2024-09-24
在柴油機的各個部件中，軸承都是易損件。本文所討論的軸承是指曲軸主軸承和連桿軸承，它們的工作是否完善、可靠，將直接影響到柴油機的正常運行。
由此，根據實踐經驗，歸納了發動機在使用過程中常見的軸承損壞形式及其機理，軸承損壞的原因，并提出延長其使用壽命的對策。
1 柴油機軸承損壞形式及機理
柴油機軸承常見的損壞形式有磨粒磨損、疲勞剝落和燒熔三類。各種損壞形式之間往往是相互聯系、互相促進的。
①磨粒磨損：這是由于混入潤滑油中的微小堅硬的固體顆粒，隨潤滑油循環進入軸承與軸的間隙中，附著在軸承表面，形成磨粒，造成軸承表面的擦傷和刻痕。
②疲勞剝落：軸承在過載、偏磨的情況下，因軸承工作溫度太高，合金層不均勻或合金材料的疲勞強度太低，軸承在油膜壓力沖擊下，合金層發生疲勞裂紋，此稱龜裂，龜裂的疲勞裂紋向合金層深度方向發展，至向結合面附近沿橫向延伸，彼此交替，造成合金材料片狀剝落。
③燒熔：由于軸承間隙過大或過小，當潤滑油中斷供給和供給不足，或者軸承與軸頸間沒有形成油膜，從而在軸承與軸頸間發生半干摩擦或干摩擦，產生大量的摩擦熱，引起顯微的熔化、粘著，如果繼續發展，將導致軸承燒熔。
2 柴油機軸承損壞的原因分析
軸承屬于易損件，引起軸承損壞的原因很多。這里從使用、維護和維修三方面來分析。
2.1 使用上的原因
①冷啟動后馬上加大負荷或高速運轉。由于柴油機冷機啟動時，機油尚未充分進入潤滑表面，就以很高的轉速或大負荷運轉，致使潤滑效果不良，機油溫度升高、粘度下降，破壞了摩擦副表面油膜的形成，使之形成半干摩擦或干摩擦，引起軸承損壞。
②機油不足開車。在機油供給不足(油面過低)的情況下運行，軸承表面不能實現正常潤滑，其表面因此產生干摩擦，導致軸承損壞。
③在機油壓力過低下運轉。機油壓力過低，則潤滑系不能實現正常的機油循環和壓力潤滑。這樣，就無法將足量的機油可靠地供至軸承與軸頸間，使軸承與軸頸間得不到充分的潤滑，從而導致軸承損壞。
④冷卻水量不足開車。冷卻水量不足使冷卻效果變差，造成柴油機工作溫度過高，使機油粘度下降，軸承與軸頸間的潤滑油膜不易形成和保持，軸承的潤滑條件惡化，造成軸承損壞。
⑤超速超負荷運行。經常超速超負荷運行，則使柴油機長時間處在負荷過大的工況下運轉，導致柴油機粗暴燃燒，造成柴油機過熱，軸承與軸頸間的機油油膜容易遭到破壞，以致發生軸承損壞現象。特別是新機和大修機嚴禁超速超負荷運行。
2.2 維護保養方面的原因
①機油質量不佳。未按規定使用機油，甚至加注低劣假冒油品，各摩擦面不能建立完整且有一定厚度的油膜，使潤滑效果下降，易造成軸承損壞。
②添加或更換機油不及時。加機油不及時，便會產生上述機油量不足的問題。機油在柴油機不斷工作的過程中，會被空氣中吸人的塵土以及柴油機自身燃燒產物和磨損產物所污染而變臟，若不及時更換，不僅機油中的雜質會隨機油循環進入軸承與軸頸間，粘附在軸承表面形成磨粒，加劇軸承磨損，甚至會造成油道、油管堵塞，導致軸承燒熔。
③清洗或更換機油濾清器不及時。這會造成機油濾清器阻力過大甚至堵塞，使機油不經過濾芯而從旁通閥通過，而使用未經過濾的機油來潤滑軸承內表面，則極易引起軸承與軸頸表面的嚴重磨損及拉傷。
2.3 維修方面
①軸承與軸頸配合間隙不當。間隙過大，使機油不易保持;若間隙過小，機油難以進入。導致軸承與軸頸間的機油油膜難以形成，引起軸承損壞。
②選用的軸承不符合規定，加工制造質量差。
③裝配時，軸承座、軸承、曲軸和連桿等零件表面不清潔，均會造成軸承損壞。
3 延長軸承使用壽命的對策
通過上述軸承損壞的原因分析可見，只有在使用過程中正確使用、合理維護，在維修時保證修理質量，才能減少機械事故，降低消耗，延長其使用壽命。
3.1 嚴格按操作規程進行使用
①冷車啟動后，應怠速空負荷下運轉3~5min，使軸承與軸頸間形成油膜后，方可轉為正常行駛。使用中嚴禁柴油機長時間在超負荷下運轉，避免急加速。
②新機或大修后的柴油機應按規定進行磨合。工作中不準長時間高速超負荷運行，需綜合考慮運轉時間和負荷的合理分配。
③保持柴油機的正常工作溫度(80~90℃)。運行過程中要注意觀察冷卻水量和水溫、油溫狀況，如發現水量不足或水溫、油溫高于限值，則應及時停機檢查，妥善處理后再開機運行。
④使機油數量和壓力保持在規定的范圍內。在運行過程中要注意觀察機油油面及機油壓力表或機油壓力指示燈，如發現機油量不足或機油壓力低于規定要求，應及時停機檢查，待妥善處理后再繼續運行。
3.2 嚴格按規定維護保養
①按規定向油底殼加足質地純潔、牌號對路的機油。經常檢查機油油面及油質情況，及時添加或更換質量符合要求的機油，保持油面在規定的范圍內，并且油質良好。
②加強對機油濾清器的維護保養。這是防止機械雜質進入軸承與軸頸間，延長柴油機使用壽命的一項重要措施。應按規定及時清洗或更換機油濾清器，以保持其濾清性能和效果，防止機油過度臟污而造成零件磨損與拉傷。
3.3 提高發動機維修和裝配質量
①裝配軸承時要保證軸承與軸頸的配合間隙符合規定。檢查配合間隙的方法，除用儀表測量外，多采用經驗法來判斷確定，通常是將軸承裝入座孔后，涂上機油，再將連桿裝在相應的軸頸上，然后用手甩動連桿，若能轉動1~1.5圈，沿曲軸軸線方向扳動連桿沒有間隙感覺，即說明連桿軸承配合符合要求;曲軸主軸承配合間隙的檢查方法是將軸承裝入軸承蓋和座孔后，在軸承和軸頸表面涂上機油，裝上曲軸和軸承蓋，并按一定順序(六缸機為4，2，6，3，7，1)、分次(一般為三次)以規定的力矩將全部軸承蓋擰緊，然后用手扳動曲軸的連桿軸頸，以曲軸能轉動1/2圈左右為宜。
②更換軸承時，必須對軸承進行選配。根據間隙選軸承，軸承長度符合規定，軸承裝入座孔內上下兩片每端應高出座孔平面0.05min，以保持軸承與座孔緊密配合，提高散熱效果;同時還要求突榫要好，以保持軸承不在軸承座孔內轉動;軸承與軸頸間的間隙要適當，裝人座孔要同心。
③保證裝配質量。軸承、連桿、曲軸應在完全清潔的情況下裝配，尤其是機油不允許有任何雜物。軸承與連桿、曲軸裝配時，要涂以足量的清潔機油，以保持柴油機冷啟動和運轉時的潤滑。
④認真做好柴油機總裝后的冷磨、熱試、檢驗和調整工作。
來源：船舶講武堂
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