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)和運動特點
1、主軸瓦的結(jié)構(gòu)形式
該機(jī)型柴油機(jī)采用對開式上下主軸瓦，結(jié)構(gòu)分為：鋼背、合金層、鍍層。
2、主軸瓦的運動特點
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)油潤滑方式，如果潤滑不良，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)荷過大、溫度過高、潤滑油存在雜質(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
一臺機(jī)型為H12V190ZL大功率柴油機(jī)在磨合試驗過程中出現(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，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。
另兩臺該機(jī)型柴油機(jī)在試驗過程中，也出現(xiàn)上述現(xiàn)象。
2、故障件檢查情況
對三臺故障柴油機(jī)進(jìn)行拆檢，拆檢過程中，技術(shù)人員全程跟蹤，對橫拉螺栓的扭矩、主軸承螺栓的拉仲量和回彈量、連桿螺栓的扭矩等項點進(jìn)行了驗證，驗證結(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，三臺故障機(jī)的主軸瓦均出現(xiàn)如下問題：①主軸瓦合金層大面積脫落見圖1；②主軸瓦上出現(xiàn)大量v型劃痕見圖2。
三、故障原因分析
通過對故障機(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題；二是由于設(shè)計問題、裝配問題、機(jī)體曲軸加工問題、試驗問題、清潔度問題等造成的其他問題。
基于此問題建立主軸瓦化瓦故障樹見圖3。
1、主軸瓦本身問題
（1）主軸瓦尺寸問題
主軸瓦的尺寸出現(xiàn)問題，發(fā)動機(jī)在工作中，出現(xiàn)主軸瓦化瓦的可能性較大，因此，質(zhì)量管理中心對該批次配送來的主軸瓦進(jìn)行隨機(jī)抽樣，抽樣結(jié)果顯示，主軸瓦主要尺寸測量結(jié)果符合圖紙上的技術(shù)要求見表1。
（2）主軸瓦貼合度問題
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，也說明在半瓦高度合格的情況下，軸瓦與座孔的過盈量充足。
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）主軸瓦材料問題
主軸瓦各層的材料成分直接決定主軸瓦承受對該批次配送來的主軸瓦進(jìn)行隨機(jī)抽樣，將主軸瓦送至質(zhì)量管理中心理化實驗室，對主軸瓦的合金層、鋼背、鍍層材料進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果符合技術(shù)要求見表2、表3、表4。
（4）主軸瓦的金相組織問題
對該批次配送來的主軸瓦進(jìn)行隨機(jī)抽樣，對主軸瓦進(jìn)行金相組織檢測，金相顯示軸瓦的分層與圖紙相吻合見圖4。
2、其他問題
（1）設(shè)計問題
此主軸瓦不僅在該機(jī)型上使用，在同類結(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)生過主軸瓦化瓦問題，因此可以排除設(shè)計的問題。
（2）機(jī)體、曲軸加工問題
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，尺寸過大，曲軸主軸頸與主軸瓦之間的間隙過大，潤滑不良；
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，間隙過大或過小都影響曲軸和主軸頸之間的潤滑效果；
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題。
（3）裝配問題
裝配問題主要包括裝配人員資格問題、扭力扳手問題、工藝執(zhí)行問題：
①人員資格問題：
主軸瓦質(zhì)量問題出現(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)動機(jī)裝配的操作者均為內(nèi)燃機(jī)裝配高級工，上崗前由技術(shù)人員進(jìn)行了培訓(xùn)并考試合格。
后續(xù)裝配過程中，對裝配過程進(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扭力扳手問題：
技術(shù)人員對該機(jī)型所涉及的扭力扳手校驗記錄進(jìn)行檢查，檢查結(jié)果；扭力扳手檢驗嚴(yán)格按照某公司《扭力扳手校驗方法》進(jìn)行校驗，“一天或者裝配5臺機(jī)器進(jìn)行校驗”；技術(shù)人員對扭力扳手校驗過程進(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)型在拆檢過程中，對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)行問題：
工藝問題是影響發(fā)動機(jī)質(zhì)量重要因素，操作人員不按照工藝進(jìn)行裝配，發(fā)動機(jī)的各個參數(shù)都會產(chǎn)生變化，影響到發(fā)動機(jī)的各個零部件，最終發(fā)動機(jī)發(fā)生質(zhì)量問題。
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、計量器具、設(shè)備等要求，技術(shù)人員對操作人員后續(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）試驗問題
發(fā)動機(jī)的試驗是檢驗發(fā)動機(jī)性能的重要環(huán)節(jié)，但操作人員為了節(jié)省時間，加快生產(chǎn)進(jìn)度，偶爾會出現(xiàn)發(fā)動機(jī)開機(jī)后突加突減負(fù)荷，造成發(fā)動機(jī)出現(xiàn)重大質(zhì)量問題；技術(shù)人員檢查該發(fā)動機(jī)試驗記錄，記錄顯示，該機(jī)型進(jìn)行了發(fā)動機(jī)對中、泵油、起動試驗、磨合試驗，該機(jī)器完全按照該機(jī)型發(fā)動機(jī)試驗大綱進(jìn)行試驗，相關(guān)試驗流程和測量記錄符合發(fā)動機(jī)試驗技術(shù)條件要求。
四、結(jié)論
發(fā)動機(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，曲軸長時間旋轉(zhuǎn)，造成曲軸與主軸瓦之間潤滑不良，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為機(jī)油濾清器濾后零部件清潔度不合格。
五、預(yù)防措施
針對主軸瓦化瓦為機(jī)油濾清器濾后零部件清潔度不合格問題，制定如下預(yù)防措施。
①發(fā)動機(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)動機(jī)各個零部件清潔度合格后方可裝機(jī)見圖5。
②在發(fā)動機(jī)試驗前增加大型發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)透油清潔裝置（簡稱透油裝置)圖6，通過該裝置將發(fā)動機(jī)油底殼、主油道、油冷器、油濾器以及潤滑系統(tǒng)管路形成閉式回路，精確控制沖油裝置中潤滑油的溫度、壓力，模擬發(fā)動機(jī)運行過程中潤滑油的流動狀態(tài)，在完成發(fā)動機(jī)裝配后進(jìn)行出廠試驗前，使?jié)櫥驮跐櫥到y(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，實現(xiàn)對各零部件反復(fù)沖洗。
同時，在系統(tǒng)中設(shè)置有過濾器對進(jìn)入發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的潤滑油進(jìn)行精確過濾，過濾器設(shè)置有磁棒檢測裝置，通過檢測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)。
