本文以主軸瓦化瓦為例進(jìn)行原因分析。
一、主軸瓦的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)
1、主軸瓦的結(jié)構(gòu)形式
該機(jī)型柴油機(jī)采用對(duì)開(kāi)式上下主軸瓦，結(jié)構(gòu)分為：鋼背、合金層、鍍層。
2、主軸瓦的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)
主軸瓦是安裝在機(jī)體主軸承孔內(nèi)，直接與曲軸主軸頸接觸，軸瓦與曲軸軸頸之間采用機(jī)油潤(rùn)滑方式，如果潤(rùn)滑不良，軸瓦與軸頸之間就存在直接的摩擦，摩擦?xí)a(chǎn)生很高的溫度，雖然軸瓦是由特殊的耐高溫合金材料制成，但發(fā)生直接摩擦產(chǎn)生的高溫仍然足以將其燒壞。
主軸瓦還可能由于負(fù)荷過(guò)大、溫度過(guò)高、潤(rùn)滑油存在雜質(zhì)或黏度異常等因素造成化瓦。
二、故障情況
1、故障現(xiàn)象描述
一臺(tái)機(jī)型為H12V190ZL大功率柴油機(jī)在磨合試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)呼吸器冒藍(lán)煙，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和功率急劇下降，柴油機(jī)緊急人工停車(chē)，拆下曲軸箱觀察蓋發(fā)現(xiàn)曲軸主軸頸處有鋁片擠出。
拆檢機(jī)器發(fā)現(xiàn)：主軸瓦化瓦。
另兩臺(tái)該機(jī)型柴油機(jī)在試驗(yàn)過(guò)程中，也出現(xiàn)上述現(xiàn)象。
2、故障件檢查情況
對(duì)三臺(tái)故障柴油機(jī)進(jìn)行拆檢，拆檢過(guò)程中，技術(shù)人員全程跟蹤，對(duì)橫拉螺栓的扭矩、主軸承螺栓的拉仲量和回彈量、連桿螺栓的扭矩等項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果符合技術(shù)要求；按照工藝要求進(jìn)行拆卸主軸瓦，主軸瓦按照順序放好，三臺(tái)故障機(jī)的主軸瓦均出現(xiàn)如下問(wèn)題：①主軸瓦合金層大面積脫落見(jiàn)圖1；②主軸瓦上出現(xiàn)大量v型劃痕見(jiàn)圖2。
三、故障原因分析
通過(guò)對(duì)故障機(jī)進(jìn)行拆檢，根據(jù)主軸瓦化瓦現(xiàn)象分析，造成主軸瓦化瓦的原因是主軸瓦合金層大面積脫落。
而合金層脫落的直接原因是曲軸與軸瓦之間潤(rùn)滑不充分，造成曲軸與軸瓦之間的油膜劃破，使軸和軸瓦干摩擦，引起溫度升高，在高溫作用下軸瓦熔化和曲軸黏著在一起，曲軸高速旋轉(zhuǎn)后合金層脫落。
導(dǎo)致主軸瓦化瓦的可能原因：
一是主軸瓦本身存在問(wèn)題；二是由于設(shè)計(jì)問(wèn)題、裝配問(wèn)題、機(jī)體曲軸加工問(wèn)題、試驗(yàn)問(wèn)題、清潔度問(wèn)題等造成的其他問(wèn)題。
基于此問(wèn)題建立主軸瓦化瓦故障樹(shù)見(jiàn)圖3。
1、主軸瓦本身問(wèn)題
（1）主軸瓦尺寸問(wèn)題
主軸瓦的尺寸出現(xiàn)問(wèn)題，發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中，出現(xiàn)主軸瓦化瓦的可能性較大，因此，質(zhì)量管理中心對(duì)該批次配送來(lái)的主軸瓦進(jìn)行隨機(jī)抽樣，抽樣結(jié)果顯示，主軸瓦主要尺寸測(cè)量結(jié)果符合圖紙上的技術(shù)要求見(jiàn)表1。
（2）主軸瓦貼合度問(wèn)題
主軸瓦安裝在主軸承座孔內(nèi)，技術(shù)要求：壓緊狀態(tài)下，外圓面的貼合度應(yīng)不小于鋼背面積的85％，補(bǔ)貼和面應(yīng)呈5散5布，其中最大集中面積應(yīng)不大于鋼背面積的10％。
對(duì)隨機(jī)抽樣的主軸瓦，利用紅單粉在主軸承座孔內(nèi)壁涂抹均勻，主軸瓦安裝到主軸承孔內(nèi)按照工藝要求進(jìn)行安裝，壓緊后拆下主軸瓦，觀察上下主軸瓦鋼背貼合度，貼和面積符合技術(shù)要求，軸瓦的散熱情況較好，也說(shuō)明在半瓦高度合格的情況下，軸瓦與座孔的過(guò)盈量充足。
因此，可排除主軸瓦鋼背貼合度不良、散熱效果不好造成主軸瓦化瓦的因素。
（3）主軸瓦材料問(wèn)題
主軸瓦各層的材料成分直接決定主軸瓦承受對(duì)該批次配送來(lái)的主軸瓦進(jìn)行隨機(jī)抽樣，將主軸瓦送至質(zhì)量管理中心理化實(shí)驗(yàn)室，對(duì)主軸瓦的合金層、鋼背、鍍層材料進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合技術(shù)要求見(jiàn)表2、表3、表4。
（4）主軸瓦的金相組織問(wèn)題
對(duì)該批次配送來(lái)的主軸瓦進(jìn)行隨機(jī)抽樣，對(duì)主軸瓦進(jìn)行金相組織檢測(cè)，金相顯示軸瓦的分層與圖紙相吻合見(jiàn)圖4。
2、其他問(wèn)題
（1）設(shè)計(jì)問(wèn)題
此主軸瓦不僅在該機(jī)型上使用，在同類(lèi)結(jié)構(gòu)的機(jī)型也廣泛使用，該機(jī)型前期裝機(jī)也全部使用此主軸瓦，均未發(fā)生過(guò)主軸瓦化瓦問(wèn)題，因此可以排除設(shè)計(jì)的問(wèn)題。
（2）機(jī)體、曲軸加工問(wèn)題
機(jī)體主軸承座孔尺寸和主軸瓦鋼背配合，主軸承座孔的尺寸大小直接決定主軸瓦安裝后瓦孔尺寸，尺寸過(guò)大，曲軸主軸頸與主軸瓦之間的間隙過(guò)大，潤(rùn)滑不良；
曲軸主軸頸和主軸瓦合金層配合，曲軸主軸頸的尺寸大小直接決定曲軸安裝后，主軸瓦和曲軸主軸頸之間的間隙，間隙過(guò)大或過(guò)小都影響曲軸和主軸頸之間的潤(rùn)滑效果；
技術(shù)人員檢查該機(jī)型機(jī)體配送記錄，記錄顯示各主軸承座孔尺寸符合技術(shù)要求；
檢查曲軸配送記錄，各軸頸尺寸符合圖紙要求；
因此可排除機(jī)體瓦孔尺寸和曲軸軸頸加工問(wèn)題。
（3）裝配問(wèn)題
裝配問(wèn)題主要包括裝配人員資格問(wèn)題、扭力扳手問(wèn)題、工藝執(zhí)行問(wèn)題：
①人員資格問(wèn)題：
主軸瓦質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)后，技術(shù)人員根據(jù)裝配記錄裝配人員簽字情況，對(duì)參與該機(jī)型裝配的人員進(jìn)行人員資質(zhì)審查，經(jīng)查，參與該機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的操作者均為內(nèi)燃機(jī)裝配高級(jí)工，上崗前由技術(shù)人員進(jìn)行了培訓(xùn)并考試合格。
后續(xù)裝配過(guò)程中，對(duì)裝配過(guò)程進(jìn)行多次工藝紀(jì)律檢查，裝配人員完全按照工藝要求進(jìn)行裝機(jī)，未發(fā)現(xiàn)違反工藝現(xiàn)象；
②扭力扳手問(wèn)題：
技術(shù)人員對(duì)該機(jī)型所涉及的扭力扳手校驗(yàn)記錄進(jìn)行檢查，檢查結(jié)果；扭力扳手檢驗(yàn)嚴(yán)格按照某公司《扭力扳手校驗(yàn)方法》進(jìn)行校驗(yàn)，“一天或者裝配5臺(tái)機(jī)器進(jìn)行校驗(yàn)”；技術(shù)人員對(duì)扭力扳手校驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)有違反相關(guān)規(guī)定的現(xiàn)象，另該機(jī)型在拆檢過(guò)程中，對(duì)主軸承螺栓的拉伸量、橫拉螺栓的扭矩進(jìn)行了檢查，檢查結(jié)果符合技術(shù)要求；
③工藝執(zhí)行問(wèn)題：
工藝問(wèn)題是影響發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量重要因素，操作人員不按照工藝進(jìn)行裝配，發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)參數(shù)都會(huì)產(chǎn)生變化，影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)零部件，最終發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題。
該機(jī)型配有相應(yīng)的《工藝規(guī)程》，工藝規(guī)程中明確了工裝、計(jì)量器具、設(shè)備等要求，技術(shù)人員對(duì)操作人員后續(xù)裝機(jī)進(jìn)行全程監(jiān)控，操作人員的裝配流程和使用的工具完全符合《工藝規(guī)程》中的相關(guān)要求。
（4）試驗(yàn)問(wèn)題
發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)是檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要環(huán)節(jié)，但操作人員為了節(jié)省時(shí)間，加快生產(chǎn)進(jìn)度，偶爾會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)機(jī)后突加突減負(fù)荷，造成發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)重大質(zhì)量問(wèn)題；技術(shù)人員檢查該發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)記錄，記錄顯示，該機(jī)型進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)中、泵油、起動(dòng)試驗(yàn)、磨合試驗(yàn)，該機(jī)器完全按照該機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)大綱進(jìn)行試驗(yàn)，相關(guān)試驗(yàn)流程和測(cè)量記錄符合發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)條件要求。
四、結(jié)論
發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中，硬質(zhì)顆粒夾雜在機(jī)油中經(jīng)油孔進(jìn)入主軸瓦，硬質(zhì)顆粒在曲軸高速旋轉(zhuǎn)下，嵌入主軸瓦合金層后沿著曲軸的旋轉(zhuǎn)方向被碾碎形成V字形，曲軸長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)，造成曲軸與主軸瓦之間潤(rùn)滑不良，溫度升高，導(dǎo)致主 軸瓦合金層大面積脫落，最后造成主軸瓦化瓦。
根據(jù)以上原因分析，最終確定造成該機(jī)型主軸瓦化瓦的原因?yàn)闄C(jī)油濾清器濾后零部件清潔度不合格。
五、預(yù)防措施
針對(duì)主軸瓦化瓦為機(jī)油濾清器濾后零部件清潔度不合格問(wèn)題，制定如下預(yù)防措施。
①發(fā)動(dòng)機(jī)在裝機(jī)體、曲軸前，使用內(nèi)窺鏡檢查各油孔清潔度，觀察濾后油管內(nèi)壁清潔度，保證發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)零部件清潔度合格后方可裝機(jī)見(jiàn)圖5。
②在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)前增加大型發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)透油清潔裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)透油裝置)圖6，通過(guò)該裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼、主油道、油冷器、油濾器以及潤(rùn)滑系統(tǒng)管路形成閉式回路，精確控制沖油裝置中潤(rùn)滑油的溫度、壓力，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中潤(rùn)滑油的流動(dòng)狀態(tài)，在完成發(fā)動(dòng)機(jī)裝配后進(jìn)行出廠試驗(yàn)前，使?jié)櫥驮跐?rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各零部件反復(fù)沖洗。
同時(shí)，在系統(tǒng)中設(shè)置有過(guò)濾器對(duì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑油進(jìn)行精確過(guò)濾，過(guò)濾器設(shè)置有磁棒檢測(cè)裝置，通過(guò)檢測(cè)磁棒表面吸附的顆粒物情況，保證裝機(jī)后的零部件清潔度達(dá)標(biāo)。
