8DK28柴油機凸輪軸軸承故障原因分析

發(fā)布時間：2022-08-05

閻甲良

（陜西柴油機重工有限公司生產技術部）

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

但是在運行過程中，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重的經濟損失和名譽損失，同時也給客戶利益造成嚴重損失。

我們就該型機凸輪軸軸承故障的現(xiàn)象、產生原因及其對策進行具體分析，并對事故柴油機進行修復。

一、事故的現(xiàn)象

首例事故出現(xiàn)在神華煤駁上，2005年4月，該船從青島運煤到天津港途中，船員突然發(fā)現(xiàn)8DK28柴油機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。

隨機立即停機檢查，發(fā)現(xiàn)該機10檔凸輪軸軸承全部燒傷。在隨后的3年時間里又先后有5臺機出現(xiàn)此類情況，直接經濟損失近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，本公司服務人員對所有凸輪軸、軸瓦、機身凸輪軸殼體進行了拆卸檢查，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；對軸瓦拆卸檢查，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.滑油品質不良

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)凡是出現(xiàn)此類事故的船上滑油品質均未達到規(guī)定要求，鋁、釩等雜質嚴重超標，鋁、釩等雜質顆粒進入凸輪軸與軸瓦的間隙中，在外力作用下，Z終導致軸瓦拉傷、抱死和軸承殼體嚴重磨損。

2.滑油壓力不足

8DK28柴油機的潤滑路線為：

滑油總管的→曲軸→活塞→連桿→搖臂→凸輪軸，很明顯凸輪軸的潤滑處在整機潤滑的Z末端，經過壓力損失后，經測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，使凸輪軸潤滑不良，造成凸輪軸與軸瓦的干摩擦，Z后導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為過盈配合，軸瓦冷套在軸承殼體內孔中。

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

在柴油機運轉過程中，軸瓦與凸輪軸就一起旋轉，使軸瓦潤滑油孔與軸承殼體的潤滑油孔不對中，造成滑油無法到達軸瓦表面，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.采購合格的潤滑油

督促船東根據(jù)柴油機說明書采購合格的潤滑油。

2.提高滑油壓力

加裝專門的滑油管直接到達凸輪軸軸承，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柴油機在實船運行過程中多次發(fā)現(xiàn)凸輪軸瓦隨凸輪軸一起轉動、軸向竄動，造成凸輪軸瓦燒傷、抱死現(xiàn)象，為此，我們在相應部位加裝了凸輪軸軸瓦限位螺釘，見圖1。

四、故障柴油機的修復

事故發(fā)生后，經服務人員檢測，軸瓦、凸輪軸、軸承殼體(與機身鑄為一體)的磨損量都達到磨損極限，從理論上來講，此臺柴油機肯定報廢。

為了減少客戶和本公司的經濟損失，我們采取措施對事故柴油機在船上進行了修復。

a.更換所有凸輪軸軸瓦。

b.根據(jù)測量結果對凸輪軸進行刷鍍，細砂紙打磨、拋光，使其Z終達到合格產品要求。

c.對軸承殼體進行冷焊、打磨、拋光、光照檢測處理，使其內孔尺寸、各檔凸輪軸軸承孔同軸度都達到合格產品要求。

d.經過以上修復后，Z終進行裝配、試車、試航。

其結果表明經過修復后的柴油機完全達到新柴油機的品質要求，跟新柴油機無任何區(qū)別。

五、結論

a.通過督促船東采購合格潤滑油，提高了柴油機滑油品質，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和圓周運動，解決了凸輪軸軸瓦拉傷問題，提高了凸輪軸運轉的可靠性。

d.對故障柴油機的修復，使本來報廢的柴油機起死回生，挽回了經濟損失。

通過試車和實船驗證，采取以上措施完全滿足8DK28柴油機的使用要求。

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；修復后的首例事故柴油機經過7年實際運行，一切正常，沒有出現(xiàn)任何事故，證明我們的修復方法是可行的，并在其他系列柴油機上可以推廣應用?

（來源：內燃機）