علل شکستن فنر سوپاپ

از آنجایی که فنر سوپاپ در حین کار در معرض پیچش قرار می گیرد، توزیع تنش در سطح مقطع دایره ای آن ناهموار است. از مبدأ نزدیک به مرکز تا نقاط لبه، تنش به تدریج افزایش می‌یابد و تنش روی سطح بیشترین میزان را دارد. تا آنجا که به نقاط سطح مربوط می شود، تنش روی سطح داخلی بیشترین است و تحت تأثیر تنش صفحه قرار می گیرد. به همین دلیل، هنگامی که یک نقص در سطح فنر سوپاپ وجود دارد، حداکثر غلظت تنش ممکن است در عیب ایجاد شود و در نتیجه زودتر فنر شکسته شود.
علل شکستگی
علاوه بر عیوب ساخت، استفاده نادرست نیز ممکن است باعث آسیب زودهنگام به فنر سوپاپ شود. دلایل رایج به شرح زیر است:
① بر روی سطح فنر چاله های سوراخ دار و خوردگی وجود دارد. به دلیل نگهداری نامناسب، گودال های خوردگی در سطح فنر ایجاد می شود. هنگامی که فنر در معرض پیچش زیاد قرار می گیرد، تمرکز تنش به راحتی در چاله های خوردگی ایجاد می شود که در نهایت منجر به شکستگی ناشی از خستگی فنر می شود.
روش بررسی کیفی فنرهای شیر جدید: فنر را در یک گیره نیمکتی ببندید و آن را به حداقل طول فشرده کنید تا کمترین فاصله ممکن بین سیم پیچ ها وجود داشته باشد و آن را به مدت 48 ساعت نگه دارید. اگر روی سطح فنر ایراداتی وجود داشته باشد، پس از این عملیات فشرده سازی می شکند. این به این دلیل است که تنش داخلی فنر در نزدیکی عیب بسیار متمرکز است و باعث شکستن فنر می شود.
قدرت ارتجاعی فنر سوپاپ را می توان با مقایسه تشخیص داد. روش خاص این است: ابتدا یک فنر شیر قدیمی را به صورت سری به فنر سوپاپ جدید متصل کنید و آنها را با یک واشر فولادی در وسط جدا کنید. سپس مقدار معینی فشار به فنر سوپاپ اضافه کنید و میزان فشردگی فنرهای جدید و قدیمی را مشاهده کنید. اگر نیروی کشسان فنر قدیمی کافی نباشد، ابتدا باید در این زمان فشار داده شود.
② خط مرکزی فنر کج است. اگر دو وجه انتهایی فنر سوپاپ عمود بر خط مرکزی فنر نباشد، فنر برای مدت طولانی با سرعت بالا کار می کند و همچنین به راحتی مواد فلزی آن در اثر خستگی شکسته می شود. روش بررسی عمودی فنر سوپاپ به این صورت است: ابتدا فنر را به صورت عمودی روی صفحه صاف قرار دهید، با استفاده از یک خط کش مربعی به دایره زیرین فنر تکیه دهید، سپس فنر را به صورت دایره ای بچرخانید و حداکثر فاصله دایره بالایی فنر و خط کش مربع را اندازه بگیرید. در شرایط عادی، فاصله شیب فنر سوپاپ تا خط عمودی 1.0 ~ 1.5 میلی متر است. اگر از این مقدار بیشتر شد، بهتر است آن را با یک قطعه جدید جایگزین کنید.
③ راهنمای سوپاپ حرکت می کند یا یاتاقان میل بادامک شل است. اگر راهنمای سوپاپ در حین استفاده حرکت کند، ممکن است به دلیل فشار خمشی در هنگام فشرده شدن، فنر سوپاپ شکسته شود. شل بودن بلبرینگ میل بادامک باعث طنین و شکستن فنر سوپاپ می شود.
④ عملکرد یا نصب نامناسب. در حین کار موتور دیزل، اگر سرعت به طور ناگهانی و مکرر تغییر کند، دفعات فشرده سازی و گسترش فنر سوپاپ به طور ناگهانی افزایش می یابد و باعث شکستگی خستگی می شود.
⑤ فنر سوپاپ طبق نیاز مونتاژ نشده است. هنگام مونتاژ فنر سوپاپ، برخی از مدل ها الزامات خاصی دارند. به عنوان مثال، موتور دیزل ایسوزو 6BBl به سمت آبی فنر نیاز دارد تا رو به هواپیما روی سرسیلندر باشد. در غیر این صورت، فنر به راحتی شکسته می شود.