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柴油機重大事故發生原因分析

日期:2018/24/12

    摘要:平衡軸斷裂、搗缸、機體破裂一旦發生,將給使用者帶來巨大損失,了解故障發生的原因,做好預防工作,對延長機器的使用壽命很有必要。

    柴油機發生平衡軸斷裂、搗缸、機體破裂機械事故,輕則導致發動機不能工作,要停機大修,重則將損壞缸體、曲軸等零件,使整臺發動機報廢。
   1 上、下平衡軸斷裂
    柴油機運轉時突然發出“喀噠”一聲,柴油機自行熄火,有時把機體、缸蓋打破。檢查后,發現平衡軸斷裂。
    1.1原因分析
    (1)平衡軸材料質量有問題,如有氣孔、砂眼等鑄造缺陷,強度達不到要求。
    (2)平衡軸軸承松動或軸承座孔磨損較大,軸承長期走外圓,工作不平穩,造成平衡軸折斷;突然提高轉速或因“飛車”等使轉速急劇提高,造成平衡軸折斷。
    (3)飛輪與曲軸因配合松動而產生撞擊,撞擊產生的動載荷傳給了上、下平衡軸,使平衡軸由于疲勞而折斷。
    (4)平衡軸兩軸頸或機體上兩軸承孔不同軸度超差,平衡軸運轉時有別勁,導致運轉不靈活而折斷。
    1.2故障排除提示
    排除平衡軸斷裂故障時,除了更換新平衡軸外,還應檢查平衡軸軸承有無松動,有無走外圓現象。
    2 搗缸
    發生搗缸前,發動機一般工作不正常,運轉無力,有一股一股的黑煙冒出,并有嚴重的敲缸聲,發生此癥狀應立即停車熄火檢查。此時如不立即停車,就會造成不良后果。
    2.1原因分析
    (1)活塞銷折斷。造成活塞銷折斷的原因有:①活塞銷質量問題。②活塞銷與連桿小頭襯套孔的間隙,一般在0.015~0. 040 mm范圍內,超過0.07~0. 10 mm,應修理或更換。間隙過大,柴油機工作中會發出敲擊聲,而且活塞銷很容易在交變沖擊力的作用下疲勞折斷,造成搗缸事故。③連桿小頭孔與襯套的配合緊度一般在0. 033~0. 099 mm范圍內。實踐證明,柴油機轉速2000 r/min,緊度在0. 02 mm左右,工作中襯套很易松動。襯套松動后,會發出“噠、噠”的敲擊聲,而且易使活塞銷折斷,發生搗缸事故。④活塞銷孔的中心線偏斜,與活塞縱向中心線不垂直,不僅會使活塞偏缸,加速活塞與缸套的磨損,造成燒、排機油,而且柴油機運轉中,活塞銷會受到附加應力作用而折斷,引起搗缸。
    (2)連桿螺栓折斷。造成連桿螺栓折斷的原因有:①連桿螺栓的材質不佳,承載能力差,疲勞折斷。②連桿螺栓扭緊力矩過小、軸瓦間隙過大、沖擊載荷過大或燒瓦引起連桿螺栓折斷。③連桿螺栓、螺母的鎖緊裝置在工作中松動,也會造成連桿螺栓松動而折斷。用鎖緊墊片防松的,應注意,墊片一般只用一次,其邊緣必須可靠地折在螺母的側面上。用鐵絲綁扎固定的,應注意鐵絲作用在每個螺母上的力矩方向,應和它們的旋緊方向一致。用開口銷防松的,當扭緊的力矩已達到,但沒對正孔而穿不上銷子時,只能繼續扭緊,直至對上孔為止,而不能扭松。
    (3)缸套脫缸。缸套上部臺肩與缸體接觸臺肩處折斷,會使活塞、連桿、曲軸及機體等零部件損壞。除缸套材質不好,處理不當或內部有砂眼、裂紋等原因外,尚有下列原因:①缸套的臺肩上端面凸出機體平面過高,在上緊缸蓋時,使臺肩與缸體連接臺肩處產生裂紋,壓斷缸套。②缸套臺肩與缸體截面改變處圓角太小或沒有圓角,柴油機工作時在交變載荷作用下,此處產生應力集中,慢慢產生裂紋,嚴重時發生脫缸。③缸套臺肩上下平面不平,或缸套臺肩下平面與機體支承面之間墊有臟物,使其歪斜,或因制造質量問題,缸套裝入后,臺肩凸出機體一邊高一邊低。時間長了,活塞工作時的側壓力,有可能使其在交變載荷下斷裂脫缸。
    (4)活塞銷孔處斷裂。除未按規定安裝活塞銷,將活塞銷孔撐出裂紋,導致活塞銷斷裂搗缸外,尚有下列原因:①活塞與缸套安裝時,其間隙小于規定標準,或者是標準缸套誤安上了加大尺寸的活塞。工作時零件受熱膨脹,摩擦阻力增大,產生過多的熱量造成粘缸。粘缸初期未及時熄火,柴油機被迫熄火后,連桿將活塞在銷座處拉斷。拉斷后繼續運轉,導致搗缸。②活塞與缸套因磨損過多,間隙過大,活塞上、下運動時,敲擊嚴重,致使活塞被撞斷而搗缸。③連桿彎曲、扭曲變形,會使活塞受較大的附加應力,導致折斷搗缸。
    (5)平衡軸或平衡重塊斷裂。平衡軸材質不好,或軸向間隙太大與其它零件相撞,平衡軸會斷裂。曲軸臂上的平衡重塊,因固定螺栓松動或由于飛車、超載,也會斷裂甩下來,斷裂后的碎塊會導致搗缸。
    2.2故障排除提示
    駕駛員在行駛中,既要注意駕駛技術與處理故障的能力,更要注意觀察機械運行中的異常變化,不能聽到異響還盲目帶病運行,以致搗缸釀成大禍。發動機在發生搗缸前必有征兆,且有從量變到質變的過程,駕駛員稍有警惕就會察覺。

    3 機體破裂
    機體破裂表現為機體壁滲水,冷卻水消耗量大,或流人油底殼,使機油變質、變稀。
    3.1原因分析
    (1)柴油機在寒冷的環境工作,工作結束后忘記放掉冷卻水,冷卻水結冰后體積膨脹,將機體凍裂。
    (2)柴油機冷卻水因蒸發或泄漏而缺水甚至耗干,此時柴油機的溫度很高,如果突加冷卻水,會使缸體位于缸套上部位置因驟冷而炸裂。
    (3)柴油機底腳螺栓松動,或柴油機振動大,使機體開裂。
    (4)上、下平衡軸斷裂,連桿螺栓斷裂或連桿小頭斷裂而打壞機體。
    3.2故障排除提示
    機體破裂,故障明顯,排除方法可根據故障的情況而定。若是機體被打破,無法修補,則應更換機體;若是機體產生裂紋,可到修理廠用鑄鐵焊條進行修補。


來源:農機使用與維修

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