船用柴油机凸轮轴断裂故障分析

来源期刊：理化检验物理分册2013年第10期

论文作者：朱维军

文章页码：689 - 692

关键词：柴油机;凸轮轴;疲劳断裂;故障分析;

摘    要：某型船用柴油机在运行中自动停机,检查发现机体上固定凸轮轴的止推板螺钉、止推板以及凸轮轴自由端均断裂;断裂凸轮轴材料为16MnCr5钢,凸轮轴使用时间约8000 h。通过宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、断口分析以及金相检验等方法对凸轮轴断裂原因进行了分析。结果表明:凸轮轴在加工时采用传统的退刀加工工艺,过渡圆角半径过小,且加工刀痕明显,导致倒角处应力集中过大;加之凸轮轴材料硬度偏低,铁素体条带组织严重,凸轮轴表面未经任何强化处理,因而疲劳强度严重降低;在交变应力作用下,凸轮轴于应力集中严重的过渡圆角处萌生裂纹并以疲劳方式扩展。凸轮轴疲劳断裂后进而引起止推板及其固定螺钉断裂,最终造成柴油机自动停机故障。最后从制造、修理、使用管理和故障分析角度提出了一些可行性建议。