拖拉機(jī)零件發(fā)生粘附和熔著磨損原因分析

錢晶

摘 要：闡述了粘附與熔著磨損發(fā)生的機(jī)理，著重分析了拖拉機(jī)部分零件發(fā)生粘附和熔著磨損的原因，以提醒用戶使用維修中注意預(yù)防。

關(guān)鍵詞：拖拉機(jī)；粘附和熔著磨損；原因分析

中圖分類號：S219.07 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.044

粘附與熔著磨損是指相互摩擦表面，在重載或潤滑不良時由于法向載荷的作用，接觸點(diǎn)的壓力很大，使金屬表膜破裂，兩表面的裸露金屬直接接觸，金屬屑從強(qiáng)度較弱的表面轉(zhuǎn)移粘附或熔接在強(qiáng)度較大的表面上。粘附磨損和熔著磨損的變化過程與實質(zhì)基本相同，其不同點(diǎn)：（1）粘附磨損主要是由于摩擦表面的固態(tài)塑性變形所引起。當(dāng)摩擦表面的相對運(yùn)動速度較小，而實際接觸部位的壓強(qiáng)超過金屬屈服點(diǎn)時，使接觸部位產(chǎn)生塑性變形，其接觸距離很小，分子之間的吸引作用將強(qiáng)度較小的金屬表面挖走，或被塑性變形所強(qiáng)化的金屬表面擦傷。（2）熔著磨損主要是由于摩擦表面的熔態(tài)金屬熔接所引起。當(dāng)摩擦表面的相對運(yùn)動速度較高和接觸壓強(qiáng)很大（特別在潤滑不良條件）時，摩擦表面由于塑性流動，溫度急劇增高（可達(dá)1500 ℃），因而引起表層金屬產(chǎn)生回火、軟化直至熔化，致使耐熱性弱的表層熔接在耐熱性強(qiáng)的表面，并將熔接的金屬撕裂，因此金屬的耐熱性對零件耐磨損具有重要作用。

粘附與熔著磨損常常出現(xiàn)在曲軸軸頸、凸輪軸凸輪、汽缸和齒輪等的摩擦表面，特別在發(fā)動機(jī)處于高速、高溫和潤滑不良條件下，最容易出現(xiàn)這類磨損。拖拉機(jī)使用過程中發(fā)生的拉缸、咬死、抱軸等現(xiàn)象，就屬于此種故障，現(xiàn)分析如下。

1 燒瓦、抱軸

曲軸與軸瓦之間的潤滑油膜破裂，而導(dǎo)致軸瓦與軸頸產(chǎn)生干摩擦，因摩擦產(chǎn)生的高溫使軸瓦合金層軟化甚至熔化，并粘咬在軸頸上，使軸無法轉(zhuǎn)動，即為燒瓦抱軸。原因：

（1）潤滑條件惡化。潤滑油長期未更換，機(jī)油濾清器長期未清理，或潤滑油中進(jìn)入了水或柴油，使?jié)櫥宛ざ认陆凳櫥偷男?，不能在軸與軸瓦間形成油膜，引起發(fā)動機(jī)軸瓦燒熔。目前發(fā)生軸瓦燒熔的故障多數(shù)系此種情況。一些用戶實行按色換油，不看黏度，只要機(jī)油顏色變化不大，就繼續(xù)使用。

（2）裝配不當(dāng)。①為了使軸瓦安裝牢固，要求軸瓦與座孔為過盈配合，一般為0.05～0.1 mm。若此值過大，則軸瓦在座孔內(nèi)預(yù)緊后將產(chǎn)生、擠壓變形。若此值過小，軸瓦在座孔內(nèi)安裝松曠。過大過小都是導(dǎo)致軸瓦過熱燒熔的因素。②軸瓦與軸頸間的配合是間隙配合，以保證曲軸正常轉(zhuǎn)動又不產(chǎn)生撞擊聲。此間隙過小，軸瓦與軸頸間不易形成潤滑油膜；間隙過大，機(jī)油容易流失，油膜層也難以形成。因此，此間隙過大或過小都會發(fā)生燒瓦事故。③軸瓦或軸頸表面加工的粗糙度過高會破壞潤滑油膜，引起軸瓦與軸頸咬住。

（3）新購或大修后的拖拉機(jī)未經(jīng)磨合或磨合期太短。新購或大修后的拖拉機(jī)，零件表面是凸凹不平的，再加上表面形狀誤差（不直度、不平度、不圓度、不柱度等）和位置誤差（不平行度、不垂直度，不同軸度等）的存在，導(dǎo)致配合件摩擦面間的實際接觸面積比名義面積要小很多。往往是少量凸起互相接觸和嵌入，并承擔(dān)全部負(fù)荷。這樣，這些接觸點(diǎn)上就受到巨大的集中負(fù)荷。由于單位面積上的壓力過大，所以當(dāng)配合件相對滑動時，將出現(xiàn)劇烈摩擦、沖撞，擠出潤滑油，破壞已形成的油膜。此時，如立即投入全負(fù)荷作業(yè)，則單位壓力陡增，表面接觸點(diǎn)將產(chǎn)生強(qiáng)烈的彈性變形和塑性變形，在塑性變形區(qū)伴有撕裂、折斷、刮傷、抓粘等現(xiàn)象，致使軸與軸瓦間發(fā)生粘附和熔著磨損，進(jìn)而發(fā)展成為燒瓦、抱軸事故。

（4）拖拉機(jī)長期超負(fù)荷作業(yè)，發(fā)動機(jī)溫度高、機(jī)油黏度下降；超負(fù)荷作業(yè)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低，機(jī)油壓力偏低；超負(fù)荷作業(yè)，軸瓦的承載力增加。這三種原因?qū)е螺S和軸瓦之間的潤滑油膜不易形成，易發(fā)生燒瓦抱軸事故。

2 拉缸

拉缸是指汽缸表面因無潤滑油膜而與活塞環(huán)或活塞發(fā)生干摩擦，使接觸表面產(chǎn)生很高的溫度，而使動配合表面發(fā)生粘附和熔著磨損，形成高低不平的磨痕，被稱為“拉缸”。原因：

（1）修理裝配時，由于汽缸、主軸承孔搪削加工不當(dāng)，造成汽缸軸線傾斜。主軸承孔縱向不同心，造成汽缸軸線與曲軸軸線互不垂直，前后傾斜，使活塞緊貼缸壁一側(cè)，引起拉缸

（2）大修后或者新車未磨合就大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，除了易引發(fā)燒瓦抱軸事故，還易引發(fā)拉缸事故。

（3）冷卻不良。因冷卻系統(tǒng)工作不利，使發(fā)動機(jī)過熱，潤滑油過稀或變質(zhì)，汽缸內(nèi)壁潤滑油膜無法形成，引起活塞與汽缸間相互干摩擦，形成熔著磨損而產(chǎn)生拉缸。

（4）連桿彎曲或扭曲。因裝配不當(dāng)或嚴(yán)重超負(fù)荷，使連桿變形、活塞失準(zhǔn)磨偏，造成活塞與缸壁的配合間隙破壞，汽缸沿活塞裙部對角線方向“拉傷”。

（5）空氣濾清器維護(hù)保養(yǎng)不良。空氣中的灰塵、泥沙隨空氣被吸入汽缸，形成磨料粒子，粘附在缸套的內(nèi)壁表面，使缸套及活塞組件摩擦面遭受強(qiáng)烈的磨粒磨損，導(dǎo)致拉缸。

3 中央傳動錐齒輪發(fā)生粘附和熔著破壞

輪齒沿滑動表面有粘著擦傷痕跡，有時可以看到齒面的刮傷、膠合和撕脫現(xiàn)象。原因：

（1）齒輪嚙合不正確。由于制造裝配誤差較大，輪齒只是局部嚙合，使輪齒的負(fù)荷集中在接觸面的某一區(qū)域，實際工作比壓過大；另一方面，輪齒間隙過小時，油膜不能建立，因潤滑失效而發(fā)生粘附和熔著磨損。

（2）新車或大修車未經(jīng)磨合或磨合期太短而直接投入滿負(fù)荷工作，往住會發(fā)生粘附和熔著破壞。輕則擦傷齒面，重則刮傷齒面，甚至出現(xiàn)膠合、撕脫破壞。

（3）拖拉機(jī)長時間超負(fù)荷作業(yè)或經(jīng)常承受猛烈的沖擊負(fù)荷，一方面使輪齒齒面實際工作比壓過高，另一方面使溫度升高，潤滑失效而發(fā)生粘附和熔著破壞。endprint