柴油機(jī)曲軸常見損傷檢修

王福臣

柴油機(jī)曲軸工作環(huán)境惡劣，導(dǎo)致其損傷的因素有很多，除曲軸本身可能存在的材質(zhì)不良、形位尺寸超差、加工質(zhì)量差、氮化處理不當(dāng)?shù)纫蛩赝?，還可能有其他原因，如曲軸安裝沒達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，軸瓦選配不當(dāng)，使用維護(hù)不當(dāng)?shù)鹊?。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，在此對(duì)柴油機(jī)曲軸常見損傷的檢修技術(shù)進(jìn)行分析探討。

一、軸頸磨損

1．原因

發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中，由于曲軸受力復(fù)雜，多數(shù)軸頸產(chǎn)生徑向偏磨形成橢圓。在連桿軸頸上所受的力，有氣體壓力及往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分的慣性分力以及連桿大端回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力，其合力多靠向主軸頸一側(cè)，所以連桿軸頸在靠主軸頸一側(cè)磨損嚴(yán)重。

由于連桿軸頸所受的力在主軸頸上形成反作用力，再加上曲軸不平衡部分(連桿大端、曲柄)的離心力，均作用在主軸頸與連桿軸頸相對(duì)應(yīng)的一側(cè)?？拷w輪一側(cè)的主軸頸上，還受到由于飛輪重量形成的反作用力，所以在主軸頸上則靠近連桿軸頸的一側(cè)磨損嚴(yán)重。因各主軸頸所處的位置不同，分配在各軸頸上力的大小和方向也不一樣，故各主軸頸上的磨損程度也有差異。一般靠近飛輪一端的主軸頸磨損大些。同一曲軸上的主軸頸與連桿軸頸，由于單位面積上所受的最大壓力及平均壓力不等，即連桿軸頸所受的壓力大于主軸頸，所以連桿軸頸磨損后的橢圓度大于主軸頸。

曲軸油道都是傾斜的，當(dāng)工作時(shí)曲軸回轉(zhuǎn)后機(jī)油中雜質(zhì)(磨料)因離心力而偏聚油孔一側(cè)，成為磨料，加速了這一局部的磨損，使連桿軸頸磨損后形成錐形。

2．檢查

根據(jù)各軸頸磨損規(guī)律查找出磨損部位，可用外徑測(cè)微器測(cè)量其圓度和圓柱度以便確定曲軸的修理級(jí)別和磨削尺寸。當(dāng)軸頸圓度大于0.050 mm，錐度大于0.013 mm，或者發(fā)現(xiàn)軸頸有拉傷、燒蝕等損傷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修理。

3．修理

軸頸磨損量超過極限需要修理時(shí)，應(yīng)從磨損最大的的軸頸開始，按曲軸分級(jí)修理尺寸（每級(jí)相差0.25 mm），在專用的曲軸磨床上進(jìn)行磨削，并進(jìn)行拋光處理。修磨后要求軸頸圓度不得大于0.005 mm，錐度不得大于0.005 mm，表面粗糙度不得大于Ra0.80～0.40 μm,各軸頸的徑向跳動(dòng)不大于0.05 mm，否則為不合格。

二、軸頸裂紋

1．原因

曲軸的裂紋一般出在軸頸處。一般分為兩類:軸向裂紋和徑向裂紋。軸向裂紋多是因軸頸的嚴(yán)重磨損或表面嚴(yán)重拉傷所致。

2．修理

通常情況下，軸向裂紋可以經(jīng)過打磨來判斷裂紋的深度。較淺的裂紋可以采用打磨的方法消除;較深的裂紋則必須經(jīng)過磨床磨削才能去除。但是，這種裂紋必須離圓角在6 mm以上。裂紋已經(jīng)延伸至圓角處，且裂紋較深時(shí)，已沒有必要進(jìn)行修理。因?yàn)閳A角處應(yīng)力集中最大，且處于危險(xiǎn)斷面位置。修理時(shí)，遇到徑向裂紋應(yīng)特別注意，當(dāng)徑向裂紋離圓角距離在6 mm以內(nèi)，且裂紋較深的，已不可修理要更換新軸。

三、曲軸彎曲

1．原因

（1)使用中出現(xiàn)嚴(yán)重的爆燃，或起步過猛，轟油門，突然加重負(fù)荷，使曲軸受較大的沖擊負(fù)荷。

（2)發(fā)生燒瓦抱軸事故。

（3)飛輪連接螺母松動(dòng)，飛輪滾鍵以及曲軸、飛輪、活塞連桿組等機(jī)件位置不正確、工作不協(xié)調(diào)、不平衡時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)中曲軸發(fā)生抖動(dòng)。

（4)軸瓦裝配間隙太大，引起沖擊載荷增大，曲軸發(fā)生抖動(dòng)容易造成柴油機(jī)振動(dòng)和曲軸折斷，發(fā)生重大毀機(jī)事故。

2．檢查

曲軸直線度檢驗(yàn)時(shí)，一般是利用V形鐵在平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于較小的曲軸也可以在機(jī)床上進(jìn)行測(cè)量。檢驗(yàn)時(shí)，先將曲軸清洗干凈，再放在檢驗(yàn)平臺(tái)的V形鐵上，或放置于機(jī)床的頂針上，用百分表進(jìn)行測(cè)量。將百分表的測(cè)量頭壓在中間一道主軸頸上(避開油孔并盡量靠近軸頸端部，以減小軸頸磨損對(duì)直線度測(cè)量的影響)。然后將曲軸緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)一周，觀察百分表的擺動(dòng)情況。百分表的最大擺差即為曲軸彎曲的徑向跳動(dòng)量，跳動(dòng)量的1／2即為該曲軸直線度。在機(jī)床上用頂針支起曲軸來測(cè)量曲軸的直線度，比在V形鐵上測(cè)量的更準(zhǔn)確，因?yàn)樵赩形鐵上的兩個(gè)主軸頸有橢圓時(shí)，會(huì)影響曲軸直線度測(cè)量的準(zhǔn)確性。

為了消除支承軸頸橢圓度對(duì)直線度測(cè)量的影響，可先在曲軸法蘭外圓上(此外圓比較規(guī)矩)，用百分表檢查出橢圓的影響大小及長(zhǎng)、短軸的方向，以此確定對(duì)直線度測(cè)量的具體影響大小。曲軸的直線度超過允許值時(shí)，必須進(jìn)行校直。

3．修理

一般在壓床上進(jìn)行，小型曲軸也可在專用機(jī)床上進(jìn)行校直。校直前，根據(jù)曲軸彎曲檢查情況，用粉筆標(biāo)出每道軸頸的最大彎曲方向。若是單向彎曲，把彎頭朝下，在最大彎曲處用壓力機(jī)(或千斤頂)加壓校直，在加壓處對(duì)面安置一百分表。校直時(shí)，逐漸增加壓力，使曲軸中心線向相反方向一邊過彎10～15倍曲軸的最大擺差值。約過10 min左右，卸去作用力，用百分表檢查，若未得到完全校直，應(yīng)重復(fù)加壓。但曲軸的最大彈性彎曲變形不超過6～15 mm，直到曲軸直線度校正到所要求的范圍內(nèi)為止。

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