柴油机连杆衬套磨损试验研究

作     者：董雪飞 

作者单位：中北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：樊文欣

授予年度：2011年

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：柴油机 连杆衬套 摩擦磨损 试验装置 失效分析 正交试验 

摘      要：传统的连杆衬套材料大多采用卷制的钢背-铜铅合金,难以满足大功率柴油机的使用要求。在这样的工况下,这类滑动轴承的主要失效形式是轴瓦表面的磨损,特别是疲劳磨损和合金层成片的剥落。 针对某大功率柴油机连杆衬套在考核试验中多次出现点蚀,合金层剥落的故障问题。设计人员提出了采用QSn7-0.2锡青铜材料,强力旋压的成型工艺。这种衬套材料强度高、综合力学性能好、承载能力大,可以满足大功率高强化柴油机的使用要求。为了进一步了解强力旋压锡青铜连杆衬套的磨损寿命及失效形式,提出了模拟实际工况的摩擦磨损试验研究方法。本文研究的主要内容包括: (1)在国内外相关文献查阅和分析的基础上,分析和探讨了已有的摩擦磨损试验机的特点及适应范围;叙述了磨损失效机理、磨合磨损过程及不同表面品质对磨损的影响;并介绍了连杆衬套的失效分析方法、影响衬套失效的主要因素、以及如何预防失效的措施。为磨损试验结果分析提供理论依据。 (2)研制能够满足模拟连杆衬套实际工况的试验装置。根据磨损试验的要求,提出了模拟试验装置的基本构思。根据实际工况下连杆活塞的工作原理确定了摩擦磨损试验装置的总体结构,并对具体结构和主要技术参数进行了分析研究。为强力旋压锡青铜衬套的研究提供试验手段。 (3)为验证摩擦磨损润滑试验装置的可行性,进行了验证试验。试验结果表明:新研制的试验装置基本上满足试验要求。为验证磨损试验的可行性,采用同一批次的衬套样品,在不同工况下(间隙、载荷、速度)进行了正交试验,试验结果表明,试验数据具有良好的一致性,重复性和可比性。在润滑充分的情况下,速度对磨损量的影响最大,其次为载荷和间隙。当间隙为0.10mm、11吨、360r/min时的磨损量最大高达32mg。