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曲轴连杆机构故障案例分析——NT855柴油机缸套裂纹


文章出处:www.kmsdl-sz.com资讯发布:韦德国际城柴油发电机人气: 发表时间:2016-12-20【

 

   (1)故障现象   一台TY220型推土机(采用NT855型柴油机)在使用中出现起动困难,柴油机功率不足,牵引无力,排气管冒黑烟故障。经检查发现,润滑油压力下降至0.25MPa,油底壳进水,润滑油已变稀、变质。进一步检查发现,柴油机缸壁有一条长约56mm、宽3mm、深3mm的横向裂纹,冷却水通过裂纹渗入缸内,造成缸内燃烧不良,导致熄火、冒黑烟等现象。水又经活塞与缸套之间间隙漏入曲轴箱,稀释润滑油使油压降低,并使润滑油氧化变质。
   (2)故障查找分析   柴油机缸套工作条件恶劣,工作时手里比较复杂,工作温差很大,受制造安装、使用维护等因素的影响易产生裂纹。
1)生产工艺缺陷。缸套生产制造过程中,由于铸件壁厚不均匀,形状复杂,易产生砂眼、夹砂、气孔、松缩、白口组织、微小裂纹、变形等缺陷,是缸体强度降低;缸体机械加工过程中,如铣削、磨削、刨削、镗孔时产生的残余应力及划痕、刀伤等易造成应力集中,产生微观裂纹;缸套装配过程中,若没有严格按照装配工艺规范进行,强行装合,易使缸套内部积聚过大的残余应力,引发裂纹。
2)冷态下的车辆起动之前,柴油机缸体的温度与环境气温相同,起动后,驾驶员为了尽快提高机体温度,不是以怠速或稍高于怠速运转,而是快速猛轰油门使柴油机高速运转,使缸套突然承受过高的燃气温度和过大的燃气压力作用,造成缸套冷热不均,局部过热、应力分布不均衡,长期如此操作在应力过大处引发裂纹。
3)冷却水不够纯净,或添加剂使用不正确,在机体水道内形成水垢,影响冷却系统的散热性能,是缸体产生裂纹的危险性增大。
   (3)故障修复   根据实际作业中的维修条件,以及缸套修复质量要求,采用手工电弧焊对裂纹进行修补。这种方法的优点是工艺灵活,适应性强,而且可以通过工艺调整来改善应力的分布。
缸套由灰铸铁而成,塑性差且具有脆性,不能承受塑性变形,强度也较低,导热能力差,焊接性能不好。因此,在进行焊接修复时,按以下步骤进行。
1)焊接前彻底清除裂纹处的油污、水垢等,可用碱水、丙酮或汽油清洗,并用刮刀、钢丝刷清除,甚至可用火焰烘烤清除,保证被修复表面干燥、清洁、粗糙、防止焊接时产生气孔,夹渣等缺陷。
2)检查裂纹的位置和方向,在裂纹两端各钻一直径4~5mm的止裂孔,防止焊接时裂纹继续延伸。
3)沿裂纹开V形坡口,,如图2-36所示。坡口角度为60°~70°,底部为圆弧形坡口,坡口深度约为壁厚H的三分之二,坡口两侧20mm以内的缸套表面用钢丝刷或纱布打磨,露出金属光泽。
4)焊前用焊枪或喷灯在缸套裂纹处缓慢地预热至350℃。选择Z308纯镍铸铁焊条,焊条直径2~4mm。Z308是纯镍芯石墨型药皮铸铁焊条,该焊条交直流两用。电弧稳定,具有细小熔滴过渡,熔渣覆盖均匀,焊缝成形美观等特点,常温下可得到奥氏体组织焊缝。焊缝区金属韧性好,延伸率高,加工性能好,不易产生裂纹、气孔和夹渣。焊前将焊条加热至120~150℃,经2h烘干,焊接时采用直流电源反接,反接电流为90~110A,在保证焊接质量的前提下尽量采用较小电流。
5)焊完后马上用小锤轻轻锤击焊缝,以细化微观金属晶粒,提高焊缝的致密性,并消除焊接应力。焊缝应平整光滑,可用錾子、圆锉或纱布进行修整。
经过使用验证,焊修后的柴油机缸套工作正常,实现了以较低的检修费用在短期内恢复柴油机工作的目的。

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