談拖拉機曲軸幾種磨損形式及原因

安景波

摘 要：對拖拉機曲軸使用中常見的早期磨損、軸頸表面劃痕或拉傷、曲軸軸頸抓粘磨損產(chǎn)生的原因進行了分析，提醒使用與維修人員工作中注意預防。

關(guān)鍵詞：拖拉機;曲軸;磨損

中圖分類號：S219.07 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.08.049

在使用中，拖拉機曲軸承受著很大的氣體壓力、慣性力的沖擊和離心力的作用，除了有正常磨損外，早期磨損、軸頸表面產(chǎn)生劃痕拉傷、曲軸頸的抓粘磨損都是曲軸磨損的常見形式，我們需要了解這些磨損產(chǎn)生的原因，以便工作中注意預防。

1 曲軸早期磨損

新的或大修后的小型拖拉機，若使用一段時間后，曲軸很快就磨損了，軸頸尺寸變小、形成錐度和橢圓度，有的甚至使用不到500 h，曲軸就報廢了，則為早期磨損。造成曲軸早期磨損的原因有：

（1）部分曲軸設(shè)計制造時，沒有離心沉淀室，由于油道傾斜，機油中的磨料在離心力的作用下偏聚、積累在連桿軸頸的一側(cè)，使該側(cè)軸頸磨損較快而形成錐度。（2）由于連桿軸頸承受由連桿傳來的氣體壓力與活塞連桿組往復運動的慣性力，以及連桿大頭回轉(zhuǎn)運動離心力的作用，這些力合成總合力，其總合力大小和方向隨時間變化，且作用于軸頸上的力沿周向分布不均勻，而使軸頸一側(cè)磨損較大，形成橢圓。（3）連桿彎曲扭曲、曲軸本身有彎曲、缸套在缸體中縱向偏斜等，將使曲軸軸頸上受力不均而產(chǎn)生偏磨。（4）軸瓦配合間隙過小。由于裝配時，使軸瓦間隙過小，工作中，曲軸和軸瓦摩擦表面油膜難以形成，造成局部干摩擦，導致曲軸早期磨損。所以裝配時，應(yīng)按使用說明書要求，使其配合間隙達到規(guī)定的值。（5）曲軸軸頸錐度過大。由于曲軸軸頸錐度過大，使軸瓦工作過程中負荷不均勻，造成局部負荷增大，使軸瓦急劇磨損或燒瓦。對于此類情況，應(yīng)對曲軸進行修復或更換。（6）拖拉機“三濾”部件燃油濾清器、機油濾清器、空氣濾清器技術(shù)狀態(tài)不佳，維護保養(yǎng)不及時，會使大量的灰塵和機械雜質(zhì)通過潤滑油、空氣、燃油進入柴油機內(nèi)，尤其是機油中的機械雜質(zhì)會加劇曲軸的磨損。（7）長期超負荷工作。由于拖拉機長期在超負荷下作業(yè)，引起溫度升高，機油變稀，使軸瓦之間油膜難以形成，加劇了曲軸的磨損。

2 曲軸軸頸表面劃痕或拉傷

主要原因有：（1）裝配時不注意清潔，使柴油機內(nèi)帶進了渣滓、金屬物等磨粒。（2）不按時更換油底殼的潤滑油，使?jié)櫥椭泻休^大的金屬物等磨粒，混進軸瓦和軸頸的縫隙里刻劃和拉傷摩擦表面。（3）空氣濾清器維護保養(yǎng)不當，缸套、活塞及活塞環(huán)磨損間隙增大的，帶有砂粒、雜質(zhì)等磨料隨空氣吸入缸內(nèi)燃燒后竄到油底殼，循環(huán)進入軸頸和軸承的配合間隙里。

3 曲軸軸頸抓粘磨損

抓粘磨損是曲軸磨損中的一種，這種磨損是由于軸同瓦相互作用表面接觸壓力大，潤滑不良等原因，使?jié)櫥湍げ灰仔纬?，或己形成的油膜也會被擠破，隨著相對運動的進行，磨擦熱量急劇增加，熱穩(wěn)定性破壞，造成接觸表面金屬局部熔化。在磨擦阻力作用下，熔化的金屬發(fā)生了較大的位移，表面氧化層被破壞，在分子引力的作用下，粘附到另一相接觸表面，由此引起嚴重損壞現(xiàn)象。

曲軸的抓粘性磨損一般可分為三個階段：（1）抓粘磨損的前期為燒瓦階段。由于曲軸與軸瓦接觸壓力過大，潤滑不良，溫度急劇增高，發(fā)動機馬力顯著下降，軸瓦表面呈現(xiàn)暗黑色，曲軸軸頸表面發(fā)生了退火現(xiàn)象，呈現(xiàn)深藍色，使其表面硬度下降（經(jīng)測定有的軸頸的硬度降低了50%），耐磨性變差。鉛青銅軸瓦使曲軸表面硬度下降的更多。（2）抓粘磨損階段。燒瓦如不立即熄火停車，隨著曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)急劇增加的熱量使軸瓦部分熔化，在磨擦阻力作用下，熔化的金屬發(fā)生較大的位移，表面的氧化層被破壞，在分子引力作用下，粘附到曲軸表面。這不僅使軸瓦報廢，而且曲軸也需要磨修。（3）抓粘磨損的后期。曲軸抱瓦抓粘磨損如果繼續(xù)進行，很快就會使軸瓦將曲軸死死抱住，發(fā)動機自動熄火。這就相當于高速旋轉(zhuǎn)的曲軸突然被制動，容易造成曲軸變形，甚至斷裂，缸體上的主軸瓦座磨損，重則使整個汽缸體報廢。抓粘磨損是屬于事故性損壞，正確使用通常是不會發(fā)生抓粘磨損的。

曲軸的抓粘性磨損產(chǎn)生的原因：（1）鋁合金軸瓦剛性差承載能力小，膨脹系數(shù)大。鋁合金軸瓦具有疲勞強度高，耐腐蝕性好，但剛性差，承載能力小，容易造成抓粘磨損。尤其在超負荷工作時，轉(zhuǎn)速降低，潤滑油膜變薄，易被擠破。或啟動初期轉(zhuǎn)速低，潤滑油膜還沒有完全形成，就滿負荷工作，更易造成抓粘磨損。膨脹系數(shù)大，加上修理規(guī)范不合理，也容易造成抓粘磨損。（2）使用保養(yǎng)不當，機油供應(yīng)不足。機油壓力表是反映曲軸潤滑狀態(tài)的一個重要指示器。有的駕駛員發(fā)現(xiàn)機油壓力表指針突然下降，不立即停車，卻把車開到維修點再檢查原因，結(jié)果抓粘磨損往往發(fā)生在歸途中。按拖拉機技術(shù)保養(yǎng)規(guī)定，一般使用達1500 h應(yīng)檢查清洗連桿軸頸內(nèi)的積塵腔。但在發(fā)生磨損的曲軸中，有的積塵腔全部被油泥堵死，造成了連桿軸頸的抓粘磨損。（3）維修質(zhì)量差。一些拖拉機修理點缺少修理專用設(shè)備及精確測量儀器，技術(shù)水平較低，對曲軸的變形和軸瓦的配合間隙掌握不準，容易造成抓粘磨損，抓粘磨損又進一步造成曲軸的變形，變形的曲軸更易發(fā)生抓粘磨損，這樣，產(chǎn)生了惡性循環(huán)。（4）配件質(zhì)量差。一些地方存在農(nóng)機配件質(zhì)量差的問題，給維修帶來很大困難，如汽缸體主軸瓦座不同心和清砂不凈，使用一段時期后，由于汽缸體溫度的不斷變化，型砂被潤滑油洗刷下來，堵塞了油道。