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连杆颈车床磨损磨合监测与状态评定 羊敏周俊 442002东风汽车有限公司商用车装备技术管理部 摘 要 应用工况监测和光谱诊断技术，对曲轴连杆颈车床进行了系统、全面的磨损状态监 测。研究了磨损状态评定方法，给出了正常和异常磨损的判断标准，确定了蜗轮、蜗杆完成 磨合进入正常运行的时间。 关键词 磨损 磨合期 状态评定 1 前言 大型机械装备的磨损工况监测故障诊断技术研究一直受到重视，在机器不停机，不 解体的前提下，对其进行潜在故障预报具有极其重要的意义，这不仅可以减少机器的 维护费用、延长其使用寿命，而且可以最大限度地保障其运行安全，减少或避免重大 事故的发生。 现代技术的发展使工况监测的手段越来越多，诊断技术也日趋完善。目前已被广泛使用 的监测手段及其特点如表l所示。 表l 目前已被广泛使用的监测手段及其特点 监测手段 主要监测物理量 应用场合 性能监测 系统运行参数、输入输出参数 几乎所有的机械系统 温度监测 系统特定地点或介质的温度 几乎所有的机械系统 振动监测 系统特定地点或方向上的振动信号 往复式或旋转式机械 润滑油及磨屑分析监测 系统润滑油物理参数或光谱铁谱数据 润滑机械 在这些方法中最引入注目的就是润滑油及磨损粒子分析监测方法。众所周知，机械 设备在运转时，由于金属零件表面相对运动和相互接触，不可避免地要产生摩擦磨损， 从而使磨擦副表面不断产生着大量的金属磨损粒子及碎屑。通常这些磨粒很小，尺寸 范围约为几十毫微米到几十微米，因而它们常常在润滑油中悬浮状态。由于润滑油的 流动，使这些悬浮在润滑油中的磨屑不断地被带出摩擦副表面，实验研究证明，尽管 这些磨损粒子的尺寸极其微小，但是，任何磨损过程所产生的磨粒总是具有反映其磨 损形式的特征形态尺寸。因此，它对研究设备的摩擦磨损过程、磨损机理与速度以及 机械设备的工作状态等具有特殊的意义。 2 监测意义 发动机曲轴连杆颈车床是20世纪80年代从美国引进价值800多万元，是具有国际水平 的曲轴加工机床，在我公司汽车生产中占有重要的地位。该设备已运行20多年，部分部件 已进入磨损故障多发期，工作状况劣化，一旦出现故障，修复期长而且加工工序无其他迂回 写62 措施，将导致全公司汽车生产陷入瘫痪状态。该设备在2000年变速箱中的蜗轮、蜗杆发生 严重的磨损损坏，因为当时没有进行磨损的工况监测，未能及时发现早期的磨损故障，最后 导致变速箱中的蜗轮、蜗杆发生严重的磨损损坏，停机达一周，直接损失多达数十万元。直 接影响汽车生产。因此，在连杆颈车床重新安装试车后，对其进行了系统全面磨损状态监 测，以确定该设备变速箱进行磨合的正常运行时间，同时可及时发现连杆颈车床变速箱中的 蜗轮、蜗杆在磨合期间可能出现的早期严重磨损故障及磨损状态的评定方法。 3 监测内容 按光谱监测流程图对现场监测连杆颈车床变速箱蜗轮、蜗杆钮损状态。了解润滑油中元 素浓度、含量和组成的变化，表明了润滑系统中金属摩擦副磨损的速率和磨损的程度，以及 润滑油中添加剂的状况和润滑油污染程度。 通过分析磨损的趋势，表明什么部件正在磨损和磨损发生的原因，及时采取相应的预防 性维修措施，避免发生严重故障。 采用润滑油光谱分析技术，检测标准：EQcT．83．94。 FAS一2C型油液光谱分析仪，美国BAIRD公司。 输出单位：10“(百万分之一)。 监测元素： (Ti)、锰(Mn)、硅(Si)、钠(Na)、硼(B)、镁(Mg)、铅(Pb) 分辨率：0．1×10～。分析范围：0一1000×10～。 钙(Ca)、锌(zn)、磷(P)、钡(Ba)。 分辨率：1．0×lO“分析范围：l一10000×lO～。 取样时间、地点：2002年3月25日一2002年12月7日，东风汽车公司发动机厂曲轴二 车间 NLl50新齿轮油(兰炼)。 变速箱材料、润滑方式及取样位置，如表2所示。