康明斯連桿軸瓦燒損、螺栓折斷及變形的原因和預防措施
發布時間：2025-02-10 點擊：275
技術維修與康明斯知識
康明斯連桿軸瓦燒損、螺栓折斷及變形的原因和預防措施
康明斯公司對柴油發電機連桿組件常見的連桿軸瓦燒損、連桿螺栓折斷、連桿變形故障進行了分析，指出了康明斯發電機組連桿組故障產生的原因，提醒康明斯用戶和經銷商使用中注意預防以及處理方法。
一、連桿軸瓦燒損的原因和預防措施
1、康明斯連桿軸瓦燒損現象
康明斯連桿軸瓦燒損表現如圖1所示，其原因通常是由于機油溫度過高（超過水溫），機油壓力過低，康明斯發電機組工作吃力，功率下降，冒黑煙甚至自行熄火;稍停后，搖不動曲軸，有時雖能搖動，但有異常響聲;油底殼內機油中有金屬粉屑。
圖1 連桿軸瓦燒損嚴重實圖
2、連桿軸瓦燒損原因
主要是由機油供應不足，在康明斯發電機組軸頸和軸瓦之間不能形成油膜，使之處于半干摩擦或干摩擦狀態，溫度急劇增高，使軸瓦合金熔解而相互咬死。機油不足的原因有：機油量少，機油道或濾網、過濾器堵塞，油壓過低;軸承間隙過小或過大;機油品質不符合要求，例如機油過稀，黏度低，油中含雜質;康明斯發電機組長時間超負荷工作，轉速低，軸瓦壓力增加，機油供給量減少，軸頸和軸瓦磨損不均勻，軸向形成錐度和徑向形成橢圓，或軸頸偏磨，使軸瓦負荷不均勻;此外，低溫時冷機啟動后，不經低速預溫，立即加大油門使曲軸轉速迅速上升軸頸與軸瓦接觸面積小，且接觸點分布不均勻。
3、連桿軸瓦燒損預防和排除方法
在啟動康明斯發電機組前，應檢查機油油位，使其保持在規定的油面，經常檢查機油的清潔度和品質，按季節換油。工作中當發現機油壓力過低或機油壓力指示器浮子未升起，應立即熄火排除。在冷機啟動前，先用手搖轉曲軸數圈，待軸承等摩擦表面形成油膜后再啟動康明斯發電機組。啟動后先低速，再中速進行預溫，切忌啟動后立即大油門高速運轉。換新瓦后，軸頸與軸瓦的接觸面積應超過全面積的75%，否則應進一步研磨，使軸頸與軸瓦密切接觸。
二、連桿螺栓折斷原因和預防措施
連桿螺栓折斷可導致重大的機械事故，如不及時發現和果斷處置，極易引起搗缸、燒瓦事故。使用中，如出現康明斯發電機組工作不平穩，聲音異常，單缸不著火且冒黑煙，應立即停車檢查。一駕駛員在啟動拖拉機后猛加油門，柴油發電機連桿螺栓突然斷裂，引起缸體破裂，曲軸、活塞等機件損壞，造成了很大的經濟損失。
1、連桿螺栓裂紋或折斷的原因
（1）安裝時扭緊力矩太大，超過材料強度而產生裂紋。
（2）安裝不當，扭緊力矩不夠，或一松一緊，工作中因沖擊而松動，螺栓受沖擊造成疲勞損傷。
（3）柴油發電機長期超負荷，發生飛車，發生燒瓦，機體溫度過高，易使螺栓發生裂紋或折斷。
（4）連桿螺栓與安裝孔配合間隙過大。
（5）制造質量不好，熱處理不當，強度不足。
（6）安裝不正確，螺栓頭與貼合面不平，使其受較大的彎曲力矩，產生裂紋。
（7）曲軸連桿軸頸與軸瓦配合間隙過大，沖擊載荷增加，引起螺栓損壞。
（8）連桿彎曲使連桿螺栓受力不均勻而損傷。
2、連桿螺栓裂紋或折斷的預防措施：
（1）由于康明斯發電機組活塞承受的力是通過連桿傳遞給曲軸的，并使活塞的往復直線運動轉變成為曲軸的旋轉運動，而連桿與曲軸是通過螺栓，將連桿體、曲軸及連桿蓋連接在一起的。工作時，由于連桿螺栓承受著氣體壓力和慣性力所產生的沖擊性拉壓交變載荷的作用，會發生拉長、裂紋和滑扣等損傷，所以要求連桿螺栓本身要有足夠的強度和較高的加工精度。因此，更換連桿螺栓時，要嚴格選配高強度的螺栓，絕不能用其他普通螺栓替代。
（2）安裝時應注意按規定扭矩擰緊螺母，不可把螺母擰得過緊，使螺栓受力過大而伸長，否則，一旦有沖擊時易發生折斷;必須分三次均勻對稱地擰緊連桿螺栓（見圖2），在擰緊螺栓時，不要因為擰得過頭而又退回到規定數值，再退回的螺栓必然松動造成搗缸事故。
圖2 如何擰緊連桿螺栓
三、連桿變形原因和維修方法
康明斯發電機組連桿工作時，由于連桿伸長，擺動和受力較大，當康明斯發電機組超負荷運轉和爆震時，會使桿身產生彎曲和扭曲（如圖3）。
1、連桿變形產生原因
（1）使用中的原因
使用中柴油發電機超速運轉、低速超負荷運轉或供油時間過早，經常轟油門，易引起連桿變形。即使在正常操作中，連桿因承受強大的壓縮和拉伸作用，也容易產生疲勞變形。
（2）機械事故
柴油發電機工作中發生事故，如飛車、燒瓦抱軸、活塞脹死等故障時，往往引起連桿變形。
（3）修理和裝配原因
汽缸套和活塞之間間隙留得過小，以致活塞受熱后卡死在汽缸套內，將連桿拉斷或壓彎。在修理過程中，如鏜連桿瓦，將連桿夾在虎鉗上擰緊或擰下連桿螺母，也容易造成連桿的變形。安裝時，活塞銷中心線與曲軸連桿軸頸中心線不平行，連桿易產生疲勞彎曲，甚至斷裂。
連桿扭曲變形檢查
2、連桿檢測維修方法
在連桿校正器上進行鑒定和修復。不要用錘擊方法試圖修復。無連桿校正器時，可將兩根木棒（要求圓而直，直徑與連桿大小頭孔徑相近）分別裝入連桿大、小頭孔，再測量它們的尺寸，如果兩木棒互相交叉，則表明連桿扭曲。一般當連桿彎曲量或扭曲量大于0.1 mm時，即應校正。
（1）校正時先校彎曲，后校扭曲。
連桿變形彎曲校正
（2）無連桿校正器時，也可在臺虎鉗上校正。
（3）當彎扭曲不大時，可采用冷校。
注意：冷校后應將連桿加熱到400～500 ℃，保溫0.5～1 h，再用石棉紙包好放在空氣中冷卻。
（4）對變形較大的連桿，應更換新件或用氣焊進行熱校。
（5）連桿大、小頭孔磨損嚴重時，一般更換新件。
（6）連桿軸承孔的結合面有輕微刮痕，可用細銼銼平，然后再用刮刀刮削到接觸面積達75%以上為止。
（7）連桿襯套內孔磨損后，可采用在襯套內涂敷機油，穿入活塞銷，一手握住連桿，用另一手拇指擺動活塞銷的方法檢查。如感覺銷子和襯套有間隙，應換新襯套，或采用手工鉸削后，配加大的活塞銷予以修復。
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一、連桿軸瓦燒損的原因和預防措施
1、康明斯連桿軸瓦燒損現象
康明斯連桿軸瓦燒損表現如圖1所示，其原因通常是由于機油溫度過高（超過水溫），機油壓力過低，康明斯發電機組工作吃力，功率下降，冒黑煙甚至自行熄火;稍停后，搖不動曲軸，有時雖能搖動，但有異常響聲;油底殼內機油中有金屬粉屑。
圖1 連桿軸瓦燒損嚴重實圖
2、連桿軸瓦燒損原因
主要是由機油供應不足，在康明斯發電機組軸頸和軸瓦之間不能形成油膜，使之處于半干摩擦或干摩擦狀態，溫度急劇增高，使軸瓦合金熔解而相互咬死。機油不足的原因有：機油量少，機油道或濾網、過濾器堵塞，油壓過低;軸承間隙過小或過大;機油品質不符合要求，例如機油過稀，黏度低，油中含雜質;康明斯發電機組長時間超負荷工作，轉速低，軸瓦壓力增加，機油供給量減少，軸頸和軸瓦磨損不均勻，軸向形成錐度和徑向形成橢圓，或軸頸偏磨，使軸瓦負荷不均勻;此外，低溫時冷機啟動后，不經低速預溫，立即加大油門使曲軸轉速迅速上升軸頸與軸瓦接觸面積小，且接觸點分布不均勻。
3、連桿軸瓦燒損預防和排除方法
在啟動康明斯發電機組前，應檢查機油油位，使其保持在規定的油面，經常檢查機油的清潔度和品質，按季節換油。工作中當發現機油壓力過低或機油壓力指示器浮子未升起，應立即熄火排除。在冷機啟動前，先用手搖轉曲軸數圈，待軸承等摩擦表面形成油膜后再啟動康明斯發電機組。啟動后先低速，再中速進行預溫，切忌啟動后立即大油門高速運轉。換新瓦后，軸頸與軸瓦的接觸面積應超過全面積的75%，否則應進一步研磨，使軸頸與軸瓦密切接觸。
二、連桿螺栓折斷原因和預防措施
連桿螺栓折斷可導致重大的機械事故，如不及時發現和果斷處置，極易引起搗缸、燒瓦事故。使用中，如出現康明斯發電機組工作不平穩，聲音異常，單缸不著火且冒黑煙，應立即停車檢查。一駕駛員在啟動拖拉機后猛加油門，柴油發電機連桿螺栓突然斷裂，引起缸體破裂，曲軸、活塞等機件損壞，造成了很大的經濟損失。
1、連桿螺栓裂紋或折斷的原因
（1）安裝時扭緊力矩太大，超過材料強度而產生裂紋。
（2）安裝不當，扭緊力矩不夠，或一松一緊，工作中因沖擊而松動，螺栓受沖擊造成疲勞損傷。
（3）柴油發電機長期超負荷，發生飛車，發生燒瓦，機體溫度過高，易使螺栓發生裂紋或折斷。
（4）連桿螺栓與安裝孔配合間隙過大。
（5）制造質量不好，熱處理不當，強度不足。
（6）安裝不正確，螺栓頭與貼合面不平，使其受較大的彎曲力矩，產生裂紋。
（7）曲軸連桿軸頸與軸瓦配合間隙過大，沖擊載荷增加，引起螺栓損壞。
（8）連桿彎曲使連桿螺栓受力不均勻而損傷。
2、連桿螺栓裂紋或折斷的預防措施：
（1）由于康明斯發電機組活塞承受的力是通過連桿傳遞給曲軸的，并使活塞的往復直線運動轉變成為曲軸的旋轉運動，而連桿與曲軸是通過螺栓，將連桿體、曲軸及連桿蓋連接在一起的。工作時，由于連桿螺栓承受著氣體壓力和慣性力所產生的沖擊性拉壓交變載荷的作用，會發生拉長、裂紋和滑扣等損傷，所以要求連桿螺栓本身要有足夠的強度和較高的加工精度。因此，更換連桿螺栓時，要嚴格選配高強度的螺栓，絕不能用其他普通螺栓替代。
（2）安裝時應注意按規定扭矩擰緊螺母，不可把螺母擰得過緊，使螺栓受力過大而伸長，否則，一旦有沖擊時易發生折斷;必須分三次均勻對稱地擰緊連桿螺栓（見圖2），在擰緊螺栓時，不要因為擰得過頭而又退回到規定數值，再退回的螺栓必然松動造成搗缸事故。
圖2 如何擰緊連桿螺栓
三、連桿變形原因和維修方法
康明斯發電機組連桿工作時，由于連桿伸長，擺動和受力較大，當康明斯發電機組超負荷運轉和爆震時，會使桿身產生彎曲和扭曲（如圖3）。
1、連桿變形產生原因
（1）使用中的原因
使用中柴油發電機超速運轉、低速超負荷運轉或供油時間過早，經常轟油門，易引起連桿變形。即使在正常操作中，連桿因承受強大的壓縮和拉伸作用，也容易產生疲勞變形。
（2）機械事故
柴油發電機工作中發生事故，如飛車、燒瓦抱軸、活塞脹死等故障時，往往引起連桿變形。
（3）修理和裝配原因
汽缸套和活塞之間間隙留得過小，以致活塞受熱后卡死在汽缸套內，將連桿拉斷或壓彎。在修理過程中，如鏜連桿瓦，將連桿夾在虎鉗上擰緊或擰下連桿螺母，也容易造成連桿的變形。安裝時，活塞銷中心線與曲軸連桿軸頸中心線不平行，連桿易產生疲勞彎曲，甚至斷裂。
連桿扭曲變形檢查
2、連桿檢測維修方法
在連桿校正器上進行鑒定和修復。不要用錘擊方法試圖修復。無連桿校正器時，可將兩根木棒（要求圓而直，直徑與連桿大小頭孔徑相近）分別裝入連桿大、小頭孔，再測量它們的尺寸，如果兩木棒互相交叉，則表明連桿扭曲。一般當連桿彎曲量或扭曲量大于0.1 mm時，即應校正。
（1）校正時先校彎曲，后校扭曲。
連桿變形彎曲校正
（2）無連桿校正器時，也可在臺虎鉗上校正。
（3）當彎扭曲不大時，可采用冷校。
注意：冷校后應將連桿加熱到400～500 ℃，保溫0.5～1 h，再用石棉紙包好放在空氣中冷卻。
（4）對變形較大的連桿，應更換新件或用氣焊進行熱校。
（5）連桿大、小頭孔磨損嚴重時，一般更換新件。
（6）連桿軸承孔的結合面有輕微刮痕，可用細銼銼平，然后再用刮刀刮削到接觸面積達75%以上為止。
（7）連桿襯套內孔磨損后，可采用在襯套內涂敷機油，穿入活塞銷，一手握住連桿，用另一手拇指擺動活塞銷的方法檢查。如感覺銷子和襯套有間隙，應換新襯套，或采用手工鉸削后，配加大的活塞銷予以修復。
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在高寒地區柴油發電機房應注意采暖設計
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