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ND_5机车曲轴近期破损的原因分析及对策
作者:管理员    发布于:2015-09-21 09:40:45    文字:【】【】【

  运用检修ND5机车曲轴此期破损的原分折及对茉陈跃年(浙江师范大学交通学院,浙江金华321019)并提出对应的建议措施。

  上世纪80年代中期从美国GE公司引进了一批ND5机车,至今仍在京沪等干线上承担着主要的货运任务。它的良好性能获得了我国铁路运用部门的赞誉。但ND5机车毕竟是运用已20多年了,许多零部件的技术状态已明显衰变,有的已对机车的正常运用产生较大的影响。由于ND5机车还将在我国铁路上继续运用一段时间,因此,有必要关注近期的ND5机车部件故障动态,以确保它能以较好的性能继续为我国的铁路运输服务。

  1破损现状表1为某机务段2004年度ND5机车曲轴的损坏情况。

  表I某机务段2004年ND5曲轴损坏情况统计序号破损情况D3位主轴颈热裂纹2 D3、4、6、8、9位主轴颈热裂纹,D2位主轴颈R角裂纹3 D2、3位主轴颈拉伤,D2位主轴颈R角裂纹。

  4 D4位主轴颈至D4位连杆颈间断5 D4位主轴颈热裂纹6 D3位主轴颈轻微热裂纹7 D8位主轴颈热裂纹8 D2位主轴颈热裂纹9 D2位主轴颈热裂纹,曲拐裂断10 D7位主轴颈热裂纹11 D6位主轴颈热裂纹12 D6位主轴颈热裂纹13 D2位主轴颈热裂纹2原因分析西南交通大学内燃机车专业,工学学士,现主要从事铁道机车制造与修理技术的教学与研究工作。

  2.1机车牵引吨位的增加,柴油机长期高负荷运转行交路长(多数在400km以上),使得柴油机长期在高负荷状态下运转。由于作用力大,轴颈与轴瓦之间的润滑油膜形成不良或被破坏,严重时导致轴颈与轴瓦处于半干摩擦或干摩擦状态,使轴颈和轴瓦的磨损大大加剧。同时,由于曲轴长期承受非常大的周期性变化的燃气压力及惯性力所造成的外力和外力矩的作用,其疲劳损伤的可能性和速度都提高了,尤其是曲柄销与曲柄臂的圆角处及主轴颈更容易产生裂纹,甚至发生曲轴裂断的事故。

  2.2换油周期的延长、机车内部清洁度差,机油品质下降柴油机中的机油随着柴油机的运用其质量状况是不断下降的。一方面是水漏人机油而使机油乳化、或因某些部件磨损而导致柴油进人机油使机油稀释,这些因素造成机油品质下降,会使油膜不易建立,润滑性能大大降低,从而加剧轴颈和轴瓦的磨损。另一方面,机车内部清洁度差随空气进人柴油机的杂质增多,机油中的污染颗粒也就不断增加。服务期长的柴油机附着在零件表面的机械杂质、残留在油道中的杂质也相对的会多一些。柴油机运转时,由于高温、振动以及机油的清洗冲刷作用,会使原附着在零件表面的机械杂质混人机油中,并在机油的携带下进人摩擦副,某些残留在油道中的杂质也会随机油进人摩擦副,造成轴颈、轴瓦等零部件的表面拉伤或过度磨损。

  2.3相关部件的老化及检修质置不高有些橡胶材料的零部件会发生老化而影响其使用性能。机油滤芯端部内、外橡胶密封圈耐油性差,老化、变形、脱落引起密封不良,部分未经过滤的机运用检修油进人润滑系统。

  空气滤清器的端部矩形橡胶密封圈局部老化后粘接不牢,易脱落;组装空气滤清器时,如不严格按工艺要求作业,将致进人气缸的空气大部分未经过二次滤清。柴油机在运转过程中,由于空气中的杂质以及零部件磨损所产生的磨损微粒会不断地进人机油中使机油中的污染颗粒不断增加,未经过滤的机油进人润滑系统,当中的硬质颗粒杂质,将造成轴颈、轴瓦磨损加剧和拉伤。

  2.4国产缸头质置不高现在ND5机车上装用了比较多的国产缸头,从现场使用情况看,国产缸头质量不高,如某段在一个年度里缸头裂纹漏水就发生了160多起,其主要原因是缸头的排气阀口、进气道及气门导杆周边产生裂纹。经拆检后确认,有的曲轴主轴颈拉伤就是因缸头漏水造成的:缸头漏水进人机油,一方面使机油滤芯受水浸泡,滑油通过能力下降,滑油压力低;另一方面因为滑油中含水,滑油品质下降,这两方面的因素都使曲轴颈与轴瓦之间油膜不能很好的建立,没有良好的润滑。

  2.5多个厂家机油混用由于种种原因,有的机务段存在多个厂家机油混用的现象。各厂家机油的性能指标不尽相同,对从机车上取下的油样进行化验分析时,有一些现象判断不准,造成故障预报失误,拆检不及时,错过了防止故障的有利时机。

  2.6主轴瓦转,造成机体主轴承孔孔径超差经拆检分析,有的曲轴损坏是因主轴瓦转造成机体主轴承孔孔径超差而引起的。机体主轴承孔孔径超差,也就会使机体主轴承孔同轴度超差,曲轴将承受附加的弯矩和应力,ND5机车柴油机长期处于高负荷状态下运转,这种现象更加严重,会造成曲轴变形,严重时还会发生曲轴断裂的事故。

  3建议措施3.1严格执行机车机油光谱检验周期,加强机油光谱数据的分析>机油光谱分析的实质是通过润滑油中磨损元素的含量来分析柴油机的磨损状况,根据机油光谱数据分析柴油机的磨损状况有很多方法,如统计临界值法、磨损元素浓度对走行公里的回归分析法、统计模式识别法等等。

  各相关机务段在做机油光谱数据分析时应注意因使用不同厂家机油所带来的对光谱数据分析的影响并找到应对的方法。同时还应注意补换油对光谱分析的影响。补换油对光谱分析的影响主要反映在:磨损元素测量值同时受补换油时间和补油量的影响;正常磨损与异常磨损的样本之间没有明确的界线;考虑补换油的光谱数据修正异常困难。而且,现场补换油存在着不确定性,包括补换油时间不定、补油次数和补油量不定、补换油管理不严,使得原始光谱数据反映的系统磨损信息受到严重干扰,从而也就影响到判断结果的正确性。要真正发挥光谱技术的作用,使检验结果准确及时,不仅要加强相关人员的业务培训和提高,还要严格补换油的管理和记录,另外还要确保正确取油样。

  3.2中修机车增加对机体主轴承孔同轴度、曲轴跳动量和挠度的检测机体主轴承孔同轴度、曲轴跳动量和挠度超差,曲轴将承受附加的弯矩和应力,轴瓦磨损加剧并可能使轴瓦转动,从而造成曲轴的破损,及时发现相关技术参数的偏差超限,就能避免因形位尺寸偏差造成的破损。

  3.3加大对机油和空气滤芯质量的监控不定期对机油和空气滤芯的性能进行检验,确保上车滤芯质量的稳定。检修人员应进一步提高滤芯车上组装质量,机务段相关职能部门应不定期对车上滤芯组装情况进行抽检。对新型滤芯,一定要作好试验工作。进人柴油机的机油、空气清洁质量符合要求,可大大减少因硬质颗粒杂质造成轴颈、轴瓦等零部件的表面拉伤或过度磨损。

  3.4提高柴油机内部清洁度做好大、中修机车组装过程控制,尽可能提高柴油机内部清洁度。添置曲轴内油道清洗设备,未进行内油道清洗的曲轴严禁装车使用,必要时对曲轴作动平衡试验。减少柴油机内部机械杂质对轴颈、轴瓦等零部件造成的表面拉伤或过度磨损。尽量使用同一厂家的机油,便于光谱数据的统计分析。

  3.5提高国产配件的质置因国产配件如主轴瓦、缸头不良造成的曲轴破损,应及时与生产厂家进行信息沟通,督促他们尽快提高其产品的质量。

  (编辑:高心海)

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