柴油發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸斷裂故障簡析
2025-09-04
1.不平衡載荷的影響
1.1.不平衡重量。在磨曲軸時(shí)，連桿軸頸尺寸變小后，與原始出廠相比，重量會(huì)減小。
1.2.不平衡力臂。曲軸彎曲所采用的磨主軸頸的方法來保證各個(gè)主軸頸的同心度工藝，會(huì)導(dǎo)致主軸重量減小，主軸軸線向曲柄方向平移，產(chǎn)生不平衡力臂。
1.3.不平衡轉(zhuǎn)矩。不平衡重量和不平衡力臂導(dǎo)致不平衡轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生。曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不平衡轉(zhuǎn)矩加劇了曲軸的扭振作用。 在柴油機(jī)曲軸的修理過程中，不平衡離心力對(duì)曲軸的工作影響不可忽視，應(yīng)想辦法消除不平衡離心力對(duì)曲軸壽命的影響。
2.扭振臨界轉(zhuǎn)速的影響
柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸系統(tǒng)受到大小和方向周期性變化著的氣體壓力和運(yùn)動(dòng)零件慣性力的作用，這些力會(huì)使曲軸相對(duì)于飛輪發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形而引起扭振，即強(qiáng)制振動(dòng)。柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，易在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈共振，發(fā)生共振時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)速即臨界轉(zhuǎn)速，輕則引發(fā)較大的噪聲，加劇與曲軸相連齒輪系的磨損，重則使曲軸扭斷。柴油機(jī)曲軸的自振頻率是8000次/min左右，當(dāng)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的某一分?jǐn)?shù)時(shí)，曲軸的扭振振幅也可以超出允許限度。如果柴油機(jī)工作過程中，把其轉(zhuǎn)速設(shè)置在主臨界轉(zhuǎn)速次臨界轉(zhuǎn)速這兩個(gè)轉(zhuǎn)速附近，對(duì)曲軸來說都是比較危險(xiǎn)的。
3.修理方法不當(dāng)?shù)挠绊?/p>
3.1.滲氮層厚度的減少。原廠的柴油機(jī)曲軸頸表面經(jīng)氮化處理，具有較高的耐磨性。經(jīng)過磨修后，軸頸表面滲氮層的厚度減少，降低了曲軸的抗疲勞性和耐磨性。
3.2.未進(jìn)行動(dòng)平衡調(diào)試。曲軸經(jīng)過磨修或矯直后，若不進(jìn)行動(dòng)平衡調(diào)試，未使不平衡載荷得到有效控制，曲軸的疲勞強(qiáng)度會(huì)大大降低。
3.3.過渡圓角變小。經(jīng)過磨修后的曲軸，各個(gè)過渡圓角半徑R比設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)注的小，致使曲軸過渡圓角處應(yīng)力集中加大，易促成曲軸在此產(chǎn)生初始微觀裂紋。
4.局部結(jié)構(gòu)不合理的影響
主要原因是連桿軸頸表面油道口的位置及油道方向不當(dāng)，致使在局部形成的油膜質(zhì)量變差，導(dǎo)致曲軸的連桿軸頸內(nèi)側(cè)磨損大，軸頸橢圓度超差，從而磨修曲軸，進(jìn)而導(dǎo)致不平衡載荷的產(chǎn)生。
尤其是當(dāng)活塞處于膨脹做功下行過程中，連桿軸頸旋轉(zhuǎn)到某特定位置時(shí)，使其承載寬度變小，單位面積上承受的壓力相對(duì)較高，油膜易遭破壞。
其次，當(dāng)連桿大頭中心旋轉(zhuǎn)至主軸軸線以下位置時(shí)，連桿軸瓦內(nèi)表面相對(duì)連桿軸頸表面滑動(dòng)速度較低，油膜厚度變薄，均使軸頸表面產(chǎn)生磨損。
油道方向不當(dāng)也降低了潤滑油的相對(duì)流動(dòng)速度，致使所形成的油膜質(zhì)量變差。除此之外，曲軸意外負(fù)荷突增、沖擊、使用維護(hù)不當(dāng)，均可促成曲軸斷裂。
（來源：天涯農(nóng)機(jī)）
