5.5  曲轴的故障分析 43

5.5.1 FMECA分析方法 43

5.5.2 曲轴的失效形式及故障分析 43

5.6  小结 44

结   论 45

致 谢 46

参考文献 47

   第一章 绪论

1.1  研究的目的和意义

柴油机是主要的动力机械之一，其机械结构复杂。柴油机发生故障的形式多种多样，其中磨损造成的故障占很大比例，及时发现和避免柴油机的剧烈磨损是磨损监测和预知维修的主要目的。在用润滑油是柴油机磨损产物的主要载体，通过油液分析技术对润滑油中磨损微粒的材料、浓度和尺寸分布等特征的分析可以对柴油机的磨损状况进行监测。

    随着现代工业和科学技术的不断发展，对机械设备可靠性的要求越来越高，因而设备的摩擦磨损状况引起了越来越多的重视。机械摩擦磨损普遍存在于所有机械设备中单个零件磨损造成机械设备的失效，其损失几乎无法估量。据Shell公司最新的报告数据表明:柴油机大约有80%的损坏零件是由于磨损而报废的，约35%的运行故障和38.5%的齿轮失效是由于磨损引起的，40%的滚动轴承失效是由于润滑不当产生。由于设备润滑状态与设备磨损状态的关系最为密切，因此对在用润滑油所包含的摩擦学系统的信息，即对摩擦副表面材料的摩擦磨损状态以及润滑介质的性能进行监测分析显得尤为重要。

磨损不仅是机械零件的一种主要失效形式，而且也是引起大部分其他失效的最初原因。磨损产生的机理是十分复杂的，磨损和摩擦有着非常密切的联系。在影响磨损和摩擦的诸多因素中，各个因素并不是独立地对磨损产生影响，它们彼此之间也有着错综复杂的联系，彼此相互影响，因此给磨损规律的研究带来一定的难度。如果在开发带有摩擦副构件的产品之前，能预测或提前预知构件的摩擦磨损状况、优化摩擦副性能、延长服役时间以及减少维修费用等，都会极大的提高生产效率和降低生产成本。油液监测技术作为一种实用的研究和评价机械磨损状态的技术得到了广泛的应用。

在柴油机使用过程中，其润滑油中存在的各种磨损产物表征着一定零件的磨损情况。因此，柴油机机油中金属元素的成分和浓度的变化蕴涵着各摩擦副润滑和工作状态的丰富信息。运用油液分析获得这些反映柴油机可靠性试验中磨损与故障的信息;运用趋势图分析直观的研究代表性磨损磨粒的变化趋势并确定磨损状态;运用数学方法建立磨损趋势数学模型，对磨损进行分析，对故障进行预测;通过分析摩擦副表面的磨损情况并与磨损类型和程度进行对照，评价柴油机的磨损情况等。对提高柴油机的可靠性，降低维修成本有着一定的经济意义。

    船用柴油机大部分时间是在满负荷情况下工作，有时在变负荷情况下运转。船舶经常在颠簸中航行，所以船用柴油机应能在纵倾15°～25°和横倾15°～35°的条件下可靠工作。由于船用柴油机的高负荷工作，因此及时对柴油机的故障进行检测及维修就变得尤为重要。应用油液分析技术，可以有效的确定曲轴的磨损情况，还可以区分出因不同外界影响而造成的污染颗粒和化学成分的突变，从而更加准确的预测故障的原因和部位，更全面地检测设备运行情况，及早发现并排除故障隐患，减少损失，大幅提高设备故障诊断的预知性，准确性和及时性。预防性维修技术是现代机械维修的一个主要发展方向。本设计通过油液分析技术简单探讨了现代油液分析技术在船用柴油机曲轴预知维修中的应用。