发动机温度、润滑油压力,察听发动机有无异响;出车前应检测润滑油量和质量。

(3)提高发动机的维修质量,加强对基础件的修前检验。

(4)曲轴主轴承的刮修,应使各主轴承座孔中心同心,在偏差不大而又急于修复的情况下,可采用先校正水平线的刮修方法,其刮修操作与连杆轴承大体相同。

二、曲轴主轴承发出响声

曲轴轴承发出的响声故障产生后发动机的表现是曲轴主轴颈与轴承撞击产生的。在主轴承烧熔或脱落时,深踩加速踏板时发动机会有很大振抖。主轴承磨损,径向间隙过大会出现粗重而发闷的“嘡、嘡”敲击声,发动机转速越高声音越响,且响声随负荷增大而增大。

故障产生的原因

(1)轴承和轴颈磨损过多;轴承盖的紧固螺栓锁紧不牢而松动,使曲轴与轴承的配合间隙过大,两者撞击发出响声。

(2)轴承合金烧熔或脱落;轴承过长引起过盈量过大,造成轴承断裂,或轴承过短定位不好而在轴承座孔中松动,造成两者撞击。

故障预防和排除方法

(1)提高发动机的维修质量。轴承盖固定螺栓拧紧锁牢,轴承不能过长或过短,保证有一定的过盈量。

(2)使用润滑油牌号应正确,不用劣质润滑油,保持合适的润滑油温度和压力。

(3)保持良好的润滑系统工作状况,适时更换润滑油,经常维护润滑油滤清器。

(4)驾驶人在行车中,要注意机油压力的变化情况,发现异响应迅速检查。因轴承间隙大而响时,应调整轴承间隙,若不能调整则可换新轴承后进行刮研。曲轴轴颈圆柱度超过使用极限时,应对曲轴轴颈进行光磨,并重新选配轴承。

什么是曲轴?

发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力,并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用,使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度,轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。

为减小曲轴质量及运动时所产生的离心力,曲轴轴颈往往作成中空的。在每个轴颈表面上都开有油孔,以便将机油引入或引出,用以润滑轴颈表面。为减少应力集中,主轴颈、曲柄销与曲柄臂的连接处都采用过渡圆弧连接。

曲轴平衡重(也称配重)的作用是为了平衡旋转离心力及其力矩,有时也可平衡往复惯性力及其力矩。当这些力和力矩自身达到平衡时,平衡重还可用来减轻主轴承的负荷。平衡重的数目、尺寸和安置位置要根据发动机的气缸数、气缸排列形式及曲轴形状等因素来考虑。平衡重一般与曲轴铸造或锻造成一体,大功率柴油机平衡重与曲轴分开制造,然后用螺栓连接在一起。