引言：曲軸是內燃機的重要組成部分，是內燃機的脊梁，在高溫、高壓和強度很高的振動的惡劣條件下工作，長期處於彎曲、扭轉、振動、拉伸等迴圈應力作用的狀態下，因此曲軸容易產生彎曲和扭轉變形，導致其疲勞和產生裂紋，甚至斷裂。
本文分析曲軸的受力情況，確定曲軸最易斷裂的位置為曲軸主軸頸和連桿軸頸的過渡圓角以及軸頸上的油孔處，並結合曲軸的工作過程分析曲軸斷裂的原因與金屬疲勞破壞的機理，相應的採取一定的措施，使曲軸正常工作，內燃機安全、可靠的服務於各種機械裝置。
內燃機包含著多個系統和機構。其中曲柄連桿機構主要包括活塞連桿組和曲柄飛輪組。曲軸組由曲軸、飛輪、平衡塊、減振器以及傳動齒輪等組成.
曲軸是內燃機中最典型最重要的零件之一，它是由乙個或多個曲拐組成的，其功用是將活塞連桿組傳遞過來的氣體壓力轉變為轉矩，作為動力而輸出做功，驅動其他工作機構，並帶動內燃機輔助裝備工作。曲軸是內燃機的重要零件之一，其工作環境相當惡劣，長期處於彎曲、扭轉、振動、拉伸等迴圈應力狀態下，因此曲軸容易產生彎曲和扭轉變形，導致其疲勞和產生裂紋，甚至斷裂。
一、曲軸的功用及工作條件
曲軸是內燃機中最典型、最重要的零件之一，其功用是將活塞連桿傳遞來的氣體壓力轉變為轉矩，作為動力而輸出做功，驅動器他工作機構，並帶動內燃機輔助裝備工作
二、曲軸的受力分析
曲軸是內燃機中最重要的零件之一，它的效能如何直接影響著內燃機的壽命與可靠性，且因為與曲軸聯接的零部件甚多曲軸的破壞事故可能引起其它零部件的嚴重破壞。隨著內燃機的發展，曲軸的工作條件更加惡劣，因此在內燃機的設計與改進中，曲軸占有極其重要的地位。
曲軸的功用是承受連桿傳來的力，並由此造成其繞其本身軸線的力矩使其旋轉。在內燃機工作中，曲軸受到旋轉質量的離心力、週期性變化的氣體壓力和往復慣性力的共同作用，使曲軸受彎曲和扭**荷，為了保證工作可靠，因此要求曲軸具有足夠的剛度和強度。
內燃機主要受力零件曲軸其疲勞破壞最常見的是金屬疲勞破壞，即彎曲疲勞破壞和扭轉疲勞破壞，前者的發生概率大於後者。彎曲疲勞裂紋首先產生在連桿軸頸（曲柄銷）或主軸頸圓角處，然後向曲柄臂發展。扭轉疲勞裂紋產生於加工不良的油孔或圓角處，然後向與軸線成方向發展。
金屬疲勞破壞是由於隨時間週期性變化的變應力作用的結果。曲軸在週期性變化的氣體力和往復慣性力的共同作用既扭轉又彎曲，產生疲勞應力狀態。實踐和理論表明，在多缸發動機曲軸採用扭振減振措施的情況下，扭**荷佔次要地位，彎曲載荷具有決定性的意義。
曲軸破壞的統計分析表明，80%左右是彎曲疲勞產生的。
三、金屬疲勞破壞機理
內燃機曲軸斷裂故障直接危害到內燃機的安全和壽命，造成曲軸斷裂的主要原因是由於疲勞破壞造成的。金屬的疲勞破壞是由於機械零件區域性應力最大處，在迴圈應力作用下形成微裂紋，然後逐漸擴大成巨集觀裂紋，裂紋再繼續擴充套件而最終導致機械零件的斷裂。
四、曲軸疲勞破壞的形式及原因
在內燃機工作中，曲軸不斷受到旋轉質量的離心力、週期性變化的氣體壓力和往復慣性力的共同作用，使曲軸受到彎曲與扭**荷。曲軸的斷裂是金屬疲勞後在強力衝擊作用下生成的。常見的曲軸疲勞破壞有以下4種形式及原因。
（一）曲軸裂紋最初常發生在主軸頸或連桿軸頸與曲柄臂過渡圓角處應力集中嚴重點，隨後逐漸發展成橫斷曲柄臂的疲勞裂紋。其主要原因是由於曲軸過渡圓角太小，曲柄臂太薄，過渡圓角加工不完善所致，另外曲軸箱剛度不夠也會造成主軸頸變形，引起不均勻磨損。
（二）曲軸裂紋起源於油孔，沿與軸線呈45°方向發展。其主要原因是過大的扭轉振動，引起附加應力；加工方面主要是油孔邊緣加工不完善，或孔口過渡圓角太小，引起應力集中造成。
（三）曲軸裂紋起源於過渡圓角或油孔，且只有乙個方向裂紋，裂紋與軸線呈。其主要原因一方面是由於內燃機不對稱的交變扭矩引起最大應力造成疲勞破壞；加工方面主要是由於圓角加工及油孔圓角加工不好，及熱處理加工工藝不夠完善，造成材料組織不均勻。另外連桿軸頸太細也會造成此種形式的破壞。
（四）曲軸裂紋沿過渡圓角周向同時發生，斷口呈徑向鋸齒形。主要原因是圓角太尖銳，引起過大的應力集中。
五、曲軸斷裂及預防措施
曲軸是內燃機的關鍵零件，也是造價昂貴的零件，**約為整機的1/3。整個內燃機的可靠性，在很大程度上取決於曲軸的可靠性。由於曲軸的形狀複雜、鋼性差，又存在著嚴重的應力集中部位，使該部位的交變應力達到很高的數值，容易產生疲勞破壞，即曲軸會因疲勞而彎曲，嚴重時甚至會斷裂。
在實際工作過程中曲軸斷裂時有發生，只有清楚曲軸斷裂的原因才能保證曲軸的正常工作，保證內燃機的安全運轉。
（一）曲軸常見的斷裂原因
1.曲軸軸頸兩端的圓角過小。2.
曲軸主軸頸軸線偏移。3.曲軸質量差。
4.主軸瓦中心線不同心。5.
曲軸裝配間隙不合格。6.曲軸校正量過大。
7.飛輪鬆動。8.
供油時間過早或各缸供油量不均。9.曲軸軸頸潤滑不良。
10.操作不當引起曲軸斷裂
（二）預防曲軸斷裂的方法
1.材質和製造方面
（1）合理選擇材料。（2）提高製造加工工藝。
2.使用方面
（1）保證潤滑系正常工作。（2）注意內燃機運轉的聲音。（3）避免內燃機長期處於超負荷工作。（4）駕駛操作要規範。
3.維修方面
（1）在曲軸修理過程中，應仔細檢查曲軸有無裂紋、彎曲、扭曲等缺陷，和主軸瓦與連桿軸瓦的磨損情況，保證主軸頸與主軸瓦、連桿軸頸與連桿軸瓦之間的配合間隙在允許範圍之內。（2）曲軸裂紋多發生在曲柄臂與軸頸之間的過渡圓角處，以及軸頸中的油孔處。要特別重視對主軸頸和連桿軸頸的圓角加工，修理後的圓角在幾何尺寸和光潔度方面要符合曲軸的技術要求，以免曲軸工作中的圓角處產生較大的應力集中而折斷。
（3）維修裝復曲軸時應保證飛輪的運轉平衡。曲軸修理後最好進行飛輪的靜平衡和動平衡試驗，避免安裝飛輪後，由於飛輪偏擺造成曲軸軸心線偏移，使曲軸承受較大的慣性力而造成曲軸疲勞折斷。（4）內燃機發生了燒瓦、搗缸等重大事故後，要對曲軸進行全面的檢修。
綜上所述，要避免曲軸斷裂需從選材、製造加工、使用、維護及維修等多方面去消除其潛在的隱患，減少磨損才能延長曲軸的使用壽命。
六、結論
曲軸斷裂時常發生在發動機事故中，帶來重大危害，造成巨大經濟損失，通過以上分析得出曲軸的斷裂原因以及採取的相應措施：
（1）曲軸軸頸兩端的圓角過小。（2）曲軸主軸頸軸線偏移。（3）曲軸質量差。
（4）主軸瓦中心線不同心。（5）曲軸裝配間隙不合格。（6）曲軸校正量過大。
（7）飛輪鬆動。（8）供油時間過早或各缸供油量不均。（9）曲軸軸頸潤滑不良。
（10）操作不當引起曲軸斷裂
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