機械畢業(yè)論文范文.doc

目錄內(nèi)容摘要及關(guān)鍵詞2一、 拉缸形成的機理及拉缸表現(xiàn)跡象3二、 造成發(fā)動機拉缸的原因4（一） 超負荷4（二） 活塞組問題4（三） 發(fā)動機溫度過高5（四） 機油不足與變質(zhì)6（五） 活塞銷與活塞裝配過緊6（六） 修理裝配錯誤6（七） 活塞環(huán)折斷6三、防止發(fā)動機的拉缸措施6（一） 操作手必須嚴格遵守操作規(guī)程6（二） 在修理裝配方面，必須嚴格遵守技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求7四、拉缸的不同情況的應(yīng)急處理、臨時措施和預(yù)防對策7（一） 拉缸的應(yīng)急處理7（二） 應(yīng)對拉缸的臨時措施及預(yù)防對策7五、結(jié)論 8參考文獻 9致謝 10 內(nèi)容摘要拉缸現(xiàn)象是發(fā)動機在生產(chǎn)、運行工作中一種危害性很大也很常見的發(fā)動機故障。拉缸時候產(chǎn)生的磨損量很大，可達到正常磨損的幾十甚至幾百倍。柴油機的拉缸根據(jù)損傷的程度輕緩不同可以分為擦傷、劃傷、和咬死等幾種故障。前兩者是屬于輕微的拉缸行為，通?？勺孕行迯?fù)。若及時發(fā)現(xiàn)情況，排除故障。可以避免大的漏洞和損失。若拉缸逐步嚴重，造成活塞與氣缸壁粘連，輕者損壞活塞和氣缸，重者咬死活塞，活塞卡死在缸套里，柴油機熄火，搖轉(zhuǎn)曲軸不動，而拉斷活塞或連桿、打壞機器、以致造成重大事故。本文主要根據(jù)多年工作經(jīng)驗對拉缸形成的機理進行分析以及拉缸應(yīng)該采取的應(yīng)對措施。關(guān)鍵詞： 拉缸 活塞 氣缸 咬死 柴油發(fā)動機拉缸的形成機理研究一、拉缸形成的機理及拉缸表現(xiàn)跡象現(xiàn)代研究表明，柴油機活塞環(huán)缸套(結(jié)構(gòu)如圖1所示)的潤滑狀態(tài)處在混合潤滑模型狀態(tài)，即有時處于流體潤滑狀態(tài)、有時處于邊界潤滑狀態(tài)。拉缸故障產(chǎn)生的內(nèi)部機理籠統(tǒng)地說是汽缸內(nèi)壁與活塞環(huán)、活塞之間的工作表面具有一定的硬度和表面粗糙度，在一定溫度條件下相互配合工作，機油起著潤滑、冷卻、清洗和密封的作用。 圖1 活塞環(huán)鋼套結(jié)構(gòu)若由于某種原因，油膜變薄或遭到破壞，因潤滑不良出現(xiàn)干摩擦或半干摩擦，造成局部高溫粘附磨損的過程。而活塞與缸套之間的潤滑油膜惡化中斷是產(chǎn)生拉缸的必要前提。由于活塞與缸套之間的潤滑油膜一旦中斷，則兩者表面的金屬由原來的液體摩擦變成固體間的干摩擦或半干摩擦，由于摩擦副表面的高速運動產(chǎn)生的摩擦熱，這樣的熱量積累的高溫會超過金屬的熔點，引起活塞或活塞環(huán)與缸套表面發(fā)生顯微熔化、撕脫并最終焊接在一起。活塞運動時兩表面熔焊點又被該力扯斷拉開隨之冷卻，這樣就出現(xiàn)了一個表面的材料轉(zhuǎn)移黏附在另一滑動面上形成堅硬層或脫落為磨料。如果油膜能及時得到補救恢復(fù)，可起到清洗和冷卻作用，則溫度下降，微小熔著部分脫落而不會擴展，如果油膜恢復(fù)遲緩，熔著擴展將導(dǎo)致大范圍異常磨損，缸壁、活塞，活塞環(huán)急速受到嚴重損傷，在缸壁表面上呈現(xiàn)熔融流動狀態(tài)，顯出不均勻、不規(guī)則邊緣的溝痕和褶皺，持續(xù)發(fā)展而產(chǎn)生拉缸。另外，從發(fā)動機機油和空氣管路進入摩擦區(qū)的硬質(zhì)微粒造成的損壞，也會促進拉缸情況的發(fā)生。另一些學(xué)者則認為“摩擦界面溫度升高導(dǎo)致粘著，摩擦副表面的強烈摩擦導(dǎo)致硬化表面的強烈摩擦導(dǎo)致硬化相的破裂甚至折斷等因素是產(chǎn)生拉缸的根本原因。拉缸首先在接觸載荷較大的局部區(qū)域發(fā)生，再進一步擴展，從磨損機理來看是從正常磨損到嚴重磨粒磨損的突變。直觀地說就是兩個摩擦表面之間由于沒有油膜存在而產(chǎn)生的一種局部金屬熔接現(xiàn)象，這種形式的金屬表面損壞是熔著磨損。氣缸壁、活塞和活塞環(huán)的表面都具有一定的硬度和表面粗糙度，3者在一定溫度條件下相互配合工作，機油起著潤滑、冷卻、清洗和密封的作用。若由于某種原因，活塞與缸壁之間的潤滑油膜受到局部的破壞，氣缸與活塞環(huán)組在潤滑不良的情況下滑動時，兩者有微小部分金屬面直接接觸，則兩種金屬由原來的液體摩擦變成固體間的干摩擦或半干摩擦，摩擦產(chǎn)生局部高溫，使之熔融粘著、撕脫，逐步擴展造成熔著磨損。如果油膜能及時恢復(fù)，可起到清洗和冷卻作用，則溫度下降，微小熔著部分脫落而不會擴展。如果油膜恢復(fù)遲緩，熔著擴展將導(dǎo)致大范圍異常磨損，缸壁、活塞、活塞環(huán)急速受到嚴重損傷，在缸壁表面上呈現(xiàn)熔融流動狀態(tài)，顯出不均勻、不規(guī)則邊緣的溝痕和皺褶，就會形成拉缸。 拉缸的表現(xiàn)跡象大致可分為以下幾種：1.發(fā)動機聲音沉悶、異常，有噠噠噠或吭吭坑的異常聲響2.發(fā)動機有震動現(xiàn)象3.缸套和活塞拉傷，在壓縮和作功行程時氣缸中發(fā)生串氣現(xiàn)象、串機油嚴重、油消耗量增加4.溫度異常。排氣溫度上升、冷卻水溫度升高、潤滑油溫度明顯提高5.轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定、啟動困難，運轉(zhuǎn)無力，功率不足二、造成發(fā)動機拉缸的原因 （一）超負荷新機械或剛大修出廠的機械都存在一個合理的磨合期，由于磨合期各配合面最最有利的工作表面和潤滑油膜還未形成，因此磨合期內(nèi)發(fā)動機轉(zhuǎn)速不應(yīng)大于標(biāo)定轉(zhuǎn)速的80%大負荷工作將造成摩擦面局部過熱產(chǎn)生高溫熔蝕粘附形成拉缸。 （二）活塞組問題由于活塞的膨脹系數(shù)比活塞環(huán)、缸套的膨脹系數(shù)大，如果間隙太小的話發(fā)動機工作時產(chǎn)生的高溫破壞活塞與缸套之間的油膜也能導(dǎo)致拉缸，設(shè)計問題主要有以下幾方面：1活塞材料選擇或熱處理不當(dāng)：活塞表面硬度對拉缸有極大的影響，如果活塞熱處理過程中升溫速度、淬火溫度和保溫時間等某一參數(shù)稍有偏差，則會產(chǎn)生表面硬度低，活塞的內(nèi)應(yīng)力不能完全消除，使活塞金相組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)活塞質(zhì)軟，熱膨脹系數(shù)大、高溫時強度差，發(fā)動機在高速運轉(zhuǎn)、機器溫度升高，機油稀薄的情況下，活塞受力面的合金很容易融化，使摩擦阻力增大，導(dǎo)致發(fā)動機自動熄火，熄火瞬間可能形成粘缸，如果熄火頻繁，氣缸很快就會被粘積的鋁合金層破壞，形成串氣，串煙，最后形成拉缸?；钊Y(jié)構(gòu)設(shè)計不合理：由于活塞在工作中受熱變形，所以為了使活塞在工作中能有一個合理的形狀，有理想的貼合面，所以某些活塞有個錐體，而設(shè)計不合理的錐度無法保證在大負荷下彌補活塞由于受熱，受力而產(chǎn)生的變形，拉痕為三角形和八字形的拉缸活塞，可能與錐度過小有關(guān)，還有鋁合金活塞在工作過程中由于受熱及受力和金屬分布不均等原因，會造成活塞在活塞銷軸線方向伸長，為了使活塞在工作時候膨脹留變形余地，在制造加工時候做成橢圓形。裝配間隙大小：活塞和汽缸的裝配間隙時嚴格按照規(guī)定的，間隙大了冷車時候會“敲缸”，同時可能造成串氣，串油等；間隙小了熱車時可能會“拉缸”，因此裝配活塞時應(yīng)嚴格控制其配缸間隙。所以要測量好活塞的尺寸，從而保留合適的裝配間隙。如：圖2所示 圖2 1：千分尺2：活塞（三）發(fā)動機溫度過高適宜的工作溫度是柴油發(fā)動機高效運行的重要條件，發(fā)動機溫度過高將使活塞膨脹減小配合間隙，從而極易造成拉缸。而造成發(fā)動機溫度過高的原因是多方面的，主要包括： 1冷卻系統(tǒng)漏水、缺水。汽缸墊水道口沖壞或濕式缸套突出量不符合要求，以及濕式缸套水封圈老化或損壞都會造成冷水內(nèi)泄漏。散熱器遭腐蝕或破損，水管老化碰壞，水管接頭松動，水泵水封損壞等，都會引起冷卻水外泄漏。另外，氣缸蓋本身鑄造有缺陷或使用不當(dāng)產(chǎn)生裂紋也會造成漏水，從而引起發(fā)動機溫度過高。2長時間超負荷使用。發(fā)動機長時間超負荷使用，將使發(fā)動機產(chǎn)生大量的熱能，冷卻系統(tǒng)不能散去多余的熱量，這樣就維持不了發(fā)動機正常的工作溫度，使發(fā)動機產(chǎn)生高溫。3節(jié)溫器失效無大循環(huán)。當(dāng)水溫升到一定程度時，節(jié)溫器自動打開，水經(jīng)過散熱器循環(huán)，這就是冷卻水的大循環(huán)，如果節(jié)溫器失效，冷卻水無大循環(huán)，發(fā)動機工作產(chǎn)生多余的熱量就不能通過散熱器散發(fā)出去使發(fā)動機溫度過高。4冷卻水泵損壞。強制冷卻水在發(fā)動機水套和散熱器之間進行循環(huán)靠的是冷卻水泵，冷卻水泵損壞冷卻水就不能循環(huán)，發(fā)動機產(chǎn)生產(chǎn)熱量也就沒法通過水循環(huán)散發(fā)到大氣中去，從而引起發(fā)動機溫度過高。5水道或散熱器通風(fēng)受堵。散熱器通風(fēng)受堵影響散熱器的有效散熱面積，有效散熱面積減少散熱能力就下降，這些原因都會使發(fā)動機的多余熱量得不到散發(fā)而造成發(fā)動機溫度過高。6噴油提前角過小或噴油量過大。噴油提前角過小使燃燒推后造成補充燃燒量增加，噴油量過大使燃燒產(chǎn)生的熱量增加，這兩種情況都會使發(fā)動機溫度過高。 （四）機油不足與變質(zhì)不按規(guī)定檢查機油量或在工作過程因機油管松動造成機油外漏，均可造成潤滑油膜中斷活塞與缸套表面失油，造成嚴重磨損發(fā)生拉缸、燒連桿軸承等嚴重事故。 造成活塞與缸套表面機油供油不足的原因還有潤滑油路堵塞、活塞環(huán)與活塞邊緣刮油能力太強，把潤滑油刮掉造成潤滑油不足等。 發(fā)動機潤滑油變質(zhì)造成活塞與缸套之間的潤滑條件惡化，磨損加快引起拉缸，造成潤滑油變質(zhì)的主要原因有冷卻水、燃油。（五）活塞銷與活塞裝配過緊 活塞銷與活塞裝配過緊，使活塞產(chǎn)生變形，形成反橢圓，改變了正常的標(biāo)準(zhǔn)間隙，形成局部間隙過小破壞油膜，引起干磨擦過熱拉缸。（六）修理裝配錯誤 修理裝配錯誤時漏裝活塞銷卡環(huán)或未完全裝入槽內(nèi)，發(fā)動機在工作時活塞銷竄出刮傷缸套造成拉缸。安裝時清潔工作差把金屬屑或硬物碎粒帶進缸里也會引起拉缸。另外，活塞環(huán)裝錯、裝反、漏裝均可造成拉缸?；钊h(huán)有油環(huán)和氣壞之分，油環(huán)主要是用來刮油，改善缸套潤滑條件。氣環(huán)主要是保證活塞與缸套的密封。根據(jù)工作條件以及承受壓力的不同，各道氣環(huán)在材料選用和結(jié)構(gòu)設(shè)計方面有所不同，如把活塞環(huán)裝錯、裝反或漏裝均可造成密封不嚴或是沒有刮油作用，使缸套內(nèi)表面潤滑條件惡化造成缺油引起拉缸。 （七）活塞環(huán)折斷壓彎 活塞環(huán)折斷卡死在環(huán)槽內(nèi)將使環(huán)失去彈性，加速缸套的磨損引起拉缸。環(huán)折斷卡死的原因主要是環(huán)的開口間隙過小、活塞在缸套中偏斜、燃燒不良，使發(fā)動機經(jīng)常處于爆燃的狀況下運行。爆燃的高壓振動沖擊力超過了環(huán)的材料的抗沖擊強度引起活塞環(huán)折斷。其折斷一般發(fā)生在第一道環(huán)，其次是第二道環(huán)。活塞環(huán)卡死是由于燃燒時生成的積碳，尤其是竄機油或塵土、磨屑等堵塞在活塞環(huán)與環(huán)槽之間，是活塞環(huán)卡死在環(huán)槽中所致。此外，活塞、活塞環(huán)、缸套的質(zhì)量及材料對拉缸也有一定影響。三、防止發(fā)動機的拉缸措施（一）操作過程中必須嚴格遵守操作規(guī)程 1啟動前必須按規(guī)定檢查潤滑油、冷卻水是否符合規(guī)定，不足時需及時補足。保證良好的潤滑及冷卻根據(jù)季節(jié)氣溫的變化, 應(yīng)選擇發(fā)動機說明書要求的具有合適粘度的潤滑油, 根據(jù)使用的工作環(huán)境情況, 按期更換機油、機油濾清器和空氣濾清器, 維護保養(yǎng)時, 檢查機油壓力和機油冷卻噴嘴的工作情況, 及時更換、調(diào)整。檢查判斷潤滑油是否變質(zhì)，潤滑油變質(zhì)應(yīng)查明原因，排除故障后更換潤滑油。要嚴格執(zhí)行保養(yǎng)制度，按期進行例保、一級保養(yǎng)和二級保養(yǎng)。2保證冷卻系工作良好, 嚴禁高溫運行不可隨意拆去節(jié)溫器, 正確選用防凍液, 并定時檢查質(zhì)量和及時補充。3遵守使用操作規(guī)程發(fā)動機起動后要進行怠速運轉(zhuǎn)預(yù)熱, 待水溫上升到 50左右時再起步運行, 嚴禁冷機狀態(tài)下加大油門高速運轉(zhuǎn), 汽車應(yīng)合理裝載、行駛中注意水溫和油壓。特別是新機和大修后的發(fā)動機在磨合期內(nèi)要適當(dāng)減速、減載。通過采取以上措施, 會大大地降低發(fā)動機拉缸的頻率, 提高發(fā)動機的使用質(zhì)量, 讓使用者取得良好的效益。4遇有異常情況，如機油壓力低，水溫高等，應(yīng)及時排除不帶病作業(yè)。（二）在修理裝配方面，必須嚴格遵守技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求 1對換新用的零件必須逐個進行檢測，把不符合標(biāo)準(zhǔn)的零配件剔除出去。2安裝缸套時缸套要放平，壓力作用在缸套正中且慢慢加壓，勿用沖擊力。安裝完后檢測缸套與活塞裝配間隙是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)間隙?；钊h(huán)三隙（端隙、背隙、端隙）的檢查是組裝活塞連桿組的一個重點，端隙大小尤為重要，稍不慎就可能造成拉缸。檢查活塞環(huán)端隙的工藝要求是；將環(huán)放入缸套中，用活塞頂部將活塞環(huán)頂入缸套里，把環(huán)頂?shù)皆诨钊谐虄?nèi)最小直徑處測量。3檢查活塞、連桿與曲軸安裝位置偏差情況、要求校正符合技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。4市場上的活塞難辨優(yōu)劣，在裝配前最好進行消除應(yīng)力處理，即將活塞放在6080度的機油中加溫6小時，以消除應(yīng)力，使活塞穩(wěn)定后在裝配使用。5安裝活塞時各道環(huán)必須裝準(zhǔn)位置，不能裝錯、裝反、漏裝，注意方向性，扭曲環(huán)內(nèi)圓切口朝上，外圓切口朝下，有標(biāo)記的一面朝上。同時，再裝入缸套時必須清潔和加一定的潤滑油，各道環(huán)口應(yīng)按規(guī)定錯開，第一道環(huán)開口與曲軸軸線成45度，余下各道的開口按90度、180度錯開。6裝配完畢，必須經(jīng)15小時左右的熱磨合，試車磨合時應(yīng)先低速運轉(zhuǎn)，然后才中速運轉(zhuǎn)，應(yīng)注意響聲、機油壓力、水溫等情況，在確定無異常后再投入生產(chǎn)。四、拉缸在不同情況下應(yīng)對措施（一）拉缸的應(yīng)急處理：柴油機在使用過程中對我們來說，可根據(jù)拉缸的種種跡象采取應(yīng)急措施。一般正確的操作方法是：先減速運行，然后逐漸卸去負荷，再過渡到停車狀態(tài)。停車后還應(yīng)在未完成冷卻前盤一兩次車，防止汽缸被咬死。具體步驟如下：1將手柄退回一格或者數(shù)格，從而減少供油，降低主機運轉(zhuǎn)速度。2用專用工具把事故發(fā)生的汽缸油泵柱塞抬起，使該缸暫時停止噴油。3搖動該缸的注油器，加強活塞與汽缸之間的潤滑。4打開該缸的示功閥，釋壓放出汽缸內(nèi)的氣體及污物。5加強活塞的冷卻，以便把活塞的熱量部分帶走，防止活塞與缸套咬死。切不可加強缸套的冷卻，否則汽缸冷卻收縮，把活塞咬死，引發(fā)更大事故。（二）應(yīng)對拉缸的臨時措施及預(yù)防對策：拉缸產(chǎn)生的因素是多方面的，而針對某一具體拉缸的情況有各種不同的原因，針對這些原因應(yīng)采取的對策也各不相同。根據(jù)多年工作中遇到的情況進行分析。1如有發(fā)現(xiàn)異常磨損、劃痕嚴重，有外界硬微粒成為磨料等狀況，可能的原因是：(1)燃油系統(tǒng)不清潔；(2)汽缸潤滑油系統(tǒng)不清潔；(3)啟動空氣系統(tǒng)不清潔；(4)零件加工階段清潔處理不好。此時建議采取的對策：維護好潤滑系統(tǒng)，防止機械雜質(zhì)和積碳混入機油和燃油內(nèi)，在使用中對三濾(機油濾清器、燃油濾清器和空氣濾清器)要及時而且正確的維護和清洗。加強裝配的清潔度，嚴防灰塵吸入汽缸內(nèi)。2如有發(fā)現(xiàn)活塞裙部擦傷的狀況，那么可能的原因是：(1)活塞裙部結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理；(2)活塞材料選擇不當(dāng)，熱處理方式不當(dāng)，材料線膨脹系數(shù)大；(3)配缸間隙過小。我們建議采取的對策是：正確履行磨合工藝，其中包括冷磨合、空載熱磨合等等。對活塞的結(jié)構(gòu)進行重新設(shè)計或適當(dāng)切削拉缸的部位；選用合適的活塞材料；選用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚕贿x擇正規(guī)廠家生產(chǎn)的汽缸、活塞組件，并配以適當(dāng)間隙的活塞環(huán)。3如發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)卡死，膠結(jié)等情況發(fā)生，那么可能的原因是：(1)活塞環(huán)間隙過小；(2)活塞環(huán)嚴重積碳(汽缸潤滑油質(zhì)量不好或油量過多)；(3)活塞頭部過熱(活塞冷卻不良)；可以采取的對策是：正確選擇活塞環(huán)的開口間隙和邊間隙，使用合適的潤滑油，定期更換潤滑油并保證一定的液面高度；注意檢查刮油環(huán)的情況，從而保證能