Análisis de averías por rotura de cigüeñal de motor de semirremolque de ocasión

Un cigüeñal de motor de semirremolque de segunda mano de buena calidad debe tener una larga vida útil en condiciones de uso normal. Sin embargo, si hay defectos en el proceso de fabricación o un uso y mantenimiento incorrectos, a menudo se producirá la fractura del cigüeñal.

(1) La forma de fractura más común del cigüeñal es la fatiga por flexión bidireccional en el filete del muñón, lo que resulta en la fractura de la parte de conexión entre el filete del muñón de la biela y la pared del cigüeñal. Como se muestra en la Figura 2-12, es un ejemplo especial de fractura del cigüeñal en la Figura 2-13.

La tensión en el cigüeñal de un semirremolque de ocasión es muy compleja. Soporta la fuerza explosiva del gas y la inercia de las partes móviles.

Fuerza, diversas vibraciones y fuerzas de reacción relacionadas con restricciones tales como cojinetes del cuerpo, fuerzas de reacción con dispositivos accionados, etc. Cuando el cigüeñal funciona, el muñón se retuerce principalmente y el brazo de manivela se dobla principalmente. Estas cargas cambian periódicamente y pueden considerarse como cargas cíclicas pulsantes aproximadamente. Cuando la manivela soporta la presión de rotura máxima cerca del punto muerto superior, el brazo de la manivela soporta el momento de flexión máximo, lo que genera una gran tensión en el filete de transición entre el brazo de la manivela y el muñón. Cuando esta tensión excede el límite de fatiga del cigüeñal, dará lugar a grietas por fatiga por flexión. Esto se debe a que el área de la sección transversal que resiste el momento flector es la más pequeña en estas posiciones, donde Yiyi soporta el pico de tensión formado por el momento flector máximo.

Debido a que el muñón de la biela es más delgado que el muñón principal, la rigidez relativa de la transición del filete del muñón de la biela es pobre y es más probable que la fuente de fatiga ocurra primero en la transición del filete del muñón de la biela. Cuando la fuente de fatiga ocurre en Hi, con la expansión de la zona de fatiga, se soporta una mayor tensión en el filete del muñón opuesto.

Debido al rápido aumento de la concentración de la tensión, cuando la tensión excede el límite de fatiga, se producirán y expandirán fuentes secundarias de fatiga. Por lo general, la grieta se expande gradualmente durante la operación y se romperá repentinamente cuando llegue a cierto tiempo. Cuando se observa en la superficie de la fractura, a menudo se encuentra la parte de color marrón oscuro, aunque es una vieja grieta. El tejido brillante es el rastro de una fractura repentina después del desarrollo.

La grieta en el cigüeñal es fina y difícil de ver a simple vista. El detector de defectos magnéticos se puede utilizar para la inspección. Cuando las condiciones no están disponibles, el método de inspección más fácil es el método del martillo de desbordamiento de aceite. El método consiste en difundir el cigüeñal en queroseno por un momento, sacarlo, limpiarlo y luego espolvorearlo con tiza blanca. Luego use el martillo de mano para golpear el brazo del cigüeñal en secciones. Debido a la vibración, el queroseno de la grieta se filtrará y el extremo de la tiza blanca mostrará manchas de aceite como líneas amarillas. Por lo tanto, se puede determinar la posición y la longitud de la grieta.

La práctica ha demostrado que el cigüeñal aún se puede usar si se encuentran grietas longitudinales en la superficie del muñón antes de que se rompa y se pueden eliminar con el tiempo después del rectificado. Si se encuentra una grieta transversal, especialmente a lo largo del orificio de aceite, la grieta se expandirá rápidamente, por lo que el cigüeñal debe reemplazarse a tiempo.

(2) causas comunes de rotura del cigüeñal del semirremolque de segunda mano

1) Lubricación deficiente cuando el circuito de aceite del sistema de lubricación del motor diesel no es suave, de modo que el buje del cojinete de la biela y el muñón están en un estado de semifricción, es decir, puede producirse la quema del buje y la falla de sujeción del eje. Debido al debilitamiento de la fuerza de apoyo en la parte ablacionada, el descentramiento radial del eje será frecuente y la tensión cambiará después de la ablación de la raíz, lo que provocará una falla por fractura entre la raíz del muñón del cigüeñal y el brazo de la manivela.

2) mal funcionamiento de los cojinetes. Tomemos como ejemplo el motor diesel 6135. Si los rodamientos de los rodamientos principales tienen giros, o el juego es demasiado grande y suelto durante mucho tiempo, lo que da como resultado un descentramiento circular radial excesivo de los diferentes ejes de los rodamientos principales, el cigüeñal estará sujeto a una tensión desigual debido a la frecuencia circular radial. descentramiento del cigüeñal, cierto peso del volante del motor diesel e impacto de trabajo de cada cilindro. Además, si la holgura de montaje del casquillo del cojinete de la biela es demasiado grande o la aleación se cae, también aumentará la carga de impacto y provocará la rotura prematura del cigüeñal.

El aflojamiento de la tuerca de la tapa del cojinete principal hace que el cigüeñal pierda su debido soporte, o la coaxialidad de cada orificio del asiento del cojinete instalado en el cigüeñal se desvíe, lo cual es también una de las razones importantes de la fractura por fatiga temprana del cigüeñal. Tomando el motor diesel 6105 como ejemplo, si la tuerca de un cojinete principal está floja, la holgura de ajuste entre el eje y el casquillo del cojinete debe exceder el rango permitido, de modo que perderá su efecto de soporte en el muñón principal. Si la desviación de la concentricidad se produce debido a los orificios del asiento del cojinete en el extremo delantero y en el último extremo, cuando el cigüeñal gira, se producirá el accidente de rotura del cigüeñal debido a las diferentes cargas soportadas por las manivelas correspondientes en el cigüeñal.

3) El movimiento axial excesivo del cigüeñal y el juego axial excesivo del cigüeñal son las principales causas del movimiento axial del cigüeñal. Tomemos el motor diesel 6105 como ejemplo. Ambos lados del cuarto cojinete principal están integrados con la placa de empuje (comúnmente conocida como almohadilla de brida combinada) para colocar el cigüeñal axialmente y asegurar una cierta holgura axial. Cuando su desplazamiento alcanza 0,5 ~ 0,6 mm o más, la consecuencia es que cuando el motor diésel funciona con carga, la fuerza de contraataque en la cara del extremo del brazo del cigüeñal será más grave. Debido a la concentración de esfuerzos, es posible acelerar el progreso de la fractura del cigüeñal.

4) Si el perno del volante está suelto, el conjunto del cigüeñal que gira a alta velocidad perderá su equilibrio dinámico original y producirá una gran fuerza de inercia, lo que provocará fatiga del cigüeñal y será fácil de romper en la cola. Por lo tanto, el cigüeñal y el volante están equipados con orificios cónicos (p. Ej., Motor diésel S195). Si el área de ajuste de los dos es menor al 75%, el volante también se aflojará durante el funcionamiento del motor diesel, lo que impactará en el cigüeñal, dando como resultado grietas en la parte equipada con el chavetero y rompiendo el cigüeñal.

5) Durante el mantenimiento del desequilibrio de potencia del semirremolque de segunda mano, si se reemplaza el cigüeñal por una plancha de equilibrio que no cumple con los requisitos, o el equilibrio original se daña debido a la dislocación de la plancha de equilibrio, es fácil para hacer que el cigüeñal soporte una gran fuerza de impacto inercial. Además, si el brazo de la manivela y el radio de la manivela del cigüeñal reparado están compensados, el desequilibrio excederá en gran medida el valor permitido. La fuerza centrífuga desequilibrada resultante sobrecargará el rodamiento y provocará una fuerte vibración del motor diesel. Después de mucho tiempo, es fácil fatigar la fractura del cigüeñal.

6) El factor más importante que afecta la resistencia a la fatiga por flexión del cigüeñal es el filete de transición entre el muñón de la biela y el brazo del cigüeñal, y el filete de transición entre el muñón principal y el brazo del cigüeñal. Por lo tanto, al rectificar el cigüeñal, si solo se inspeccionan la coaxialidad, el paralelismo, el radio del cigüeñal, la rugosidad del hombro del muñón y otras superficies de reparación del cigüeñal y el muñón de la biela, así como el ángulo incluido entre cada muñón de la biela, el tamaño y la forma geométrica del empalme de transición se ignora. Como resultado, el filete de la rueda de rectificar se recorta incorrectamente al rectificar el muñón del cigüeñal. Debido a que el radio del filete no se selecciona correctamente o no se muele en ángulo recto, es fácil producir una concentración de tensión en el filete del cigüeñal, lo que da como resultado grietas debido a la reducción de la resistencia.

7) las partes con diferencia de rima toman como ejemplo el motor diesel 6110. Los pistones se dividen en tres grupos según la masa. Los pistones instalados en un mismo motor diesel se agruparán por la misma masa (a, B y C), y la diferencia de masa del mismo grupo no excederá de 8 g. La biela se divide en cuatro grupos. La biela opcional en el mismo motor diésel también será del mismo grupo de masas (rojo, azul, blanco y amarillo), y la diferencia en la masa total del conjunto del grupo de bielas de pistón instalado en el mismo motor diésel no superará los 30 g. . De lo contrario, significa

Por lo tanto, es fácil hacer que la fuerza explosiva y la fuerza de inercia de cada cilindro sean incompatibles entre sí. Como resultado, la fuerza en cada muñón del cigüeñal es desigual. Cuando el cigüeñal se ve afectado por una vibración, también puede causar una fractura del cigüeñal.

8) Cuando el cigüeñal está doblado debido a un proceso de enderezamiento incorrecto, cuando se utiliza el método de enderezamiento en frío para la reparación, la cantidad de enderezamiento a menudo puede variar de unos pocos mm a unos pocos mm. Sin embargo, debido a que el enderezamiento en frío es un método de deformación plástica, a veces la carga de impacto es grande, lo que producirá una gran tensión residual adicional y reducirá en gran medida la resistencia del cigüeñal. Por lo tanto, el cigüeñal se fracturará debido a la fatiga bajo una carga alterna a largo plazo.

9) En caso de funcionamiento a exceso de velocidad o de que el motor diesel funcione a menudo por encima de la velocidad nominal, o en caso de accidente por exceso de velocidad, se tomarán medidas de frenado de emergencia excesivamente violentas para hacer que el motor diesel cese el fuego. Como resultado, el cigüeñal se somete a una tensión excesiva y la tensión aumenta considerablemente, lo que también puede provocar la rotura accidental del cigüeñal del semirremolque de ocasión.