连杆螺栓断裂造成柴油发电机机体被打破
发布时间：2025-08-02 点击：55
故障检修与技术维护
连杆螺栓断裂造成柴油发电机机体被打破
捣缸是指发动机发生机械事故时，缸体被连杆、活塞、平衡块等机件捣毁，出现破损的现象。捣缸是柴油发电机重大的机械事故之一，轻则使活塞、连杆、缸套损坏，重则将损坏缸体、曲轴等零件，使整台发动机报废。对柴油发电机事故调查处理资料显示，因连杆螺栓折断或连杆打断引起的捣缸事故在整个机损事故中占有较大的比例，事故的后果是极为严重的，可导致整机报废。连杆捣缸表现为发动机机体或油底壳被打穿，打穿部位多见于发动机左右两侧和油底壳底部。康明斯公司在本文举例某客户的一台中修后的康明斯柴油发电机，在额定转速下运转，发生连杆螺栓断裂，造成连杆大头把机体打破，为此我们重点探讨因连杆螺栓折断或连杆打断引起的捣缸事故。
连杆与轴瓦零件位置图
1、故障分析
中修后的柴油发电机在额定转速下运转时，发生连杆螺栓断裂造成连杆大头把机体打破的故障一般是由于维修人员在装配连杆螺栓时，用力过大，超过螺栓材料的屈服极限，使螺栓发生微小的变形，造成螺栓预紧力减小，在柴油发电机启动后的冲击载荷作用下因过度伸长而断裂。反之，如果螺栓扭紧力矩过小会产生两轴承盖结合处离缝，也会使连杆螺栓受到较大的冲击载荷而造成螺栓断裂。
连杆螺栓是细牙螺纹精制而成，杆身较长，当螺帽扳到应有紧固程度后，若再加力扳紧仍可扳动。一些修理人员认为越紧越好，不按螺栓规定的力矩拧紧，致使螺栓承受过大的拉应力而产生拉伸变形而折断。活塞连杆的直线往复运动，一靠缸套的导向，二靠连杆大端与连杆轴颈的定位。连杆螺栓折断后，下瓦盖与连杆脱离，连杆失去定位控制，在曲轴高速旋转的带动下，连杆活塞为浮动悬挂进行摆动，连杆大头猛烈碰击机体，使机体打穿。另一种情况是曲轴曲柄在旋转过程中将连杆往缸盖方向顶起，使行程过长，活塞与缸盖碰击后被打碎，连杆弯曲并与活塞分离，运动中，机体上部被打穿。失落在油底壳中的连杆下瓦盖在与曲轴碰击时，把油底壳打穿。处理建议:更换被打坏零件，认真检查曲轴和其它连杆，已弯曲变形时需进行校正。
连杆螺栓结构及位置示意图
2、故障原因
连杆螺栓是压缩机最重要的零件之一，它的断裂将造成严重事故。由于连杆螺栓在工作时承受很大的交变载荷和几倍于活塞力的预紧力，因此对它不仅要求具有足够的静强度，更重要的是要有较高的耐疲劳能力。对其结构形状、应力集中情况和装配精度等方面都有严格要求。
（1）装配连杆螺栓时，用力不均匀。装配康明斯系列柴油发电机的连杆螺栓扭紧力矩为26~28kgf·m（镀铜螺栓的扭紧力矩）。对于连杆螺栓不是防松螺栓时可采用的扭紧力矩为18~20kgf.m，但必须用钢丝或磷铜丝进行固定；
（2）连杆大头结合面配合不紧密，当柴油发电机运转时会造成连杆上、下盖松动而使螺栓断裂；
（3）这台柴油发电机是新装配的连杆轴瓦，也有可能是由于轴瓦表面贴合不良而产生抱瓦后，导致连杆螺栓断裂后而使其打出机体；
（4）螺栓头或螺母与连杆支承面贴合不平整、不清洁及装配时产生歪斜现象，均引起附加弯曲应力；
（5）连杆螺栓本身材料存有缺陷。
连杆螺栓易断裂部位示意图
3、故障排除方法
（1）对柴油发电机的配气机构和活塞连杆组件进行拆卸。在这个过程中，发现连杆瓦装的方向不对，导致柴油发电机抱瓦后发生连杆螺栓断裂，出现连杆大头打出机体。
（2）在装配过程中，更换连杆（连杆有不同程度的弯曲）、轴瓦、连杆螺栓、同种型号的缸体、修磨曲轴的损伤部位后并对曲轴进行动平衡测试等。
（3）装配完毕后，做好启动前的各项检查，然后启动柴油发电机至750r/min左右，观察柴油发电机的运转情况，当柴油发电机运转平稳后再逐渐将转速提高到额定转速1500rpm。通过进一步的检查，发现柴油发电机运转平稳工作正常。故障即被排除。
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1、故障分析
中修后的柴油发电机在额定转速下运转时，发生连杆螺栓断裂造成连杆大头把机体打破的故障一般是由于维修人员在装配连杆螺栓时，用力过大，超过螺栓材料的屈服极限，使螺栓发生微小的变形，造成螺栓预紧力减小，在柴油发电机启动后的冲击载荷作用下因过度伸长而断裂。反之，如果螺栓扭紧力矩过小会产生两轴承盖结合处离缝，也会使连杆螺栓受到较大的冲击载荷而造成螺栓断裂。
连杆螺栓是细牙螺纹精制而成，杆身较长，当螺帽扳到应有紧固程度后，若再加力扳紧仍可扳动。一些修理人员认为越紧越好，不按螺栓规定的力矩拧紧，致使螺栓承受过大的拉应力而产生拉伸变形而折断。活塞连杆的直线往复运动，一靠缸套的导向，二靠连杆大端与连杆轴颈的定位。连杆螺栓折断后，下瓦盖与连杆脱离，连杆失去定位控制，在曲轴高速旋转的带动下，连杆活塞为浮动悬挂进行摆动，连杆大头猛烈碰击机体，使机体打穿。另一种情况是曲轴曲柄在旋转过程中将连杆往缸盖方向顶起，使行程过长，活塞与缸盖碰击后被打碎，连杆弯曲并与活塞分离，运动中，机体上部被打穿。失落在油底壳中的连杆下瓦盖在与曲轴碰击时，把油底壳打穿。处理建议:更换被打坏零件，认真检查曲轴和其它连杆，已弯曲变形时需进行校正。
连杆螺栓结构及位置示意图
2、故障原因
连杆螺栓是压缩机最重要的零件之一，它的断裂将造成严重事故。由于连杆螺栓在工作时承受很大的交变载荷和几倍于活塞力的预紧力，因此对它不仅要求具有足够的静强度，更重要的是要有较高的耐疲劳能力。对其结构形状、应力集中情况和装配精度等方面都有严格要求。
（1）装配连杆螺栓时，用力不均匀。装配康明斯系列柴油发电机的连杆螺栓扭紧力矩为26~28kgf·m（镀铜螺栓的扭紧力矩）。对于连杆螺栓不是防松螺栓时可采用的扭紧力矩为18~20kgf.m，但必须用钢丝或磷铜丝进行固定；
（2）连杆大头结合面配合不紧密，当柴油发电机运转时会造成连杆上、下盖松动而使螺栓断裂；
（3）这台柴油发电机是新装配的连杆轴瓦，也有可能是由于轴瓦表面贴合不良而产生抱瓦后，导致连杆螺栓断裂后而使其打出机体；
（4）螺栓头或螺母与连杆支承面贴合不平整、不清洁及装配时产生歪斜现象，均引起附加弯曲应力；
（5）连杆螺栓本身材料存有缺陷。
连杆螺栓易断裂部位示意图
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（1）对柴油发电机的配气机构和活塞连杆组件进行拆卸。在这个过程中，发现连杆瓦装的方向不对，导致柴油发电机抱瓦后发生连杆螺栓断裂，出现连杆大头打出机体。
（2）在装配过程中，更换连杆（连杆有不同程度的弯曲）、轴瓦、连杆螺栓、同种型号的缸体、修磨曲轴的损伤部位后并对曲轴进行动平衡测试等。
（3）装配完毕后，做好启动前的各项检查，然后启动柴油发电机至750r/min左右，观察柴油发电机的运转情况，当柴油发电机运转平稳后再逐渐将转速提高到额定转速1500rpm。通过进一步的检查，发现柴油发电机运转平稳工作正常。故障即被排除。
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