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‖產(chǎn)品分類(lèi) |
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柴油機活塞銷(xiāo)折斷的原因 |
一臺ZL20型裝載機采用4125型柴油機。昨夜過(guò)程中，突然感覺(jué)柴油機無(wú)力，冒黑煙，消音器發(fā)出“突突”的響聲。用“斷缸法”逐缸檢查，當IV缸斷油時(shí)，排氣冒黑煙的現象減弱，一次校對4個(gè)缸的噴油器及噴油泵的壓力后，故障依舊。打開(kāi)缸蓋，檢查IV缸燃燒室的工作情況時(shí)，發(fā)現缸套上、下止點(diǎn)處的銷(xiāo)軸方向又高溫燒蝕的積瘤槽，進(jìn)一步作檢查時(shí)發(fā)現，IV缸活塞銷(xiāo)已斷裂。
該機大修后適用僅5個(gè)月，事故發(fā)生前未發(fā)現任何以常情況。連續檢查其他3組活塞連桿的裝配情況，結果是，活塞銷(xiāo)與連桿襯套的配合間隙符合要求；活塞銷(xiāo)孔德中心線(xiàn)與活塞縱向中心線(xiàn)的垂直度也在允許的范圍內。由此推測，發(fā)動(dòng)機在維修后，IV缸活塞連桿的裝配參數符合技術(shù)要求。因此排除了因配合間隙或中心線(xiàn)偏斜造成活塞銷(xiāo)斷裂的可能性。進(jìn)而從活塞銷(xiāo)的材料工藝和受力方面作進(jìn)一步分析。
活塞銷(xiāo)為中空圓柱體，材質(zhì)為低碳鋼或低碳合金鋼，外表面滲碳淬火至硬度HRC56-66，淬硬深度為0.8-1.2mm 。當內孔表面未淬硬時(shí)，需要提高內孔表面的光潔度，以提高抗疲勞強度。仔細觀(guān)察斷裂活塞銷(xiāo)內孔加工刀痕及斷面層顏色后發(fā)現，內孔表面留有很深的粗車(chē)刀痕，斷裂表面的顏色能明顯地分出內外兩層，且外層表面顯現凹坑而外層表面未發(fā)現。以此簡(jiǎn)單的方法證明了該活塞銷(xiāo)內孔未經(jīng)淬火，加工工藝不符合技術(shù)要求。
在壓縮和作功行程中，活塞銷(xiāo)受力后發(fā)生變化，由于變形的不統一使銷(xiāo)座與銷(xiāo)的接觸很不均勻，銷(xiāo)孔內側上緣出現尖峰負荷和相應的應力集中。如果活塞銷(xiāo)鋼度不足，此處往往發(fā)生初始裂痕，然后不斷擴展，使活塞銷(xiāo)斷裂。
經(jīng)綜合分析后認為，熱處理不當是活塞銷(xiāo)發(fā)生斷裂的直接原因。另外，活塞銷(xiāo)表面淬硬層過(guò)深，使內部韌性減弱，剛度不足。交變載荷的作用力及淬火后的殘余應力，都會(huì )使活塞銷(xiāo)的粗車(chē)刀痕內部處產(chǎn)生微觀(guān)裂紋，隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機的高速運轉，裂紋不斷延伸擴展，最后導致活塞銷(xiāo)折斷。
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