部分小型轮式拖拉机的发动机曲轴采用两套滚动轴承支撑。滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成,内圈外侧与外圈内侧均设有滚道,以便滚动体顺畅滚动。内圈与轴颈配合安装,外圈与轴承座或机体配合;通常内圈随轴同步旋转,外圈固定不转。曲轴的前后主轴颈分别与滚动轴承内圈固定,后滚动轴承外圈通过后轴承盖固定在机体轴承座孔内,起到轴向定位作用;前轴承外圈直接安装在机体座孔中,不进行轴向固定,以便曲轴受热膨胀时能向前预留轴向伸缩空间。
发动机曲轴滚动轴承一旦发生故障,将直接影响发动机的技术状态,因此需重视轴承故障的排查与处理。以下是滚动轴承的常见故障及原因分析:
一、轴承内外圈窜动及配合件磨损
1. 轴承外圈窜动
为便于拆装,滚动轴承外圈与座孔采用过渡配合:前轴承外圈最大过盈量为 0.035mm,最大间隙为 0.013mm;后轴承外圈最大过盈量为 0.016mm,最大间隙为 0.06mm。装配时需测量座孔尺寸,确保过盈量或间隙不超出上述范围,否则需对座孔进行修复。
2. 轴承内圈窜动
滚动轴承内圈与轴颈采用过盈配合:前轴承内径最大过盈量为 0.055mm,最小过盈量为 0.012mm;后轴承内径最大过盈量为 0.046mm,最小过盈量为 0.003mm。从配合参数可见,若轴承经过多次拆装,内圈与轴颈可能出现间隙,此时需修复轴颈后方可继续使用。
当轴承与轴的配合出现松动时,部分维修人员会采用压花或冲头敲击的方式使轴表面粗糙,试图获得紧密配合面。这种做法不仅会破坏轴表面的几何形状,导致轴承安装时偏离正确中心位置,且粗糙部分最终会被压平,再次形成松动配合。正确的维修方法是:先对轴颈进行磨削修复,再通过刷镀或喷涂工艺处理轴颈表面,恢复配合精度。
二、滚动轴承保持架磨损、变形或断裂
1. 装配过盈量过大导致损坏
装配轴承内外圈时,若过盈量过大,会导致轴承钢球卡在滚道内,运行过程中易造成保持架损坏。因此装配时需严格测量,确保过盈量符合标准要求。
2. 润滑不良引发故障
曲轴轴承采用飞溅润滑方式,若轴承内润滑油不足或缺失(尤其在轴承承受载荷较大时),会导致轴承温度升高。通常轴承内圈温度比外圈高约 10℃,由于内外圈热膨胀量不同,钢球与滚道的间隙会消失,轴承运行时易挤压损坏保持架。因此安装轴承时,需在滚道内涂抹清洁润滑油,避免因润滑油飞溅不及时造成干摩擦。
三、滚动轴承滚道及滚动体表面剥落
1. 冲击载荷与交变应力导致剥落
轴承滚动体与内外圈滚道表面承受周期性脉动载荷,产生周期性变化的接触应力。当应力循环次数达到一定值时,滚动体或内外圈滚道工作表面会出现疲劳剥落;若轴承载荷过大,会加剧这种疲劳损伤。此外,轴承安装不当、轴弯曲变形,也会导致滚道剥落。发动机飞轮与皮带轮上装有平衡块,用于平衡自身旋转惯性力矩与发动机旋转部件产生的惯性力矩;若惯性力矩未平衡,发动启动后会产生剧烈振动,增加交变应力及应力循环次数,导致滚道与滚动体表面过早剥落。
为避免滚道及滚动体表面剥落,使用过程中应避免轴承承受附加载荷及不必要的振动:作业时合理控制油门与转速,防止拖拉机剧烈抖动;定期检查机体固定螺栓,防止松动引发振动。
2. 异物侵入造成剥落
外部硬质颗粒(如壳体配合面或轴套间的金属碎屑、润滑油中的沙粒、灰尘等杂质)落入滚道后,会导致滚道形状畸变,滚动体在该部位产生最大压力,进而造成套圈滚道快速磨损及金属剥落。滚动轴承属于高精度部件,对异物极为敏感:维修时需使用清洁无绒的擦拭布,严禁用旧棉线替代(旧棉线中的纱头易混入润滑油进入轴承,造成严重损害);装配前需彻底清洁轴颈、座孔及轴承内外圈表面,防止污物进入配合面。
3. 安装操作不当导致滚道损伤
安装时若压力通过外圈与钢球传递,会在套圈滚道与钢球接触部位形成凹坑,这些凹坑是轴承损坏的根源,且会快速扩大,导致轴承短期内剥落报废。因此拆装时需使用专用工具,确保受力部位正确、受力均匀。
四、轴承径向与轴向间隙增大
轴承径向与轴向间隙增大,除启动时干摩擦及摩擦磨损过大外,主要原因是零件表面的金属颗粒、润滑油中的沙粒、灰尘等污物,对滚动体与滚道造成研磨磨损。
受研磨磨损影响,轴承套圈与滚动体的间隙会显著增大,滚道表面会变得粗糙无光泽,并出现不均匀划痕。预防措施:按时更换润滑油,密封好注油孔,严格防止污物进入轴承内部。
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