8DK28柴油機(jī)凸輪軸軸承故障原因分析

閻甲良

（陜西柴油機(jī)重工有限公司生產(chǎn)技術(shù)部）

2003年陜柴重工從大發(fā)公司引進(jìn)了8DK28柴油機(jī)，廣泛用于船舶主機(jī)、輔機(jī)，單機(jī)功率為2500kW/750r/min。

但是在運(yùn)行過程中，曾頻繁出現(xiàn)凸輪軸主軸承燒傷、拉傷事故現(xiàn)象，既給陜柴重工造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和名譽(yù)損失，同時(shí)也給客戶利益造成嚴(yán)重?fù)p失。

我們就該型機(jī)凸輪軸軸承故障的現(xiàn)象、產(chǎn)生原因及其對(duì)策進(jìn)行具體分析，并對(duì)事故柴油機(jī)進(jìn)行修復(fù)。

一、事故的現(xiàn)象

首例事故出現(xiàn)在神華煤駁上，2005年4月，該船從青島運(yùn)煤到天津港途中，船員突然發(fā)現(xiàn)8DK28柴油機(jī)凸輪軸腔有煙霧冒出，并伴隨著一股刺鼻的焦糊味，并有壓力降低。

隨機(jī)立即停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)該機(jī)10檔凸輪軸軸承全部燒傷。在隨后的3年時(shí)間里又先后有5臺(tái)機(jī)出現(xiàn)此類情況，直接經(jīng)濟(jì)損失近20萬元。

二、故障原因分析

為了查明事故真相避免此類故障的再次發(fā)生，本公司服務(wù)人員對(duì)所有凸輪軸、軸瓦、機(jī)身凸輪軸殼體進(jìn)行了拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)各檔凸輪軸軸瓦全部抱死在凸輪軸上，并隨凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)；對(duì)軸瓦拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)軸瓦上有金屬末，軸瓦、凸輪軸表面有拉傷痕跡。

經(jīng)分析凸輪軸、軸瓦、軸承殼體磨損、燒傷、拉傷原因如下。

1.滑油品質(zhì)不良

統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)凡是出現(xiàn)此類事故的船上滑油品質(zhì)均未達(dá)到規(guī)定要求，鋁、釩等雜質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)，鋁、釩等雜質(zhì)顆粒進(jìn)入凸輪軸與軸瓦的間隙中，在外力作用下，Z終導(dǎo)致軸瓦拉傷、抱死和軸承殼體嚴(yán)重磨損。

2.滑油壓力不足

8DK28柴油機(jī)的潤(rùn)滑路線為：

滑油總管的→曲軸→活塞→連桿→搖臂→凸輪軸，很明顯凸輪軸的潤(rùn)滑處在整機(jī)潤(rùn)滑的Z末端，經(jīng)過壓力損失后，經(jīng)測(cè)定該處滑油壓力僅為0.32MPa(規(guī)定0.5-0.6MPa)，滑油壓力明顯不足，使凸輪軸潤(rùn)滑不良，造成凸輪軸與軸瓦的干摩擦，Z后導(dǎo)致軸瓦和凸輪軸拉傷、燒傷。

因此滑油壓力不足是造成此類事故發(fā)生的重要原因。

3.軸瓦定位不良

從理論上講，軸瓦與凸輪軸軸承殼體應(yīng)為過盈配合，軸瓦冷套在軸承殼體內(nèi)孔中。

但是由于種種原因，軸承殼體內(nèi)孔或者軸瓦外徑往往會(huì)出現(xiàn)超差，造成凸輪軸軸承殼體與軸瓦形成間隙配合。

在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，軸瓦與凸輪軸就一起旋轉(zhuǎn)，使軸瓦潤(rùn)滑油孔與軸承殼體的潤(rùn)滑油孔不對(duì)中，造成滑油無法到達(dá)軸瓦表面，使軸瓦與凸輪軸之間無法形成油膜，造成兩者干摩擦，Z終使軸瓦和凸輪軸拉傷、異常磨損。

三、采取的措施

1.采購(gòu)合格的潤(rùn)滑油

督促船東根據(jù)柴油機(jī)說明書采購(gòu)合格的潤(rùn)滑油。

2.提高滑油壓力

加裝專門的滑油管直接到達(dá)凸輪軸軸承，以解決滑油壓力不足問題。

3.加裝凸輪軸軸瓦限位螺釘

8DKM-28柴油機(jī)在實(shí)船運(yùn)行過程中多次發(fā)現(xiàn)凸輪軸瓦隨凸輪軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)、軸向竄動(dòng)，造成凸輪軸瓦燒傷、抱死現(xiàn)象，為此，我們?cè)谙鄳?yīng)部位加裝了凸輪軸軸瓦限位螺釘，見圖1。

四、故障柴油機(jī)的修復(fù)

事故發(fā)生后，經(jīng)服務(wù)人員檢測(cè)，軸瓦、凸輪軸、軸承殼體(與機(jī)身鑄為一體)的磨損量都達(dá)到磨損極限，從理論上來講，此臺(tái)柴油機(jī)肯定報(bào)廢。

為了減少客戶和本公司的經(jīng)濟(jì)損失，我們采取措施對(duì)事故柴油機(jī)在船上進(jìn)行了修復(fù)。

a.更換所有凸輪軸軸瓦。

b.根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)凸輪軸進(jìn)行刷鍍，細(xì)砂紙打磨、拋光，使其Z終達(dá)到合格產(chǎn)品要求。

c.對(duì)軸承殼體進(jìn)行冷焊、打磨、拋光、光照檢測(cè)處理，使其內(nèi)孔尺寸、各檔凸輪軸軸承孔同軸度都達(dá)到合格產(chǎn)品要求。

d.經(jīng)過以上修復(fù)后，Z終進(jìn)行裝配、試車、試航。

其結(jié)果表明經(jīng)過修復(fù)后的柴油機(jī)完全達(dá)到新柴油機(jī)的品質(zhì)要求，跟新柴油機(jī)無任何區(qū)別。

五、結(jié)論

a.通過督促船東采購(gòu)合格潤(rùn)滑油，提高了柴油機(jī)滑油品質(zhì)，杜絕了凸輪軸軸承拉傷、燒傷事故的發(fā)生；

b.通過加裝專門的滑油管，提高了凸輪軸潤(rùn)滑油壓力，解決了凸輪軸與軸瓦干磨問題。

c.加裝限位螺釘，避免了凸輪軸軸瓦的軸向竄動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，解決了凸輪軸軸瓦拉傷問題，提高了凸輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。

d.對(duì)故障柴油機(jī)的修復(fù)，使本來報(bào)廢的柴油機(jī)起死回生，挽回了經(jīng)濟(jì)損失。

通過試車和實(shí)船驗(yàn)證，采取以上措施完全滿足8DK28柴油機(jī)的使用要求。

采取以上措施之后，再未出現(xiàn)過凸輪軸拉傷、燒傷事故的發(fā)生；修復(fù)后的首例事故柴油機(jī)經(jīng)過7年實(shí)際運(yùn)行，一切正常，沒有出現(xiàn)任何事故，證明我們的修復(fù)方法是可行的，并在其他系列柴油機(jī)上可以推廣應(yīng)用?

（來源：內(nèi)燃機(jī)）