表面工程技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)零部件修復(fù)中的應(yīng)用(上)
前言
發(fā)動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要?jiǎng)恿?a target="_blank" class="mmstipa1" >機(jī)械之一桌粉,在船舶咏肠、汽車(chē)苔寝、飛機(jī)铭莱、工程建筑機(jī)械等各方面獲得了廣泛的應(yīng)用骡尽。隨著工業(yè)的發(fā)展,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求也越來(lái)越高擅编。由于高負(fù)荷攀细、高參數(shù),發(fā)動(dòng)機(jī)的工況條件更加苛刻爱态,引起發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件的損傷和失效谭贪,從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠運(yùn)行。
發(fā)動(dòng)機(jī)損傷和故障的表現(xiàn)形式是多種多樣的锦担,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)磨損俭识。磨損是限制發(fā)動(dòng)機(jī)及其零部件使用壽命的一個(gè)主要因素,它取決于缸套吆豹、活塞鱼的、曲軸、軸承等機(jī)件的磨損程度痘煤。
(2)摩擦副的擦傷凑阶、拉缸等會(huì)釀成重大事故,從而產(chǎn)生惡劣后果衷快。
(3)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面引起的損壞也是影響發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性和耐久性的重要因素宙橱。例如曲軸折斷、連桿折斷贬市、活塞斷裂版掘、缸套斷裂、活塞燒裂劈警、缸蓋裂紋昔疆、機(jī)架斷裂、軸瓦燒壞遵盼、軸頸拉毛谤郑、傳動(dòng)齒輪損壞等。這些結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上的損壞是一種以疲勞破壞為特征的損壞刑映。
(4)發(fā)動(dòng)機(jī)的個(gè)別零部件還會(huì)出現(xiàn)穴蝕直呈、燒蝕等損傷。
綜上所述,發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的損傷大致可歸納為兩種情況:一是由于體積負(fù)荷引起的機(jī)械應(yīng)力而造成零件的裂紋忽畏、斷裂和不允許的變形等損傷惋涌;另一是表面受到機(jī)械或化學(xué)的作用、引起磨損赖钞、腐蝕腰素、燒蝕等損傷。
發(fā)動(dòng)機(jī)零部件損壞的形式和特點(diǎn)
發(fā)動(dòng)機(jī)中由于磨損產(chǎn)生的故障在各種故障中占有很大比重仁烹。由于潤(rùn)滑不良耸弄,配對(duì)材料欠佳,制造和裝配質(zhì)量差卓缰,使用條件的惡化计呈,灰塵和溫度的影響,以及交變負(fù)荷的作用征唬,都會(huì)促使磨損的四種主要形式:磨粒磨損捌显、粘著磨損、腐蝕磨損和表面疲勞磨損[3]在發(fā)動(dòng)機(jī)一些主要零件工作過(guò)程中有不同程度的出現(xiàn)总寒。
1.1氣缸套扶歪、活塞、活塞環(huán)組的損傷
氣缸套摄闸、活塞善镰、活塞環(huán)組是發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟部分,也是工作條件極為惡劣的部位蟹故。歸納起來(lái)措瑞,氣缸套、活塞逾丑、活塞環(huán)組的損傷形式有磨損虹喉、腐蝕、穴蝕嘲孙、裂紋啤糙、燒蝕等。
(1)氣缸套的損傷
缸套的磨損率決定發(fā)動(dòng)機(jī)的大修間隔期限魂姆,通常缸套最大允許磨損量為內(nèi)徑的0.4%~0.8%锉累。缸套的表面質(zhì)量、燃油的質(zhì)量澜茁、潤(rùn)滑油的質(zhì)量胰肆、冷卻水溫度和工作條件等因素都會(huì)對(duì)缸套的磨損產(chǎn)生很大的影響[6],導(dǎo)致缸套出現(xiàn)磨損担急、拉缸和穴蝕等損傷,從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)、振動(dòng)加劇蚁趁、出現(xiàn)噪音裙盾、冒白煙或冒黑煙等狀況的發(fā)生。
(2)活塞的損傷
活塞工作條件惡劣他嫡,尤其頂部是受機(jī)械負(fù)荷與熱負(fù)荷最嚴(yán)重的部位番官。其主要損傷形式有裂紋、斷裂钢属、燒蝕和腐蝕等徘熔。
(3)活塞環(huán)的損傷
活塞環(huán)的磨損率決定了發(fā)動(dòng)機(jī)檢修周期的長(zhǎng)短,它在高溫高壓燃?xì)猸h(huán)境里承受彎曲淆党、沖擊及磨損酷师,易發(fā)生折斷和過(guò)度磨損,從而使密封性能下降染乌,進(jìn)一步惡化了發(fā)動(dòng)機(jī)性能[8]山孔。
1.2氣缸蓋的損傷
氣缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其上有進(jìn)荷憋、排氣閥孔台颠、示功器孔、安全閥孔搬雳、啟動(dòng)閥孔为或、噴油器孔等,內(nèi)部有一系列不規(guī)則形狀的冷卻水腔和進(jìn)晃键、排氣道特棕,橫向和垂向分別與進(jìn)、排氣管和機(jī)身相連接衬榕。工作條件比較惡劣脸婉,它的底(熱)面受著燃?xì)獾母邷亍⒏邏汉透g作用杈夜,水夾層也受著冷卻水的腐蝕尝赵,且冷、熱不均盹组,受力復(fù)雜弓呵,缸蓋的其它部分也因固緊螺栓而產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。其主要損傷形式有:缸蓋裂紋哄避、閥座損傷(閥座扭曲茉漂、磨損、裂紋等)誉简。
1.3凸輪挺桿的損傷
凸輪挺桿是發(fā)動(dòng)機(jī)中一對(duì)常出現(xiàn)磨損失效的摩擦副之一碉就。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)不斷向高速盟广、大功率發(fā)展、配氣機(jī)構(gòu)的彈簧力瓮钥、摩擦面間的相對(duì)滑動(dòng)速度不斷增加筋量,凸輪挺桿間的潤(rùn)滑條件更加苛刻。其主要損傷形式是由于粘著磨損和疲勞磨損而引起的擦傷和點(diǎn)蝕碉熄。
1.4曲軸的損傷
曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上最重要的部件之一桨武,工作中承受彎曲、扭轉(zhuǎn)負(fù)荷和一定的沖擊負(fù)荷锈津。曲軸的工作可靠性和壽命在很大程度上決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性與壽命呀酸。曲軸損傷的主要形式有:(1)軸頸的磨損;(2)曲柄銷(xiāo)或主軸頸與曲柄臂相連接的圓角部位裂紋琼梆、斷裂性誉;(3)曲柄銷(xiāo)或主軸頸油孔部位裂紋、斷裂叮叹;(4)腐蝕所造成的斷裂顿储;(5)組合式曲軸缸套部位滑移;(6)由于燒瓦而造成的曲軸表面裂紋及拉傷济问;(7)曲軸的彎曲與扭曲遮店。
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