船舶小型柴油机曲轴断裂的主要原因和预防措施
柴油机曲轴断裂的原因分析与处理
图 ３所 示 的 是 曲轴 弯 曲疲 劳 断 裂 的 断面 。其 特 征 是 裂 纹
源出现在轴颈与 曲柄臂的过渡 圆角处 （ 图中断面 的右侧 ） ，断
面 与 曲 柄 中心 对 称 线 垂直 ，断 面 上 明显 地 存 在 贝 纹 状 扩 展 区 和 瞬 时 断 裂 区 。贝 纹 状 扩 展 区 占整 个 断 面 的 ２ ／ ３左 右 。曲轴
第 ９期 平 、 晶 粒 明 亮 的撕 裂 状 。
梁 福 权 等 ：柴 油机 曲轴 断 裂 的原 因 分析 与 处 理
８ ７
疲劳破坏 经常 出现在 曲轴 中间或两端 的曲柄上 （ 如 图 ３ 所
示） 。此外 ，在 增 压 柴 油机 上各 缸 功 率大 小 不 均 ，曲轴 的转 速 出 现 波 动 ，又 会 使 增 压 器 发 生 喘 振 现 象 ，这 将 影 响各 缸 供 气 量 的 均 匀 性 ，使 功 率 不 平 衡 现 象 加 剧 （ ６ ＲＮＤ７ ２ Ｍ 型 柴 油机
断裂故 障除上述受力原因外 ， 还 与曲轴的结构 因素 （ 如设计、 材料 、制造工艺 ）和使 用因素等对 曲轴 的疲 劳强度的影 响有
关 。从 图 中 所 显 示 的 断面 情 况 看 ，最 终 瞬 时 断 裂 区 仅 占 曲轴 断面 的 １ ／ ４ － １ ／ ３ 。这 说 明 该 曲轴 在 运 转 中 无 过 载 或 过 载 很 小 ，是 曲轴 正 常 运 转 中所 承 受 的 载 荷 是 在 设 计 、 制造 的 许 用 范 围 之 内 的 。因此 ，应 从 使 用 因素 分 析 曲轴 疲 劳 破 坏 的原 因 。 柴 油 机 的 曲轴 扭 转 断 裂 的直 接 原 因 是 ， 曲轴 发 生 强 迫 扭 转 振 动 时 所受 到 的 交 变 作 用 力 矩 （ 亦称 激 振 力 矩 ）是 随 曲 柄 转 角 变 化 的复 杂 周 期 函 数 ，使 用简 谐 分 析 可 以把 它 分 解 为 无 数 个 简 谐 次 数 不 同 的 简 谐 力 矩 。 当激 振 力 矩 分 解 出 的某 次 简 谐 力 矩 在 某 一 转 速 范 围 的 变 化 莫 测 频 率 等于 曲轴 的某 个 固 有 自振 频 率 时 ，就 会 发 生 共 振 ｌ ２ ｌ 。共 振 时 会 出 现 曲 轴 扭 振 振 幅 增 大 ，但 在 扭 振 节 点 处 振 幅 为 零 、 附加 应 力 最 大 且 温 度 升 高 等 现 象 。 当 扭 振 附加 应 力超 过 曲轴 的疲 劳 强 度 时 ，就 会 在 节 点 处 发 生 曲轴 的 扭 转 疲 劳 断 裂 ｌ ２ 】 。一 般 ，在 曲轴 的设 计 、 制 造 中 就 已 采 取 多 种 措 施 ， 调 整 曲轴 的 固有 自振 力 矩 的 变 化 频 率 ，仍 有 可 能 发 生 共 振 现 象 。 这 是 因为 激 振 力 矩 中 包 括 气 缸 中气 体 力 产 生 的 周 期 性 变 化 的 力 矩 、 曲柄 连 杆 机 构 的 重 力 和 惯 性 力 的 周期 性 变 化 的力 矩 以 及 曲 轴 所 驱 动 的各 机 构 的周 期 性 变 化 的 阻力 矩 等 。其 中气 缸 中 气 体 力 产 生 的周 期 性 变 化 的 力 矩 是 使 曲轴 扭 振 的主 要 激 振 力 矩 。 在 多 缸 发 动 机 上 ，各 缸 的 气 体 力 产 生 的 周 期 性 变 化 力 矩 大小 是 否 均 匀 ，对 激 振 力 矩 的 变 化 频 率 有 着 直 接 的 影 响 ，是 发 生 曲 轴 共 振 的潜 在 威 胁 。
预防柴油机曲轴断裂的措施1000字怎么写
预防柴油机曲轴断裂的措施1000字怎么写柴油机曲轴断裂是一种严重的机械故障，它对柴油引擎的正常运行和使用寿命都会造成不可逆的损害。
因此，采取一些预防措施是非常重要的，下面将介绍一些常见的措施：1. 注意柴油机的维护保养：定期更换柴油机的机油、机滤和燃油滤清器，确保发动机的工作润滑油和燃油质量良好，防止颗粒物或杂质进入柴油机内部，减少摩擦和磨损。
2.正确操作柴油机：尽量避免急启动、急停车以及高负荷、高转速长时间运行，这样会增加曲轴的负荷，增加断裂的风险。
在发动机正常工作后，再驱动车辆，以减少发动机立即承受大负荷的压力，延长曲轴的使用寿命。
3.遵守发动机的额定负荷：避免驾驶过重的载货或超载的车辆。
使用柴油机时，需要清楚了解相关参数和额定负荷，将负载控制在柴油机的额定负荷范围内，避免超负荷操作。
4.定期检查曲轴磨损：定期检查曲轴的磨损情况。
通过检查柴油机的胡兰德现象和彩圈划片情况，以及曲轴上的凹槽和磨损程度，判断曲轴的磨损情况，并及时采取修复措施，以避免曲轴断裂。
5.正确更换零部件：如果曲轴的磨损严重或发现裂纹，应及时更换。
选择合格的曲轴和相关零配件，确保其质量可靠，并按照正确的安装工艺和标准进行安装，避免因安装不良或材料质量差引起的断裂风险。
6.合理设计燃油供给系统：保证燃油供给系统的正常工作，确保燃油的供应稳定和充分。
合理设计燃油喷射装置，控制柴油机的燃油喷射时间和燃烧质量，减少不完全燃烧和温度过高对曲轴的损害。
总之，预防柴油机曲轴断裂需要综合考虑维护保养、正确操作、定期检查和更换零部件等多个方面的因素。
只有通过综合施策，才能有效降低柴油机曲轴断裂的风险，延长柴油机的使用寿命。
柴油机主轴承螺栓断裂原因
柴油机主轴承螺栓断裂原因
柴油机主轴承螺栓断裂的原因可能有多种，以下是一些常见的原因：
1. 螺栓材料质量不佳：螺栓的材料质量不符合要求，例如存在杂质、内部结构不均匀等问题，导致螺栓的强度和韧性不足，容易发生断裂。
2. 热处理不当：螺栓的热处理工艺不正确，导致螺栓的机械性能不足，容易发生断裂。
例如，热处理温度过高或过低，冷却速度过快或过慢等。
3. 装配不当：在装配过程中，螺栓的拧紧力矩过大或过小，导致螺栓承受的应力过大或过小，容易发生断裂。
4. 柴油机运行工况不佳：柴油机长期在高温、高负荷、高振动等恶劣工况下运行，导致螺栓承受的应力过大或过小，容易发生断裂。
5. 腐蚀和磨损：螺栓长期处于腐蚀和磨损的环境中，导致螺栓的表面损伤和内部结构变化，容易发生断裂。
综上所述，要防止柴油机主轴承螺栓断裂，需要从多个方面入手，包括提高材料质量、优化热处理工艺、规范装配操作、改善柴油机运行工况以及加强腐蚀和磨损防护等。
同时，也需要定期对柴油机进行维护和检查，及时发现并处理潜在的问题。
船舶柴油机曲轴断裂失效分析
一曲轴的结构形式和工作条件1.曲轴的结构形式曲轴功用：曲轴是发动机中最重要的部件之一，其作用是把活塞连杆组传来的气体作用力转变为转矩并对外输出。
另外，还用来驱动配气机构及其他各种辅助装置。
整体式曲轴具有工作可靠、重量轻、刚度、强度较高、加工表面较少的特点，中小型发动机中广泛采用，一般配合滑动轴承。
组合式曲轴，当曲轴尺寸较大，曲拐数较多时，采用整体式结构将导致加工非常困难，可采用组合式结构。
2.工作条件由于曲轴工作条件恶劣，因此对曲轴材质以及毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格。
如果其中任何一个环节质量没有得到保证，则可严重影响曲轴的使用寿命和整机的可靠性。
工作条件：要承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、惯性力矩、离心力、缺油、高速、轴向窜动。
第一，受周期变化力和力矩作用，重点弯曲交变荷载（80%是弯曲疲劳破坏）；第二，曲轴形状复杂，应力集中严重；第三，曲轴轴颈比压大，摩擦磨损严重。
在材料的选择上，用高强度、高冲击韧性、耐磨性材料，主要采用中碳钢、中碳合金钢、稀土球墨铸铁模锻而成。
为提高耐磨性和耐疲劳强度，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，并经精磨加工，以达到较高的表面硬度和表面粗糙度的要求。
二曲轴的疲劳断裂柴油机在运转过程中经常发生曲轴断裂、裂纹、变形等现象，其中发生疲劳断裂现象最多。
曲轴的疲劳断裂是曲轴失效的情况之一，同时也是最严重的情况，是发动机严重的机件故障，断裂一般发生在曲柄销和主轴颈与曲柄臂的连接圆角处或轴颈油孔等应力集中部位。
曲轴的受力情况比较复杂,它承受着气体爆发力、运动件的惯性力,各种振动以及与机体轴承等约束情况有关的反作用力,与被带动装置的反作用力等。
曲轴工作时,轴颈主要受扭转,曲柄臂主要受弯曲，这些载荷是周期性变化的，近似地可看作脉动循环载荷。
当曲柄处于上止点附近承受最大爆发压力时,曲柄臂承受最大弯矩，使曲柄臂与轴颈过渡圆角处产生很大的应力。
浅谈船用柴油机曲轴轴承损坏的原因与对策
柴油机装船使用，长期在大海恶劣的环境中工作，难免会出现各种故障，轻者造成零部件损坏，增加了船舶营运成本；重者机损危及船舶和人生安全，带来巨大的经济损失。
在一台柴油机中，柴油机曲轴的价值约占整台机的三分之一，曲轴在轴承保护下工作，如果管理不善，可能引发故障，修理更换困难且修理周期长。
笔者例举了一些发生在船舶柴油机曲轴轴承损坏的案例，对柴油机曲轴的轴承损坏原因以及如何降低其损坏的问题做初浅的分析探讨，供轮机管理者借鉴参考。
一、船舶柴油机曲轴轴承损坏案例2008年，某轮(柴油机型号B&W 8TLH)，事发时发现滑油压力有些变化，声音有些异常，清洗滑油滤器，发现有合金脱落物，后经彻底检查发现8道连杆轴瓦全部龟裂，曲柄销拉毛。
2009年，某轮(柴油机型号:8PSHTB -26D)第2号发电机第7道轴瓦使用一段时间后就发现有烧熔现象。
2010年，某轮(柴油机型号6270C)事发时柴油机声音异常，转速下降停车。
经查，共有4道主轴承烧毁,抱死曲轴，导致整根曲轴报废。
二、轴承的损坏形式及原因分析通过以上案例不难看到，曲轴轴承损坏主要是轴瓦上的耐磨合金的损坏，其主要损坏形式有:过度磨损、裂纹和剥落、腐蚀和烧熔。
1、轴瓦的过度磨损及其原因分析柴油机运转一段时间后使主轴承下瓦、十字头轴承下瓦和曲柄销轴承上瓦产生过度磨损。
轴瓦过度磨损将使轴承间隙增大，油膜破坏，机油压力下降增大了冲击，加剧磨损。
造成轴瓦过度磨损原因主要是:(1)润滑油净化不良，机油中含机械杂质较多。
(2)轴颈表面的精度等级太低，几何形状误差过大和曲轴变形等。
(3)柴油机启动、停止频繁和长时间超速、超负荷运转。
(4)其他日常维护不善，甚至违章操作等等。
以上各种原因，要么使得轴承润滑油膜无法建立或建立不好;要么由于磨粒、轴颈表面光洁度不良或过大的轴承负荷，破坏已形成的油膜，造成轴瓦的过度磨损。
2、轴瓦的裂纹和剥落及其原因分析裂纹和剥落主要发生在厚壁合金轴瓦上。
曲轴常见损伤及预防措施
曲轴常见损伤及预防措施曲轴是柴油机最重要的机件之一，曲轴主要由前端、主轴颈、曲柄、连杆轴颈和尾部构成。
曲轴的前端装有曲轴正时齿轮，尾部安装飞轮的圆锥面。
主轴颈支承在机体主轴承中，并在其中旋转，是整个曲轴的支承部分。
在主轴颈上钻有通往连杆轴颈的油道。
由于主轴颈与主轴承之间的相对滑动速度通常很高，故除了必须采用压力供油润滑之外，主轴颈表面常经淬火处理提高硬度，以提高其耐磨性。
柴油发动机在工作中,曲轴由于受力和工作条件复杂,各摩擦表面滑动速度很高,散热条件又差,因此,曲轴不仅轴颈容易磨损,而且还会出现弯曲和扭曲变形,甚至产生裂纹或折断等。
所以检修时要进行仔细检查,根据查出的损伤部位和损伤程度,采取相应的修理措施。
一、曲轴常见损伤产生的原因1．曲轴颈表面磨损曲轴在长期运转中，会产生主轴颈和连杆轴颈尺寸的减小，以及因磨损不均匀产生圆度(椭圆)、圆柱度(锥度)，由于连杆弯曲，缸套偏斜等，使作用在连杆轴颈的力分布不均而出现椭圆;由于油道中杂质在轴颈上偏积而磨成锥形。
因工作中气体压力，活塞连杆运动惯性力及连杆大头离心力所形成的合力，作用在连杆轴颈内侧，致使连杆轴颈偏磨。
2．曲轴颈损伤曲轴轴颈表面往往会出现烧伤、裂纹及划痕等缺陷。
其原因是由于润滑油不清洁或轴承上的缺陷，使轴颈表面上产生划痕。
曲轴烧瓦时轴颈表面也会烧伤，并易造成油道口周围裂纹，曲柄与轴颈过渡处的圆弧半径太小，也常因应力集中而产生裂纹。
一种裂纹为横向裂纹，是曲轴断裂的先兆，即从出现微细裂纹逐渐延伸，最后在特定条件下发生断裂；一种裂纹为纵向裂纹，由油孔处往轴向展开。
3．曲轴的弯曲、扭曲和断裂曲轴产生弯曲和扭曲变形，往往是由于曲轴受到过大的冲击负荷所造成的。
当拖拉机在使用中出现严重的爆燃或起步过猛等，都将使曲轴受到较大的冲击负荷，尤其是发动机出现烧瓦、抱轴等事故时，容易使曲轴产生弯曲及扭曲。
当曲轴、飞轮、活塞连杆组等联动机件的相互位置关系不正确，工作不协调，不平稳时，使曲轴受力不均，也会引起曲轴的变形。
曲轴断裂原因及预防
、
曲轴 断裂 的 主要 原 因
５ ． 各缸 工作 不平衡 ， 活塞连
杆组组合重量偏差过大 ， 飞轮螺 栓松动等 ， 均能 引起曲轴受力不 均， 导致 曲轴 产生疲劳损坏而断 裂。 ６ ． 工作 中超 负荷 ， 曲轴负荷 过大； 发动机 发生飞 车 ， 出现 捣 缸、 烧瓦、 抱轴 、 主轴 承盖断裂 、 活 塞 顶 气 门 等 导 致 曲轴 损 坏 而 断裂 。 ７ 参 理时因校直或修复方法
座孔不同轴度过大 ， 三是轴瓦间
３ ６
５ ． 运转中严格控制柴油机 的
２ ０ １ ４ ． ０ ５ 啊蕊圈■
如何通过发动机异响进行故障诊断
发动机发 出异响 ， 主要是 由
于 内部 机 件 磨损 松 旷 、 调整 不 当
响的影响。
（ ４ ） 对于 多缸发 动机 ， 应 首
一
或使用不 当而引起 的 ， 说明发动 机存在或大或小的故障 ， 应及时
先用 单缸断 油断 火的方 法检查 异响与缸位是否有关联 。 若某缸 断油断火后异 响有明显的变化 ，
进行检查 ， 并采取有效的防范维 修措施。 就异响出现的时期和连
续存在的时间而言 ， 异响一般分 别 存在于 ：怠速或低 速运转 期 间、 高速运 转期 间 、 整 个行 车期 间 等几 种时 期 。 １ ． 对于怠速或低速运转期间 出现的异响 （ １ ） 首先应检查异响与工作 循环 是否有关联 ， 并进一步判定
忽小 ， 紧急制动频繁或长时间超
３ ． 机油油路不 畅 ， 机油泵磨
损严重 ， 主 油 道 限 压 阀开 启压 力
过低 ， 机油质量 差等 ， 导致的润 滑不 良， 致使 曲轴轴颈 与轴 瓦长
负荷 、 超速运 转 ， 也会使 曲轴 因 受 到 过 大 的 扭 矩 或 冲 击 载 荷 而 导致 断 裂 。
柴油机曲轴断裂失效原因分析及预防措施
柴油机曲轴断裂失效原因分析及预防措施【摘要】曲轴作为柴油机的关键零部件，其自身质量决定了整个机车的使用寿命。
本文从一起16V240ZJB柴油机铸铁曲轴运用中发生断裂失效，造成机破的现场入手，分析了造成曲轴断裂的原因，从曲轴质量评审及检修的角度，提出了工艺改进方案，确保铸铁曲轴装车后的运用可靠性。
【关键词】柴油机曲轴断裂分析措施1.前言内燃机车16V240ZJ柴油机装用球墨铸铁曲轴和锻钢曲轴，自装车使用以来，经不断改进，曲轴的结构和材料不断得到改进，可靠性与耐久性不断提升。
球墨铸铁曲轴与传统的锻钢曲轴比较，既有制造简便，成本低廉的优势，又有吸震耐磨，对表面刻痕不敏感等锻钢材料所不具备的优良特性而得到广泛使用。
但在实际运用中，经常发生曲轴断裂失效的情况。
1.案例2010年8月4日，配属青藏公司西宁机务段的东风4B型1077号机车重联担当41052次货物列车牵引任务，列车编组47辆、换长52.8米、牵引总重4370吨。
列车运行至青海湖―海晏站间，当时运行速度50km/h，机车牵引工况运行，柴油机转速980转/分。
柴油机转速突升、差示动作停机。
司机确认不能起机运行，附挂回西宁机务段入库检修。
1077号机车于2008年兰州公司大修完出厂，止2010年8月4日事故发生，机车行走32.2万公里。
公司售后人员赴段后，对事故机车柴油机的相关破损部件做了检查、拍照、查看了行车记录。
2.1 机车柴油机状况东风4B型1077号机车柴油机号930，装用大连所钢顶铁裙活塞，大连所增压器，曲轴为兰州公司二级同等级磨修铁曲轴（编号：DL86-254），气缸套、活塞销均为兰州公司检修件，河南银牛气缸盖，运风G型连杆。
2.2 柴油机零部件事故状况曲轴四处断裂，曲轴第3、4曲柄断裂后连同3、11，4、12缸连杆掉落在油底壳上，第四、五位主轴颈碾瓦、瓦背合金被碾出。
第四位主轴瓦发生转动约90度，机体油底壳在破损塌陷，4缸机体侧筋板被撞击变形。
柴油机曲轴及轴瓦断裂原因分析
网
4a 左侧裂纹
4b 右侧裂纹
图 4 过渡圆角的槽底裂纹
为了检查右侧裂纹的起始位置和形态，将裂纹在液氮温度下起开，得到断口。图 5 是主
裂纹和右侧裂纹的起源位置低倍形貌，看出该两裂纹是性质相同的疲劳裂纹，其相对主轴颈
圆周和主轴颈与曲柄臂的过渡圆角槽，起裂点和裂纹扩展方向完全相同，只是右侧裂纹扩展
火索氏体组织，晶粒度 7.5 级，是正常的调质组织。组织呈锻造加工的条带状，在过渡圆处
条带的方向与表面呈一角度，组织中主要夹杂物为条状硫化锰，各区域的组织如图 15 所示。
包括主轴颈在内的各区域的表面都没有观察到表面淬火层。由于取样的原因，来样中紧靠过
8
渡圆槽的主轴颈部分仅有约 2mm 的长度，是否在该长度以外的主轴颈部做过高频淬火无法检 验。
图 10 过渡圆角槽磨损形态 图 11 是右侧裂纹两匹配断口的低倍形貌，裂纹源明显位于较大的径向台阶处。在略高
6
的放大倍率下，可以看出这种台阶是由与表面呈一倾角的表面裂纹形成的，如图 12，表面
裂纹的裂纹面呈光滑状，是反复接触挤压所致，这是滑动摩擦产生的表面疲劳裂纹的特征。
从过渡圆角槽表面观察裂纹源位置的表面形态，如图 13，明显看出裂纹源的台阶是和摩擦
中 国 应 急 分 图 18 轴瓦断口的低形貌 析 网
图 19 轴瓦断口的微观形态 轴瓦有不规则的磨损和擦伤，但经测量轴瓦的厚度仍有约 4.9mm，局部表面保护层仍在， 这表明轴瓦厚度方向的均匀磨损不严重。磨损主要集中在轴瓦的边缘，轴瓦边缘磨损层已磨 损掉，钢背衬已经磨成了圆弧形，轴瓦边缘形状恰与曲柄臂过渡圆弧槽相匹配。如果结合测 量主轴瓦和残片的尺寸，可以得到主轴瓦磨去的高度，从小块残片的尺寸来看，高度方向至 少磨去 4mm 以上。 图 20 是摩擦内表面的形态，形成垂直磨削方向的裂纹，是强力磨削的结果。
避免柴油机曲轴提前断裂的维修措施
石
油
机
械
ＥＲＹ
２Ｏ ０ ６年
第３ ４卷
第 ７期
ＣＨＩ ＮＡ Ｅ１ Ｐ ＯＩ ＵＭ 正 ＭＡＣ心
．经 验 集 锦 ．
避 免 柴 油 机 曲轴 提 前 断 裂 的维 修 措 施
刘 旭 周 亚芳２ 高 占武
（ ．中石化华北局 五普物资装备部 １ ２ ．宝鸡石 油机械 有限责任公 司 ３ ．长庆石 油勘探局 第三采油技 术服务处）
稀
图 ｌ 曲轴结构与截面示意 图
ｌ 一主轴颈 ；２ 一连杆轴颈
曲轴提ห้องสมุดไป่ตู้ 断裂 的主要特征 曲轴提前 断裂具体原 因分析
所 有 曲轴 的断 口上 均有 明 显 的 光 滑 区和 粗 糙 区 ，说 明 曲轴 是在 疲 劳破坏 下发 生 断裂 的 。曲轴形
状尺寸突然变化大 ，具备局部应力集 中的条件 ，在 复杂 的拉 、压 、弯 、扭 等周 期交 变应 力作 用 和扭转 振动作用下 ，会在应力集 中处首先形成初始微观裂 纹 ，分 散 的微 观 裂纹 经过集 结 沟通 ，将形 成宏 观裂
的 光滑 区 ，而其对 面 的连杆 轴 颈过 渡 圆角处具 有较 大 的粗糙 区 ，说 明裂 纹是 先从 主轴 颈过 渡 圆角处 产 生 的 ，逐步 扩大 之后 ，通 过 曲柄臂 发展 到连 杆轴 颈
弯、扭等周期 交变应力作 用和扭转振 动，受力 复 杂。柴油机在实际运转过程 中，曲轴运动副之间不 仅会产生 正常磨损 ，往 往还会 出现 由于飞车 、顶 缸、各缸供油量不均匀、过载、减振器故障等原因 导致 的意外的伤害、弯曲变形 ，主轴颈 、连杆轴颈 会 产生严 重磨 损 ，出现锥 度 、椭 圆度乃 至 凸台 。这 时需要进行大修 ，轴颈一般采用磨修处理 ，整根 曲 轴进行矫直处理 。然而 ，修理方法不当往往导致柴
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班 驾驶 员 ，尽 可 能减 少 事 故 损 坏 范 围 的扩 大 。
曲轴断裂 的部位 和 实例断面 分析
从 理论 上 分 析 ，对 整 体 曲 轴 来 说 ，它 在 受 到 弯 曲作 用 力 时 ，应 力 最 集 中 的 区 域 ， 即强 度 最 薄 弱 的部 位 是 在 曲柄 销 与 曲 柄 臂 以及 主 轴 颈 与 曲 柄 臂 相 连 接 的过 渡 圆 角 部 位 ， 因 此 主 轴 颈 或 曲柄 销 与 曲 柄 臂 连 接 处 均 有 足 够 大 的 圆 弧 过
－ 自
栏辑 弛 ｔ： ｌ ｆ张 编
简述船舶小型柴油机 曲轴断裂发生时的故障现象 与紧急处理 ，为轮机人员处理 曲轴断裂事故 提供参考 ； 对曲轴断裂的部位和实例断面进行 了简要 阐述 ， 着重分析 曲轴断裂原 因。 对船舶小 型柴油机曲轴断裂提 出了较为详细的预防措施 ， 以减少曲轴断裂在机务管理中的出现概 率。
曲 轴 本 身 材 料 缺 陷 （ 内 部 有 气 孔 、夹 有 杂 质 等 ）引 如
起 的 曲轴 断 裂 ，由 于 出 厂 前 均 要 进 行 超 声 波 严 格 检 测 ，在
小 型柴 油 机 中 很少 遇 到 。
金 相 组 织 比较 光 滑 ，是 曲轴 在 旋 转 过 程 中 裂 纹 不 断 张 合 摩
船 舶 小 型 柴 油 机 曲 轴 断 裂 发 生 时 的 故 障 现 象 与 紧
急处 理
当 柴 油 机 曲轴 发 生 断 裂 后 ， 柴 油 机 转 速 陡 然 下 降 ，发 出十 分 少 见 的 “ 隆 、咯 隆 ” 沉 闷 声 音 ， 当班 轮 机 人 员 应 咯 立 即停 止 该 柴 油 机 的 运 转 ， 如是 船 舶 主 机 ，须 同 时 报 告 当
船ｔ 型 柴油机 曲轴 断裂 ｌｄ ｔ， ｔ 的主要原 因和预 防措 施
文 ｌ 如 亚 潘
船 舶 小 型 柴 油 机 曲 轴 多 为 钢模 锻 或 球 墨 铸铁 材料 制 成 ， 曲 轴 断 裂 是 指 在 柴 油 机 运 行 过 程 中， 生 曲 轴 突 然 折 断 为 二 发 节 的 现 象 ，发 生 断 裂 的 部 位 多 为 曲 轴 中 间 部 位 的 凹 臂 上 。
过 大 的 附 加 弯 曲交 变 应 力 ， 曲轴 在 长期 运 转 过 程 中 ，超 过
５ Ｃ＼ ｒ中国水运 ２ ３ ・ ４ ＾ 广 ０ １５
栏 目编 辑 ： 张
弛
Ｉ
横 向 尺 寸 变 化 异 常 ， 特 别 是 新 缸 套 装 入 机 体 后 ，会 出 现 纵
到 的 曲 轴 断 裂大 多属 这 一 原 因 。
所示。
图 ２ ６６ 是 １ｏ柴 油 机 曲轴 断裂 的实 拍 照 片 ，断 裂 处 位 于
图 ２
第 三 缸 曲柄 销 与 第 四道 主轴 颈 间 的 曲 臂 上 。 图 中 断 面 下 边
缘 就 是 主 轴 颈 与 曲臂 的过 渡 圆角 处 ，是 曲 轴 断 裂 的 起 始 处 ，
曲轴断 裂的原 因
图 １
渡 且 光 洁 ， 以降 低 应 力 集 中 。 由 于 曲 轴 最 大 附 加 弯 曲 交 变 应 力 多 处 于 曲轴 的 中 间 部 位 ，因 此 曲轴 断 裂 的 部 位 多 发 生 在 曲轴 中 间 部 位 的 曲柄 臂 上 ，具 体 断 面 的起 点 位 于 主 轴 颈
与 曲臂 的 过 渡 圆 角 处 ，末 端 位 于 曲柄 销 与 曲 臂 的 过 渡 圆 角 处 ，如 六缸 小 型 柴 油 机 多发 在 三 缸 或 四缸 的 曲臂 上 ，见 图 １
缸 套 冷 态 间 隙 过 小 ， 当 柴 油 机 运 转 后 ，活 塞 环 受 热 膨 胀 后 涨 死 在 环 槽 内 。 从 拆 出 的 活 塞 环 异 常 卡 死 情 况 ，也 可 判 断 船体是否变形 。 综 合 以 上 情 况 ，特 别 是 在 换 用 新 缸 套 后 测 量 缸 套 装 入 机 体 前 后 的 缸 径 数 值 变 化 ，更 易 判断 船 体 是 否 变 形 。
擦 所 致 ；断 面上 部 ，特 别 是 上 边 缘 金 相 组 织 比较 粗 糙 ，是 裂 纹 扩 展 到 一 定 程 度 突 然 断 裂 的部 分 。 通 过 对 这 个 曲 轴 断 裂 实 例 研 究 分 析 ，结 论 为 曲轴 中心 线 弯 曲 变 形 严 重 ，产 生
由 于船 体 变 形 而 引 起 的机 座 变 形 ， 造 成 曲 轴 中 心线 误 差 超 过 标 准 ，这 是 曲 轴 断 裂 的 主 要 原 因 ， 在 实 际 工 作 中 遇
２ 、船 舶 轴 系 中心 线 与 曲轴 中 心 线 的 连 接 误 差 引起 的 曲
轴 断 裂
曲 轴 表 面 裂 纹 引 起 的 曲轴 断 裂 ，这 在 小 型 柴 油 机 中是
很 少 见 到 的 ，这 是 因 为 疲 劳 裂 纹 从 产 生 到 疲 很 短 的 ，很 难 也 不 大 可 能 在 预 防 检 查 中 发 现 ； 同 时 小 型 柴 油 机 曲 轴 由于 材 料 缺 陷 引 起 的 裂 纹 在 实 际 工 作 中也
材 料 疲 劳 极 限 ，而 引 起 的 曲轴 断 裂 ，从 产 生 裂 纹 到 疲 劳 脆 性 断裂 ，是 在 很 短 的时 间 内形 成 的 。
曲 轴 断 裂 在 船 舶 柴 油 机 运 行 中 出 现 的 概 率 是 很 低 的， 旦 发 一
生， 可 能造 成 机 毁 人 亡 的 重 大 事 故， 很 因此 预 防 船 舶 柴 油 机 曲 轴 断裂 事 故 的发 生 ， 备 受 机 务 管理 人员 的 重 视 和关 注 的 。 是
船 舶 轴 系 中 心 线 与 曲 轴 中 心 线 的 连 接 误 差 曲 折 与偏 移
超 标 ， 这 也 是 曲轴 断 裂 的 主 要 原 因 ，在 实 际 工 作 中 遇 到 的
曲 轴 断 裂案 例 较 多 。
向 或 横 向 尺 寸 小 于 安 装 前 测 得 缸 径 数 值 很 多 ， 造 成 活 塞 与