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柴油機主軸承蓋漏油和座孔磨損的故障分析 |
摘要：柴油發(fā)電機缸體主軸承蓋發(fā)生了漏油、磨損、失圓超限時，一定不能存有僥幸心理而不作處理維修就裝配。主軸承不論采用哪種方法維修，維修后都要仔細檢查后再裝配。特別是維修個別座孔時，一定要保證各座孔的同軸度。只有這樣才能保證柴油發(fā)電機的正常運轉。
一、主軸承蓋漏油故障分析
柴油發(fā)電機主軸承蓋漏油分為兩種情況，一種是大修后新裝配的機器發(fā)生主軸承蓋漏油現(xiàn)象；一種是使用一段時間后發(fā)生了主軸承蓋漏油現(xiàn)象。主軸承蓋漏油有兩處，一是主軸承蓋與機體的結合面上漏油，機油從機體壁上往下流；二是曲軸油封處漏油，漏出的機油經飛輪輪緣甩出。
1、大修后主軸承蓋漏油原因
（1）材質自身的原因，如裂紋、砂眼、多針孔及夾渣等缺陷會引起機油的滲出。
（2）機體上的孔與主軸承蓋大外圓為過渡配合，因加工誤差使實際裝配中變成間隙配合。機油就會從這個配合間隙滲出。因此，加工時要控制加工精度。
（3）裝配前，工件上凡形成的碰傷、拉毛等未能有效處理的，會造成不該有的偏差和間隙，使?jié)B油成為可能。因此，在裝配前要注意工件表面的加工質量。
（4）裝配時，紙墊未裝平整、螺栓的擰緊力矩不等、螺栓的擰緊順序未按要求進行，也會引起柴油發(fā)電機滲、漏油。因此，裝配時紙墊要放平整，螺栓擰緊的順序和擰緊力矩一定要按要求進行。
2、使用中主軸承蓋與機體結合面處漏油原因
（1）軸承蓋墊片破損。
（2）機油泵泵油壓力過高。
（3）主軸承蓋與機體配合過松。
（4）曲軸箱呼吸器堵塞，曲軸箱內氣壓過高。
（5）主軸承蓋螺栓未上緊或因振動而松動。
3、使用中曲軸油封處漏油原因
（1）曲軸油封因長期使用，密封唇磨損或破裂，或因橡膠老化變硬，失去密封作用。
（2）安裝曲軸油封時不小心，油封密封唇破裂。
（3）曲軸與油封配合處，由于磨損而出現(xiàn)溝槽。
（4）油封彈簧脫落，油封失去自緊作用。
（5）曲軸主軸承磨損嚴重，或更換主軸承后，主軸主軸承座孔與油封中心不同軸，在曲軸運轉中會產生一邊緊，一邊松的現(xiàn)象，配合松的一邊將產生漏油。
（6）機油泵泵油壓力過高。
（7）油封裝反。
（8）曲軸箱呼吸器不暢通，曲軸箱內氣壓過高。
（9）油封本身質量欠佳。
4、主軸承蓋部位漏油的檢查與排除
（1）曲軸油封安裝部位如圖。若曲軸與主軸承的配合間隙過大，對油封的工作性能有很大的影響。檢查曲軸軸頸與主軸承的配合間隙，可用手將飛輪向上提起，如感覺上下晃動較大，說明配合間隙過大，若間隙超過0.25mm，則應更換主軸承。
（2）如主軸承與曲軸軸頸的配合間隙不大，應拆下主軸承蓋，檢查油封是否磨損嚴重，密封唇是否破裂，橡膠是否老化變硬，若有此類情況，應更換油封。
在更換油封時，應將新油封在機油里浸一下，以免在更換后的第一次啟動時，油封唇口發(fā)生干摩損壞。同時在安裝時應注意油封唇口不要被曲軸上的鍵槽刮傷，也不要使油封唇口翻轉或彈簧脫落，裝有自緊彈簧的一邊應朝向主軸承。檢查曲軸是否磨出溝槽。
（3）若是主軸承蓋墊片破損，則應更換。曲軸軸向間隙應控制在0.15～0.25mm。若是由于緊固螺栓松動而引起漏油，則應擰緊螺栓。
（4）檢查曲軸箱呼吸器是否堵塞，若堵塞應拆下清洗，并注意檢查呼吸閥片關閉是否嚴密。
（5）經過上列檢查后仍不能排除故障時，還應檢查機油壓力是否過高。若過高，可在機油泵蓋與機油泵體結合面上加上適當厚度的紙墊。紙墊不能過厚，否則機油泵容積效率降低過多，泵油無力，供油不足，會引起燒軸瓦。
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圖1 柴油機主軸承蓋 |
圖2 柴油機主軸承蓋分解圖 |
二、主軸承座孔磨損故障分析
1、故障案例
一臺為康明斯NT855型柴油發(fā)電機，由于使用劣質機油致使缸體燒壞，曲軸燒損，磨損嚴重。經拆卸后發(fā)現(xiàn)，主軸承有三道軸瓦抱死在曲軸上，使得主軸承座孔磨損、失圓，部分主軸承蓋與氣缸體的配合松動。認真檢查后發(fā)現(xiàn)，該柴油發(fā)電機缸體的主軸承座孔的圓度、圓柱度和同軸度都超過限度，而且主軸承座孔孔面上還有拉痕，按常規(guī)修理方式，缸體已報廢。后來，從柴油發(fā)電機廠購得未精加工內孔的主軸承蓋毛坯，為了節(jié)約，就對該柴油發(fā)電機缸體的主軸承座孔進行了維修。
2、故障檢查
（1）主軸承座孔形狀情況檢查
機座上平面校正合格后，首先應檢查主軸承底孔的表面精度，一般用假軸涂色油進行檢查。要求底部60°范圍內著色面積大于80%，且分布均勻。如果不符合要求，可適當研刮。
（2）同軸度檢查
檢查主軸主軸承座孔的同心度，目前常采用拉線法進行測量，如圖3所示。除拉線法外，座孔中心的同心度還可用光學望光法、假軸法等進行測量。而平板法（如圖4所示）可測量主軸主軸承座孔垂直方向的同心度和座孔中心線對機座上平面的平行度。
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圖3 柴油機主軸承座孔拉線示意圖 |
圖4 柴油機主軸承座孔平板測 |
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圖5 柴油機主軸承座孔中心線測量 |
圖6 主軸承座孔深度測量 |
（3）主軸承座孔的測量
主軸承座孔的測量可以使用內徑量表在外徑千分尺上核對基準尺寸后測量，同時還需測量主軸承座孔的圓度和圓柱度。燒壞軸承常使主軸承座孔在開口處直徑縮小而圓度超差，對軸承的正常工作極為不利。如果連桿螺栓的定位面的配合松曠，連桿軸承蓋會移位使主軸承座孔圓度超差。軸承主軸承座孔的圓度誤差應控制在尺寸公差之內，而圓柱度則應嚴格控制。
（4）軸瓦與主軸承座孔配合情況檢查
將選配好的主軸承下瓦配妥座孔序號，下瓦背殼表面上應涂以一層薄的藍油，然后輕輕放入座孔，之后將主軸承上瓦及蓋裝上，用油壓撐柱螺栓壓緊軸承蓋。
拆去所有裝置、軸承蓋及主軸承上瓦，然后輕輕取下軸承下瓦，用肉眼檢查主軸承座孔內的藍油粘附情況，其藍油應均勻分布，貼和面積不得少于總面積的75%。
如圖7所示，配合緊度是由軸承的自由彈開量和余面高度來保證的。測量余面高度的方法下：按規(guī)定裝合軸承，交軸承蓋螺栓緊固到規(guī)定扭矩后松開其中一個螺栓，用塞尺測量軸承蓋接口處的間隙，其值應在0.05~0.15毫米范圍之內。
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圖7 檢查軸瓦和主軸承座孔的貼合度 |
圖8 柴油機軸瓦下瓦壓緊示意圖 |
3、維修方案
（1）鏗削軸瓦法
當缸體的主軸承座孔的同軸度誤差超差較小時，選擇具有鎮(zhèn)削余量或者重新澆鑄軸承合金的軸瓦，將其安裝在主軸承座孔上，然后根據所規(guī)定的尺寸饉削軸瓦，并校正主軸承座孔的同軸度誤差。對軸瓦進行加工來彌補座孔的磨損和變形，這種方法加工簡單。但是該柴油發(fā)電機主軸承座孔磨颯嚴重，又找不到有鎮(zhèn)削余量的軸瓦，因而不能采用這種辦法進行維修。
（2）鑲半圓環(huán)法
將缸體的主軸承座孔按原中心篷至比原孔徑大4~6 mm，接著用中碳鋼做一外徑與窿孔直徑相同，厚4~5 mm，圓弧長度比座孔圓弧長3 mm左右的半圓環(huán)，并鉆好油孔。修整半圓環(huán)使其壓緊在座孔內，連同半圓環(huán)在座孔上均勻分布鉆6個孔，并攻好螺紋，用埋頭螺釘將半圓環(huán)緊固并鉀死。然后鋌削平主軸承座結合面，把冒出的半圓環(huán)部分銃掉。裝上說削了結合面的主軸承蓋，將主軸承座孔鎮(zhèn)至標準尺寸。最后在半圓環(huán)面上飩出定位槽，而該柴油發(fā)電機應是在主軸承座結合面上鋌出定位環(huán)槽。此方法適用于個別磨損嚴重的主軸承座孔，加工時一定要保證與其他座孔的同軸度。
現(xiàn)在第四道座孔就采用該方法進行維修，修理后尺寸為0120.645-120.660 mm。該柴油發(fā)電機缸體的主軸承座孔達到了維修要求。而該柴油發(fā)電機的曲軸也進行了磨削加工，配上內徑縮小的加厚瓦，把曲軸裝入缸體，組裝好柴油發(fā)電機，試車運轉正常，工作良好。
（3）金屬噴涂或金屬刷鍍修復法
先將磨損的主軸承座孔進行銷削，消除磨損的痕跡，然后噴涂或刷鍍上一層金屬或合金，而后把座孔鎮(zhèn)削至標準尺寸。這兩種方法適用于不同磨損情況的主軸承座孔，但成本較高。
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