彭陳

（江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

船舶柴油機(jī)連桿是將活塞的往復(fù)運(yùn)動傳遞給曲軸，對外做功，連桿承受氣缸內(nèi)氣體壓力、往復(fù)慣性力等作用，船舶柴油機(jī)連桿不但運(yùn)動復(fù)雜，而且受力也很復(fù)雜，很容易產(chǎn)生疲勞而斷裂，造成嚴(yán)重后果。

桿裂紋甚至折斷是由于材料疲勞和機(jī)損事故而發(fā)生的，所以為了保障柴油機(jī)的正常工作，應(yīng)定期對連桿、連桿螺栓進(jìn)行相應(yīng)的保養(yǎng)與檢查。

一、故障現(xiàn)象

某輪發(fā)電柴油機(jī)型號為 Sulzer6AL25/30，功率為 600 千瓦，轉(zhuǎn)速為700RPM，渦輪增壓器型號為VTR250N，轉(zhuǎn)速為 11000RPM，此發(fā)電柴油機(jī)大約運(yùn)行400 小時連桿在大端螺紋處斷裂，在曲軸箱部位出現(xiàn)異常聲音，有“嗒嗒”的敲擊聲，聲音越來越大，同時增壓器超速，輪機(jī)員立即停止此機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動備用發(fā)電機(jī)，機(jī)艙人員立即對故障發(fā)電機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)電柴油機(jī)連桿斷裂，氣缸套破碎，碎片散落，斷裂的連桿與曲軸、機(jī)體相撞，導(dǎo)致機(jī)體與曲軸損壞。

二、故障原因 

根據(jù)檢查發(fā)現(xiàn)，造成此次事故的主要原因是連桿斷裂導(dǎo)致?lián)v缸故障，根據(jù)輪機(jī)員反應(yīng)，此臺發(fā)電柴油機(jī)的操作完全是按照說明書技術(shù)規(guī)范要求，現(xiàn)場情況表明，油底殼有充足的油量，各個部件潤滑良好，油底殼也沒有銅末，軸承也無咬死現(xiàn)象；缸套與活塞表面光潔，無咬缸現(xiàn)象；增壓器也沒有發(fā)現(xiàn)損壞現(xiàn)象；從以上基本可以判斷不是滑油質(zhì)量以及潤滑不良的原因。 

從連桿斷裂宏觀斷口外形分析，連桿斷裂屬于疲勞斷裂。

連桿斷裂部位仔細(xì)觀察呈現(xiàn)放射條紋狀， 并向材料內(nèi)部延伸，Z后產(chǎn)生斷裂，引起發(fā)電柴油機(jī)搗缸故障。

為便于分析連桿斷裂原因，連桿結(jié)構(gòu)如下圖1所示。 

1.連桿小頭襯套；2.連桿桿身；3.連桿大端軸瓦；5.連桿大端軸承蓋；6.螺栓

引起柴油機(jī)連桿斷裂原因主要有以下幾個方面：

（1）連桿螺栓上力矩不當(dāng)，力矩過大會導(dǎo)致連桿螺栓超過屈服極限，產(chǎn)生屈服變形，在載荷的沖擊下發(fā)生連桿斷裂。

如果預(yù)緊力不夠，柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，連桿接合面產(chǎn)生縫隙，螺栓受沖擊力作用會產(chǎn)生疲勞破壞而斷裂。

（2）定期維護(hù)保養(yǎng)不到位，維修或者更換曲軸后緊固螺栓預(yù)緊力不到位，柴油機(jī)準(zhǔn)裝一定時間，預(yù)緊力螺栓松動，沒有及時恢復(fù)。 

（3）材料加工工藝以及熱處理不當(dāng)也會導(dǎo)致連桿斷裂。

同時，活塞銷質(zhì)量差，長生裂紋，活塞銷 會竄出，導(dǎo)致連桿斷裂。 

（4）柴油機(jī)發(fā)生“飛車”事故以及活塞在氣缸內(nèi)發(fā)生燒死現(xiàn)象，會發(fā)生連桿斷裂。

三、故障排除及預(yù)防對策

（1）為防止連桿螺栓斷裂事故發(fā)生，連桿螺栓安裝前必須認(rèn)真檢查，不符合要求及時換新，一般修復(fù)難度比較大、費(fèi)用高，周期也較長。

如果換新，檢查零件有無缺陷，用手錘敲打螺栓，聽聽聲音， 查看有無疲勞強(qiáng)度與缺陷，尤其是螺栓頭部、螺紋與螺紋根部，有裂紋堅決不能使用，選用配套生產(chǎn) 的連桿螺栓。 

（2）螺帽、螺栓頭部與軸承的接觸面要完好，螺栓不能軸承孔中松動以及軸承空中有毛刺等，易使螺栓咬死；螺栓與螺栓孔之間的配合間隙不能過緊，定位銷不能松動，否則會發(fā)生磨損；上緊連桿螺栓時要按照拆卸時的標(biāo)記裝復(fù)，不能裝錯；裝復(fù)時墊片與軸承表面要清潔，接觸良好。 

（3）如果柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生螺栓斷裂，將發(fā)生機(jī)毀的重大事故，因此必須按照說明書的要求上緊，如安裝預(yù)緊力的大小、預(yù)緊方法、預(yù)緊次序等。

上緊連桿螺栓時要按照拆卸時的標(biāo)記裝復(fù)，不能裝錯；裝復(fù)時墊片與軸承表面要清潔，接觸良好；螺栓上緊要用扭力扳手，兩邊螺栓均勻交替上緊，不能單邊緊固；預(yù)緊力不能過大，否則會致使螺栓疲勞。

（4）檢查連桿螺栓的伸長量，參考技術(shù)要求，如不符合要求，要及時換新，同時中型以下四沖程柴油機(jī)連桿螺栓的使用時間為15000-20000小時，如果超過使用壽命，即使表面無異狀也要換新。 

（5）采取螺栓防松措施，正確的固緊與鎖緊是避免發(fā)生斷裂的有效措施。

擰緊后的螺栓要有防松措施，科學(xué)的防松措施是依賴螺紋的自鎖能力，因此在高速柴油機(jī)上采用細(xì)牙螺紋，減小導(dǎo)程角，使導(dǎo)程角遠(yuǎn)小于摩擦角，對螺紋部分鍍銅，以增加?紋間的貼合度及摩擦系數(shù)，提高防松效果。

?前在一些新產(chǎn)品中不采取任何防松措施，而是靠提高細(xì)牙螺紋的精度，確保預(yù)緊力來達(dá)到防松目的。

實踐表明，正確的固緊與鎖緊是避免發(fā)生斷裂的有效措施。

（6）經(jīng)常檢查柴油機(jī)日常工作狀況柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，及時停車檢查。

當(dāng)螺桿出現(xiàn)松動或者被拉長，會出現(xiàn)較大的敲擊聲，立即停車，檢查軸瓦，如果軸瓦間隙過大，更換連桿軸承或者加大軸瓦。

定期檢查連桿 螺栓的緊固情況，查明原因，檢查螺栓損壞情況，使用扭矩扳手按照規(guī)定上緊。

四　結(jié)語

通過對 Sulzer6AL25/30 型號發(fā)電柴油機(jī)連桿斷裂事故分析，筆者認(rèn)為造成連桿斷裂原因包括預(yù)緊力不均、螺紋表面不清潔、螺紋配合過松或過緊、柴油機(jī)發(fā)生拉缸或者咬缸事故等，連桿斷裂極易引起搗缸和燒瓦，為防止此類事故發(fā)生，在操作以及裝配過程中必須嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范，確保柴油機(jī)安全。

（來源：石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報）