摘 要：凸輪軸是發(fā)動機配氣機構的重要零部件，作用是控制氣門的開啟和閉合，在工作運轉中承受著交變載荷，其性能的好壞直接影響發(fā)動機的質量和壽命，文章從實際案例出發(fā)，著重研究分析案例中柴油機凸輪軸斷裂原因。以典型的六缸發(fā)動機斷裂凸輪軸為研究對象，利用熱處理金相檢測和機械性能檢測手段，分析斷裂原因，采取預防措施，避免同類事故發(fā)生。

關鍵詞：凸輪軸；斷裂；技術要求；同軸度

引言

某型號發(fā)動機機在作業(yè)時突然熄火，無法啟動。經(jīng)三包服務人員拆檢發(fā)現(xiàn)發(fā)動機凸輪軸在1缸、2缸之間斷裂。通過三包查詢服務系統(tǒng)統(tǒng)計，當年共出現(xiàn)38臺類似事故，為了查清原因，避免同類事故發(fā)生，選擇一件典型的斷裂凸輪軸進行分析。凸輪軸技術要求：材料精選45鋼；軸頸及凸輪表面感應淬火，表面硬度HRC55.0～63.0，淬硬層深：2～6mm。

1 質量檢驗

1.1 宏觀觀察

從三包帶回的斷裂凸輪軸及相關件進行仔細觀察，發(fā)現(xiàn)凸輪軸斷在第二支撐軸頸一側根部毛坯面處，推桿已彎曲，凸輪軸軸頸、凸輪及挺柱有磨損現(xiàn)象。斷口為扭轉彎曲疲勞斷口，斷口疲勞源處未發(fā)現(xiàn)有原始缺陷，且凸輪軸斷裂部位處的第二支撐軸頸襯套均發(fā)生偏磨。

1.2 化學成分（質量分數(shù)，%）檢測

在斷裂的凸輪軸上取樣，進行化學成分分析，檢測結果見表1。

1.3 凸輪軸熱處理金相檢測

在斷口兩側支撐軸頸、凸輪及斷口疲勞源處取樣進行熱處理質量檢測，其檢測結果見表2。

1.4 機械性能

在斷裂的凸輪軸上取樣進行拉伸性能檢測，其結果見表3。

2 分析討論

（1）凸輪軸材料成分和基體的抗拉強度、屈服強度、伸長率及斷面收縮率均符合技術要求。

（2）凸輪軸的熱處理質量符合技術要求。

（3）凸輪軸斷裂和偏磨的可能原因見魚翅圖，如圖1所示。結合該凸輪軸斷裂的實際情況和魚翅圖可看出，由于凸輪軸疲勞造成的凸輪軸斷裂和偏磨。

通過現(xiàn)場了解，該批凸輪軸支撐頸缸體上的孔徑是同時加工成型——為了保證其同軸度，但是該機型要求，第一支撐頸缸體上孔頸加粗（相對于其他支撐軸頸孔徑而言），因此第一支撐頸缸體上孔頸是所有孔頸一次加工成型后，又重新單獨擴孔。重新單獨擴孔就有可能造成第一支撐軸頸孔頸和其他孔頸的不同心，這從斷裂凸輪軸支撐頸的襯套有偏磨得到印證。

3 結論

該柴油機在使用過程中發(fā)生早期斷裂是由于凸輪軸與缸體上支撐孔頸之間的同軸度不好，導致受力異常有關。

4 預防措施

（1）嚴格控制凸輪軸的同軸度，防止超差。（2）通過工裝定位，保證第一孔頸在重新擴孔后，其缸體凸輪軸孔頸的同軸度符合圖紙要求。

參考文獻

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