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浅析大中功率柴油机曲轴断裂事故的原因

2021-07-30林海王磊尹彦广郑志强赵亮

中国设备工程 2021年14期
关键词:裂纹

林海,王磊,尹彦广,郑志强,赵亮

(1.中国石油集团济柴动力有限公司,山东 济南 250306;2.中国石油集团渤海石油装备制造有限公司第一机械厂,天津 300000)

柴油机运转过程中,曲轴受力复杂,既受到交变的弯曲作用、交变的扭曲作用,还受到摩擦作用和承受很大的冲击载荷,所以当外界的载荷过大,超过曲轴的承载能力或者曲轴本身的强度下降,适应不了外载负荷对其本身的强度要求,就会发生裂纹、断裂现象。

1 原因分析

柴油机长期运转,曲轴轴颈都有比较大的磨损,轴径出现偏磨、椭圆、锥度,有的还有较深的沟槽,这就需要对轴颈进行磨销修理。曲轴轴颈经过多次磨修,其轴颈尺寸越来越小,接近或超过最小使用极限值,强度降低。由于柴油机长期运转,曲轴在较大外载负荷的长期作用下,疲劳过度,超过了本身的承载极限是造成曲轴断裂的主要原因之一。

图1 曲轴断裂图

2 使用维修方面

(1)柴油机长期超负荷运转,扭转力矩超过曲轴本身的承载能力,造成曲轴断裂。供油角度过大时,产生过高的爆发压力,使曲轴受到的机械应力增加,造成断裂。

(2)柴油机发生了飞车事故,产生过大的离心力和惯性力,使曲轴受到的机械应力增加,造成曲轴断裂。

(3)柴油机发生了抱缸、烧瓦事故,使曲轴受力增加,从而造成曲轴因疲劳而断裂。

(4)各缸供油量不均或供油角不均。各缸工作中产生的爆发压力不均,不仅使曲轴受力发生变化,而且造成各轴承磨损不均,久而久之,曲轴轴颈因受力不均,在轴径圆角根部产生应力过大,造成疲劳损伤,曲轴产生裂纹、断裂。……

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