刘滨源
中车大连机车车辆有限公司
摘要：通过对柴油机碾瓦的现象、特征和主要影响因素进行分析，提出预防碾瓦的措施，以减少此类故障的发生。
关键词：内燃机车 柴油机 碾瓦
内燃机车用途广泛，柴油机由于功率较大，使用频繁，因此在实际运用中经常发生各种故障，其中柴油机碾瓦是最近表现尤为突出的故障之一。一旦发生柴油机碾瓦，不仅给柴油机各部件造成极大的损伤，而且因检修周期长，严重的影响各机务段的正常运用。因此，有必要对柴油机碾瓦作深入分析，并采取相应的改进措施。
例：机车大修在做水阻时，曲轴箱压力高，差示压力计动作，导致停机。经开盖检查、发现第8位连杆瓦碾片有问题，后经拆检发现连杆上轴瓦与主轴颈碾连，使轴颈磨伤，造成曲轴报废。原因分析：机车在水阻时，油水温度过低，而柴油机加载功率大，使机油油膜变薄，温度升高，造成碾瓦。
1、柴油机碾瓦的特征及机理
柴油机发生碾瓦的特征主要表现为；轴瓦由最初的局部拉伤或不正常磨损使轴瓦温度骤升，逐渐演变到轴瓦合金层全部熔化，直至曲轴轴颈与轴瓦钢背相摩擦，严重时使轴瓦钢背咬粘在轴颈上，并随曲轴一起转动，从而导致与机体主轴承座相摩擦，并产生大量的摩擦热，使机体烧损变形，更严重时会导致曲轴、机体的报废。
2、碾瓦主要因素
2.1柴油机轴瓦局部过载，在柴油机运用中轴瓦发生局部过载的情况主要有；
（1）柴油机超负荷运转
当柴油机超出本身的设计功率等级要求时，轴瓦的正常油膜厚度承受不了更高的负荷要求，则导致轴瓦非正常磨损而碾瓦。
（2）轴瓦受力不均匀
当轴瓦组装受力后，在轴瓦合口处会发生一些结构要素的变化，如局部尺寸变小等，再加上曲轴因加工原因带来的轴颈两头粗、中间细，促使局部油隙发生变化，从而导致轴瓦受力不均，局部过载而碾瓦。
（3）轴瓦选配不当
当轴瓦选配偏厚时，会导致油隙偏小，使轴瓦整体受力偏大而发生过载碾瓦。
2.2柴油机机油作用不良
（1） 柴油机清洁度不良，主要包括部分零部件存在加工铁屑（像柴油机的机体、曲轴、连杆），部分铸件机体存在铸造型砂，机油管路存在少量的焊渣、氧化皮及机油滤清器的滤芯作用不良等，从而造成由或大、或小的硬质颗粒引起润滑油被污染而导致轴瓦拉伤。
（2）机油被乳化或稀释，在运用中由于各种原因导致水或燃油混入机油系统时，直接导致机油被乳化或稀释，从而大大降低机油的粘度，影响油膜的正常建立。
（3）柴油机机油动力不足，当柴油机滑油压力低时，会直接导致油膜建立不良，使相对摩擦表面出现短暂硬性接触而发生干摩擦，从而加速轴瓦的碾瓦。
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2.3轴瓦本身的质量
（1）轴瓦制造不良
轴瓦合金层内存在气孔或杂质，导致合金层与钢背结合强度不够，带有合金层的轴瓦板材制造工艺不稳定合金材质有缺陷等都会使轴瓦合金层与钢背粘贴不牢固，从而引起轴瓦剥离，若发现轴瓦合金层有任何剥离现象时，必须更换。
（2）轴瓦组装不当
当组装时轴瓦间隙不符合要求，轴颈或轴瓦清理不干净，存在杂质，轴瓦无紧余量，瓦背与连杆孔接触面过低（不足60%）等均会造成曲轴碾瓦。
2.4零部件制造质量
与摩擦副相关联的有关零部件，如机体、曲轴、连杆，因加工不良时，会直接导致碾瓦的产生。当曲轴轴颈的表面粗糙度较大以及径向圆跳动超差，机体的主轴承孔同轴度超差及轴瓦与轴承座接触不良和机体受热变形等，均会引起摩擦副严重失效。
2.5柴油机组装质量
当柴油机在组装过程中发生轴瓦错位、定位销与销孔发生偏高、力矩严重不足等情况时，均会使轴瓦处于非正常工作状态，出现局部受力变形或轴瓦接触不良等状态，促使碾瓦过早地发生。
2.6运用、操作、维护不当
在柴油机运用中，如果初期磨合时间不充分，或使用操作不当，如起机油水温度不够，升速过早或过快及意外超转速等均会导致碾瓦的意外发生。
3对策措施
（1）提高曲轴轴颈表面的粗糙度精度等级，控制圆跳动量
在制造修理过程中，应尽量提高加工精度。
（2）严格控制机体的同轴度
在制造、修理过程中应按照图纸要求采用可信的机体加工手段并用精度较高的测量仪器，在工艺上、工装上确保测量数据的准确性。
（3）合理选择油膜参数
过大的油隙会使机油通过轴瓦时造成机油大量流失，降低整个润滑油系统的油压，轴瓦表面建立不起具有一定厚度的油膜（正常油隙应在0.18~0.24mm）。由此可见，油膜参数的选择很重要，应合理选择轴承的油膜参数。
（4）提高柴油机的清洁度
加强对柴油机清洁度的严格控制，提高零部件的清洗质量，尤其是机体、曲轴、连杆及机油系统等。
（5）加强组装质量，严格遵守操作规程
在组装上防止连杆盖别劲、紧固不到位、轴瓦上下颠倒、定位销错位，柴油机瓦背接触不良，同时在试验中加强对磨合试验时间的控制（3~4小时内），杜绝违章操作、严防超转速现象。
总之，柴油机碾瓦的因素有很多，而且碾瓦后处理不及时，将会产生严重后果，如活塞、连杆烧损，曲轴拉伤等重大事故。造成碾瓦的因素有很多，如清洁度、组装原因、力矩不到等。所以在运用中，针对柴油机碾瓦必须具体到情况具体分析，研究探讨产生碾瓦的主要跟源，有效防止柴生。
参考文献:
[1]金其炳.DF系列机车柴油机碾瓦原因分析及预防措施J.铁道技术监督，2013，（5）.
论文作者:刘滨源
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/22
标签：轴瓦论文; 柴油机论文; 曲轴论文; 机油论文; 轴颈论文; 油膜论文; 机体论文; 《防护工程》2018年第14期论文;