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現在隨著(zhù)電力的應用,很多特殊場(chǎng)所都備有柴油發(fā)電機,以備不時(shí)之需。那么康明斯柴油發(fā)電機最為一個(gè)重要的保障設備,零件的維護必不可少,哪些因素造成零件故障呢?了解原因才能更好的避免不必要的故障產(chǎn)生。
發(fā)動(dòng)機零件的常見(jiàn)失效形式一般包括磨損、變形、疲勞斷裂和腐蝕。
(一)磨損
磨損是指物體表面相互接觸并作相對運動(dòng)時(shí),材料從一個(gè)表面逐漸損失以致表面損傷的現象。通常將磨損按其表面破壞機理和特征分為四類(lèi):磨料磨損、黏著(zhù)磨損、表面疲勞磨損和腐蝕磨損。
1. 磨料磨損 物體表面與磨料相互摩擦而引起表面材料損失的現象稱(chēng)為磨料磨損。磨料磨損是機械磨損的一種,非常普遍,危害性很大,據有關(guān)資料統計,磨料磨損要占各種磨損總數的50%以上。當機組在野外工地供電時(shí),因工作條件惡劣,常與泥砂、礦石和灰渣等直接接觸,會(huì )產(chǎn)生不同形式的磨料磨損。
磨料磨損是磨料顆粒機械作用的結果,包括兩種情況:一種情況是粗糙的金屬表面在相對較軟的金屬表面滑動(dòng)時(shí)的磨損;第二種情況是硬金屬對軟金屬摩擦時(shí)表面有游離的硬磨料而引起的磨損,如軸承與軸瓦、氣缸的磨損。減少磨料磨損一般從兩方面采取措施:一是防止或減少磨粒進(jìn)入摩擦表面間;二是增強零件的抗磨性能。
2. 黏著(zhù)磨損 摩擦表面相對運動(dòng)時(shí),由于摩擦在局部會(huì )產(chǎn)生大量的熱,導致溫度急劇升高致使表面金屬熔化,隨著(zhù)熱量不斷向周?chē)鷤鬟f,零件表面的溫度會(huì )逐漸下降而產(chǎn)生焊合作用,焊合處在隨后的運動(dòng)中又被撕開(kāi),導致接觸表面的材料從一個(gè)表面轉移到另一個(gè)表面的現象稱(chēng)為黏著(zhù)磨損,如抱瓦、拉缸等。
3. 表面疲勞磨損 兩接觸面作滾動(dòng)或滾動(dòng)滑動(dòng)復合摩擦時(shí),在循環(huán)接觸應力的作用下,使材料表面疲勞而產(chǎn)生微小的裂紋。隨著(zhù)裂紋擴展,又由于潤滑油在裂紋內的高壓作用,繼而產(chǎn)生斑點(diǎn)狀的物質(zhì)耗損現象,稱(chēng)為表面疲勞磨損。如軸承表面磨損、齒輪表面磨損。
4. 腐蝕磨損 在摩擦過(guò)程中,金屬同時(shí)與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應。由于腐蝕和磨損的共同作用而導致零件表面物質(zhì)的損失,這種現象稱(chēng)為腐蝕磨損。腐蝕磨損是一種機械化學(xué)磨損。單純的腐蝕現象不能定義為腐蝕磨損,只有當腐蝕現象與機械磨損過(guò)程相結合時(shí)才能形成。腐蝕磨損和上述三種磨損的機理不同,它是一種極為復雜的磨損過(guò)程,經(jīng)常發(fā)生在高溫或潮濕的環(huán)境中,更容易發(fā)生在有酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)條件下。
由于介質(zhì)的性質(zhì)、介質(zhì)在摩擦表面上的作用狀態(tài)以及摩擦材料性能的不同,摩擦表面出現的狀態(tài)也不同,故常將腐蝕磨損分為氧化磨損、特殊介質(zhì)腐蝕磨損和微動(dòng)腐蝕磨損。
(二)變形
發(fā)動(dòng)機在使用過(guò)程中,由于受力的作用,使零件的尺寸或形狀產(chǎn)生改變的現象叫做零件的變形。
發(fā)動(dòng)機零件,特別是氣缸體、氣缸蓋等基礎零件的變形,將嚴重影響相應總成的性能和發(fā)動(dòng)機的使用壽命。研究零件變形的機理及其影響因素,對預防零件變形及變形件的維修具有十分重要的意義。
零件的變形包括彈性變形和塑性變形兩種。彈性變形是指金屬在卸除外力后能完全恢復的那部分變形。彈性變形量很小,一般不超過(guò)材料原長(cháng)度的0.1%~1.0%。塑性變形是指材料在外力除去后,不能恢復的那部分變形。
(三)疲勞斷裂
疲勞斷裂是指零件在反復多次的應力或能量負荷循環(huán)后才發(fā)生的斷裂現象。零件在使用過(guò)程中發(fā)生的斷裂,約有60%~80%屬于疲勞斷裂。其特點(diǎn)是斷裂時(shí)應力低于材料的抗拉強度或屈服極限。不論是脆性材料還是塑性材料,其疲勞斷裂在宏觀(guān)上均為無(wú)明顯塑性變形的脆性斷裂。柴油發(fā)動(dòng)機中齒輪輪齒的折斷、曲軸的折斷等多為疲勞斷裂的結果。
(四)腐蝕
腐蝕是指金屬零件受周?chē)橘|(zhì)的作用而引起失效的現象。腐蝕包括化學(xué)腐蝕、汽蝕和電化學(xué)腐蝕三種。在柴油發(fā)動(dòng)機中腐蝕主要表現為化學(xué)腐蝕和汽蝕。
1. 化學(xué)腐蝕 金屬零件與介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)作用而引起的失效形式叫化學(xué)腐蝕。腐蝕產(chǎn)物直接生成于發(fā)生腐蝕的部位,并在金屬表面形成表面膜。膜的特性決定了化學(xué)腐蝕的速度,如膜完整嚴密,則有利于保護金屬零件而減慢腐蝕。在柴油發(fā)動(dòng)機中,氣缸套內壁受燃氣中酸性氣體的作用而產(chǎn)生的腐蝕即屬于化學(xué)腐蝕。
2. 汽蝕 汽蝕(亦稱(chēng)穴蝕)是當零件與液體接觸并有高頻沖擊時(shí),零件表面產(chǎn)生的一種失效形式。這種失效形式的特點(diǎn)是在局部區域出現麻點(diǎn)和針孔,嚴重時(shí)呈聚集的蜂窩狀的孔穴群。小孔的直徑可達1mm甚至幾毫米,深度可穿透零件。濕式氣缸套外壁、滑動(dòng)軸承等都可能因發(fā)生穴蝕而被破壞。由于柴油發(fā)動(dòng)機的強化作用,氣缸套的穴蝕現象比較嚴重,穴蝕已成為影響氣缸套壽命的重要因素之一。
3.電化學(xué)腐蝕 金屬表面與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用并有電流產(chǎn)生的腐蝕稱(chēng)為電化學(xué)腐蝕。
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