卡特彼勒發(fā)動機主軸承失效分析與預防措施

1、卡特彼勒發(fā)動機主軸承失效分析與預防措施            卡特彼勒發(fā)動機主軸承失效分析與預防措施摘要：卡特彼勒發(fā)動機主軸承由于長時間工作或操作人員操作不當，以及別的原因都能引起發(fā)動機主軸承磨損而失效，輕的會導致發(fā)動機功況下降，嚴重的會導致發(fā)動機停轉(zhuǎn)等惡劣的后果，降低了機器的工作效率，給我們造成人力、物力和資金方面的損失，嚴重影響工作的進程。因此，研究軸承的工作情況和引起軸承失效的原因，及怎樣預防軸承失效的產(chǎn)生，有助于提高我們的工作效率。關鍵詞：主軸承；失效 ； 預防 一、

2、卡特皮勒發(fā)動機主軸承功能、結構及對材料的要求1.1軸承在我們的發(fā)動機中有下列幾個重要的功能：1）軸承的第一功能就是提供光滑的表面，在發(fā)動機剛啟動時或別的時間里在軸頸和軸承間機油薄膜沒有建立或受到破壞時只存在少量的殘留油。啟動時因為軸承的表面是軟的和光滑的，軸頸在它的表面進行早期的硬的滑動，產(chǎn)生較少的熱量。2）傳導表面的熱量到孔槽上去。當啟動后，摩擦產(chǎn)生的熱量只有通過軸承傳導到軸承座上，因此軸承自身要有良好的導熱的能力。3）允許碎片嵌入軟的摩擦表面和允許軸承符合軸頸的形狀。碎片通常在潤滑系統(tǒng)中出現(xiàn)和被濾清器濾掉。當發(fā)動機剛啟動或停的時間過長，顆粒能通過濾清器進入到發(fā)動機機體內(nèi)部，當顆粒進入到軸承

3、區(qū)域時，極小的顆粒能被軸承表面的鋁錫層收集，被從這個系統(tǒng)中除掉，如果我們切割用過的軸承和用400倍的放大鏡觀看軸承相交的部分，我們看到黑的顆粒嵌入到鋁錫合金表層，類似于巖石陷入到泥漿中。鉛錫合金層壓住顆粒的四周，保護軸承和軸座不受顆粒刮劃損傷。4）支持負荷的傳送和傳力。活塞在汽缸里受燃燒產(chǎn)生的爆破壓力而下移，壓力被送到連桿軸承上，接著從連桿軸承的表面油層到連桿軸竟頸，再由主軸頸把力傳遞到表面油層到達主軸承。動力隨曲軸的轉(zhuǎn)動而傳出。5）在連桿和軸座處提供可代替磨損的表面。在工作數(shù)千個小時后，正常磨損的軸承軟的材料表面會被磨掉，從而減輕了它的潤滑和嵌入性的能力，自從軸承有嵌入物后，舊的軸承就要被新

4、的軸承替換掉，恢復軸承的全部性能。1.2軸承的結構軸承要執(zhí)行他的幾個功能就必須要是復合型的，圖(1)有助于我們更好地去了解卡特彼勒發(fā)動機主軸承的結構。軸承的剛背上覆蓋著鋁、銅的粘接物、鉛錫合金和很薄的錫層。鋼背約占軸承總厚度的90%，彎的鋼背使軸承能更好地貼住軸承座，支撐鋁層的負載轉(zhuǎn)移，引導鋁層的熱量迅速地轉(zhuǎn)移到軸承座上去。鋁層差不多占軸承總厚度的10%，它足夠軟而提供好的陷入性，在巨大的循環(huán)負荷下更堅固和耐用，它同樣是一個好的熱的傳導者，在發(fā)動機工作的時候很快地從軸承的表面把熱量傳梯到剛背。銅的粘貼層只有萬分之一英寸厚，在鋁層和鉛錫層間保持足夠好的粘貼性，把熱量很快地從鉛錫層傳導到鋁層，當鉛

5、錫層被磨掉后提供柔軟的摩擦表面。鉛錫合金層只有千分之一英寸厚（或者說只有一張紙的一半厚），這是非常軟的，執(zhí)行的職能是光滑的、有嵌入性的和一致性。單一的錫涂層只有百萬分之一英寸厚，且耐腐蝕和使軸承有光亮的表面。         圖1 軸承結構1.3滑動軸承對材料特性的要求1）兼容性：指不相類似的材料能夠相互兼容，使軸承和軸頸之間的摩擦減少到最小。2）疲勞強度：隨著軸的轉(zhuǎn)動，軸承必須有足夠的強度來承受燃料燃燒時產(chǎn)生的沖擊載荷。3）適應性：是指軸承的材料適應軸頸的形狀誤差的能力，軸承的材料必須是足夠軟能微小地改

6、變自己的形狀去適應軸頸形狀的微小誤差。4）包容性：指軸承的表面材質(zhì)足夠柔軟能夠吸收細小的雜質(zhì)顆粒的能力，避免軸頸受損傷。圖2 軸承的裝配另外，根據(jù)工作的情況要求軸承的材料要是摩擦系數(shù)小、耐磨性好、熱膨脹系數(shù)小、耐腐蝕及抗膠合的能力強，并且要有足夠的機械強度和可塑性。由于軸承都要裝入到干燥清潔的軸座上，防止最大極限的磨損以及熱量能很好地被傳導，凸片使軸承排成一列，防止其在軸座移動,圖3 潤滑系統(tǒng)圖1噴射致動液壓泵 2高壓溢流閥 3到搖臂的油道 4高壓油管 5氣門室蓋 6高壓油道 7到噴射致動液壓泵的供油管道 8缸頭管道 9主油道堵頭 10活塞冷卻噴嘴 11凸輪軸軸承 12機油過濾器旁通閥

7、0;       5）軸承燒損 圖7 腐蝕磨損 在正常工作中，軸承和軸頸之間的間隙存在有一層油膜，形成液體潤滑，這樣摩擦損耗小，摩擦產(chǎn)生的熱量也少，熱量由機油帶走，工作溫度處于正常。如果軸瓦與軸勁直接接觸，形成部分干磨狀態(tài)，那么摩擦功耗急劇增大，產(chǎn)生大量的摩擦熱由軸瓦散發(fā)，而由機油帶走的熱量不多，熱量積聚在軸瓦內(nèi)，溫度不段上升，當溫度超過軸瓦金屬表面的熔點時，軸瓦表面開始融化，直致軸瓦產(chǎn)生燒損，發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)。圖8 軸承燒損6）沖擊損壞由于操作不當，產(chǎn)生的沖擊力使主軸承發(fā)生彎曲和扭曲變形。如圖(9)所以：  五、卡

8、特彼勒發(fā)動機主軸承失效的預防措施5.正確安裝1）安裝前應徹底清洗缸體、曲軸、連桿的所有內(nèi)表面和機油道、油孔，檢查曲軸主軸頸的磨損、尺寸、表面粗糙度和圓柱度，保證在規(guī)范的范圍內(nèi)，要不就要進行修復。2）安裝軸承前，用干凈的棉紗將軸承座、軸承蓋和曲軸的表面擦拭干凈，帶有油孔和油槽的安裝在上端不帶油孔油槽的安裝在下端，以保證定位正確，使表面有良好的潤滑，增長軸承的使用壽命。3）安裝時要記號對準，在軸承表面涂上少量機油，并按規(guī)定的順序和規(guī)定的扭矩擰緊軸承蓋。4）安裝曲軸止推軸承時，應將減磨合金層朝向曲柄臂，兩兩向背，不可裝反，安裝軸承蓋時要將軸承蓋上的凸起標志朝向發(fā)動機前方。5）安裝曲軸、飛輪和離合器時

9、，應進行動平衡試驗，正確安裝扭轉(zhuǎn)減震器，并利用其內(nèi)部摩擦來吸收曲軸旋轉(zhuǎn)運動的扭震能量，降低軸承的載荷，延長使用壽命。6）提高軸承的維修和裝配質(zhì)量，提高軸承的鉸配質(zhì)量，保證凸點軸承背面光滑無斑點，定位凸點完整無損，此外，在安裝時要注意檢查曲軸頸和軸承的加工質(zhì)量，嚴格按照工藝規(guī)范，防止因裝入不當而引起安裝不正以及軸承螺栓的扭矩不均或不符合規(guī)定，從而產(chǎn)生彎曲變形和應力集中，導致軸承早期磨損。7）軸蓋螺栓交替地或按正確的順序和規(guī)定扭距上緊,未達到規(guī)定扭距,可能導致螺栓和軸蓋松動，超過規(guī)定扭距，能導致螺栓失效，軸蓋和軸孔座變形，        圖13 燒損嚴重的外觀總結：經(jīng)上述了解了發(fā)動機主軸承失效的相關知識和怎樣預防失效的措施。由于導致軸承失效的原因很多,判斷比較復雜，這就要求我們除了掌握更多的專業(yè)知識外，還須在實際的工作過程中，要求按照規(guī)定按時對機器進行維護和保養(yǎng)，要求在軸承和軸頸間能建立起一層很好的油膜，并且不被破壞，同時使軸承和機器的其他機件都處于良好的工作條件，減少故障的發(fā)生，延長機器的使用壽命和提高機器的工作效率。另外，在分析和處理失效時按照從簡到難的順序，準確地找出導致失效的根本原因，提高工作的質(zhì)量。 致謝：在寫這篇論文的過程中