曲軸常見損傷及預(yù)防措施

石玉田

曲軸是柴油機(jī)最重要的機(jī)件之一，曲軸主要由前端、主軸頸、曲柄、連桿軸頸和尾部構(gòu)成。曲軸的前端裝有曲軸正時齒輪，尾部安裝飛輪的圓錐面。主軸頸支承在機(jī)體主軸承中，并在其中旋轉(zhuǎn)，是整個曲軸的支承部分。在主軸頸上鉆有通往連桿軸頸的油道。由于主軸頸與主軸承之間的相對滑動速度通常很高，故除了必須采用壓力供油潤滑之外，主軸頸表面常經(jīng)淬火處理提高硬度，以提高其耐磨性。

柴油發(fā)動機(jī)在工作中,曲軸由于受力和工作條件復(fù)雜,各摩擦表面滑動速度很高,散熱條件又差,因此,曲軸不僅軸頸容易磨損,而且還會出現(xiàn)彎曲和扭曲變形,甚至產(chǎn)生裂紋或折斷等。所以檢修時要進(jìn)行仔細(xì)檢查,根據(jù)查出的損傷部位和損傷程度,采取相應(yīng)的修理措施。

一、曲軸常見損傷產(chǎn)生的原因

1．曲軸頸表面磨損

曲軸在長期運(yùn)轉(zhuǎn)中，會產(chǎn)生主軸頸和連桿軸頸尺寸的減小，以及因磨損不均勻產(chǎn)生圓度(橢圓)、圓柱度(錐度)，由于連桿彎曲，缸套偏斜等，使作用在連桿軸頸的力分布不均而出現(xiàn)橢圓;由于油道中雜質(zhì)在軸頸上偏積而磨成錐形。因工作中氣體壓力，活塞連桿運(yùn)動慣性力及連桿大頭離心力所形成的合力，作用在連桿軸頸內(nèi)側(cè)，致使連桿軸頸偏磨。

2．曲軸頸損傷

曲軸軸頸表面往往會出現(xiàn)燒傷、裂紋及劃痕等缺陷。其原因是由于潤滑油不清潔或軸承上的缺陷，使軸頸表面上產(chǎn)生劃痕。曲軸燒瓦時軸頸表面也會燒傷，并易造成油道口周圍裂紋，曲柄與軸頸過渡處的圓弧半徑太小，也常因應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。一種裂紋為橫向裂紋，是曲軸斷裂的先兆，即從出現(xiàn)微細(xì)裂紋逐漸延伸，最后在特定條件下發(fā)生斷裂；一種裂紋為縱向裂紋，由油孔處往軸向展開。

3．曲軸的彎曲、扭曲和斷裂

曲軸產(chǎn)生彎曲和扭曲變形，往往是由于曲軸受到過大的沖擊負(fù)荷所造成的。當(dāng)拖拉機(jī)在使用中出現(xiàn)嚴(yán)重的爆燃或起步過猛等，都將使曲軸受到較大的沖擊負(fù)荷，尤其是發(fā)動機(jī)出現(xiàn)燒瓦、抱軸等事故時，容易使曲軸產(chǎn)生彎曲及扭曲。當(dāng)曲軸、飛輪、活塞連桿組等聯(lián)動機(jī)件的相互位置關(guān)系不正確，工作不協(xié)調(diào)，不平穩(wěn)時，使曲軸受力不均，也會引起曲軸的變形。曲軸變形后，將加速軸頸和軸承的磨損，同時增加軸頸圓角部分的應(yīng)力，易使曲軸斷裂。

下列因素將有導(dǎo)致曲軸斷裂的可能：如修理時軸頸同軸度超過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，飛輪不平衡；軸頸圓角半徑太小或圓角在磨削中燒傷，加工粗糙，表面出現(xiàn)裂紋以及曲軸材料內(nèi)部的缺陷等。

二、曲軸常見損傷檢查與修理

1．曲軸磨損的檢查與修理

曲軸軸頸的磨損可用外徑千分尺測量其直徑來確定。發(fā)動機(jī)曲軸軸頸的圓度和圓柱度一般超過0.01～0.0125 mm時，應(yīng)進(jìn)行磨削修理，軸頸直徑達(dá)到其使用極限時應(yīng)更換曲軸。

曲軸主軸頸磨損嚴(yán)重失圓時，發(fā)動機(jī)熄火后曲軸往往停在同一位置上，發(fā)動機(jī)啟動時則飛輪上總是局部的幾個齒與起動機(jī)齒輪嚙合，所以可根據(jù)飛輪齒圈磨損情況判斷。連桿彎曲變形可導(dǎo)致連桿軸頸錐形磨損，所以連桿軸頸圓柱度過大時，應(yīng)檢查曲軸是否有彎曲變形。

2．曲軸軸頸表面損傷的檢查與修理

曲軸頸表面上的裂紋可用肉眼或借助放大鏡來觀察判斷。但軸頸表面上的微細(xì)裂紋，用肉眼難以觀察出來時，應(yīng)采用可靠的科學(xué)方法，如磁力探傷法進(jìn)行檢查，也可以采用簡單而有效的方法，如用煤油白堊粉來檢查。

后者檢查的具體方法是：將檢查的部位擦拭干凈，涂上(或浸入)煤油，使煤油滲透到裂紋的內(nèi)部，再將表面擦干，涂上白堊粉調(diào)成的漿液，待干燥后用小錘輕輕敲擊曲軸，裂紋因受到振動而擠出滲透在其內(nèi)部的煤油，并且潤濕了涂拭在表面上的白堊粉，如此便可檢查出裂紋情況。

如軸頸表面的劃痕及縱向裂紋較淺，能通過表面光磨后消除的，則該曲軸可繼續(xù)使用，否則應(yīng)予以更換。橫向裂紋，在交變負(fù)荷的作用下會逐漸擴(kuò)大，易導(dǎo)致曲軸的斷裂，應(yīng)予以足夠的重視?？刹扇《押傅姆椒右孕迯?fù)或更換曲軸。

3．曲軸彎曲的檢查與修理

曲軸彎曲的檢查。將曲軸放在檢測平板上的V形架上，百分表指針抵觸在中間主軸頸上，轉(zhuǎn)動曲軸一圈，百分表指針的擺差(徑向圓跳動誤差)一般應(yīng)不超過004～006 mm。

曲軸彎曲較輕(徑向圓跳動誤差小于0.1 mm)時，一般可經(jīng)磨削曲軸后消除。彎曲嚴(yán)重的曲軸必須進(jìn)行校正，必要時更換曲軸。

三、曲軸損傷的預(yù)防措施

1.檢修發(fā)動機(jī)時，必須仔細(xì)檢查曲軸應(yīng)力集中部位有無裂紋，有條件可用儀器作磁力探傷檢查，發(fā)現(xiàn)損傷應(yīng)及時修復(fù)。

2.光磨曲軸時應(yīng)保持軸頸與曲柄連接處的過渡圓角，切不可磨成尖角，否則會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，致使曲軸斷損。

3.注意曲軸、飛輪和離合器的平衡，離合器總成固裝在飛輪上時，其固定螺栓處應(yīng)配置墊片，不應(yīng)有抖震，避免使曲軸工作條件惡化。

4.定期檢查軸承及飛輪等件固定螺栓的預(yù)緊力。在安裝曲軸擰緊主軸承蓋螺母時，要按規(guī)定的扭矩、次序分多次擰緊。

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