談農(nóng)業(yè)機(jī)械零件變形與校正

趙洪軍

摘要：零件的彎曲變形是農(nóng)業(yè)機(jī)械零件失效的主要形式，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)機(jī)械的正常使用。對(duì)零件變形的危害、原因進(jìn)行了分析，對(duì)變形零件的校正方式進(jìn)行了介紹，以提高零件的修理質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；零件；彎曲；校正

中圖分類(lèi)號(hào)：TH133.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.11.037

農(nóng)業(yè)機(jī)械許多零件在使用中會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲和翹曲變形，達(dá)到極限值時(shí)會(huì)導(dǎo)致零件失效或折斷，是機(jī)械零件失效的主要形式。拖拉機(jī)的車(chē)架易發(fā)生扭曲變形，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸易發(fā)生彎曲和扭曲變形、殼體類(lèi)零件易發(fā)生翹曲變形。連桿零件發(fā)生彎曲、扭曲后，將造成活塞不能按著正確的軌跡運(yùn)行，而是偏向缸筒的一側(cè)，造成氣缸偏磨，活塞環(huán)密封不好燃?xì)庀赂Z曲軸箱，機(jī)油上竄燃燒室參與燃燒；連桿的變形還會(huì)造成連桿大小端孔磨損失圓、連桿襯套磨損，工作時(shí)有異響，活塞達(dá)不到要求的上止點(diǎn)，壓縮比下降，啟動(dòng)困難。變速器齒輪軸剛度不足時(shí)，在較大載荷作用下也會(huì)發(fā)生彎曲變形，使齒輪嚙合印痕位置及齒側(cè)間隙改變，造成齒輪傳動(dòng)不平穩(wěn)噪聲大。曲軸因受到周期性的氣體壓力、往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)離心力和機(jī)械制動(dòng)力作用而變形。曲軸的變形通常為彎曲變形和扭曲變形。曲軸發(fā)生彎曲變形會(huì)導(dǎo)致自身和相連零件加劇磨損，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)平衡被破壞，輕者發(fā)動(dòng)機(jī)工作振動(dòng)大， 加速疲勞，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)出現(xiàn)機(jī)件斷裂的后果。殼體類(lèi)的基礎(chǔ)零件的變形，會(huì)破壞組裝在這個(gè)基礎(chǔ)零件上的所有零件的相互關(guān)系，加劇這些零件的磨損撞擊，加速零件的損壞。因此，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械零件變形要給予足夠的重視。

1零件變形的原因

零件產(chǎn)生變形的原因是多方面的，如不合理的使用和裝配造成的額外載荷、零件的剛度不足以及零件中未消除的殘余應(yīng)力等都是引起零件變形的因素。

（1）修理方面。①裝配精度過(guò)低，曲軸軸承和連桿軸承間隙過(guò)大，工作時(shí)曲軸受到?jīng)_擊就會(huì)過(guò)大，造成曲軸或連桿變形。發(fā)動(dòng)機(jī)修理時(shí)，沒(méi)有認(rèn)真做動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的附加慣性力和慣性力矩，引起機(jī)組振動(dòng)加大。活塞連桿組零件配合間隙過(guò)大，連桿在工作中受過(guò)大的側(cè)向彎曲應(yīng)力，而促使連桿變形。②連接螺栓的扭力不均勻，未按要求力矩上緊，會(huì)造成被連接件形位誤差過(guò)大，如缸蓋螺栓拆裝時(shí)，要用扭力扳手或?qū)Ｓ锰淄舶磳?duì)角順序?qū)⒚總€(gè)螺栓擰松或擰緊，要分幾次來(lái)達(dá)到規(guī)定力矩，以使缸蓋及缸墊均勻受力，正確就位，避免變形。③農(nóng)機(jī)修理中采用的焊接或壓力加工方法，易使零件產(chǎn)生新的應(yīng)力和變形。

（2）使用不當(dāng)。農(nóng)業(yè)機(jī)械所能承擔(dān)的載荷在設(shè)計(jì)時(shí)都是經(jīng)過(guò)認(rèn)真計(jì)算得出的，如機(jī)器經(jīng)常在超載、過(guò)熱的條件下工作必將增加零件的負(fù)荷，引起零件的變形甚至斷裂。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械在使用時(shí)要嚴(yán)格按操作規(guī)程做，盡量避免超負(fù)荷、超速運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱或其他部位過(guò)熱應(yīng)停機(jī)檢修，以減小零件的變形。

2變形零件的校正

零件校正的基本原理是利用外力或者火焰使零件產(chǎn)生新的塑性變形，去消除原來(lái)的變形。變形零件的校正方法分冷校法和熱校法。冷校法又分壓力校正與冷作校正。

2.1靜壓力校正

將零件（軸）放在壓力機(jī)上的V形塊上，使凸面朝上，用壓力將零件壓彎，彎曲變形量為原變形量的10～15倍，保持1～2 min后撤除壓力，檢查變形。一次校不直，可進(jìn)行多次，直到校直為止。

為了使零件冷校后的變形穩(wěn)定，并提高零件的剛性，在零件校正后，進(jìn)行消除應(yīng)力穩(wěn)定變形的熱處理。對(duì)表面淬火零件（如曲軸），可加熱到200～250 ℃保持5～6 h。

靜壓力校正的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，缺點(diǎn)是校正精度不易控制，零件內(nèi)留下較大的殘余應(yīng)力，校正效果不穩(wěn)定，零件的疲勞強(qiáng)度下降。

2.2冷作校正

冷作校正是利用圓錘或尖錘敲擊軸的凹側(cè)表面，使其產(chǎn)生塑性變形，并由于變形層中的殘余應(yīng)力而校直零件。在錘擊時(shí)，塑性變形部分的金屬被擠壓延展，在這個(gè)塑性變形層（冷作層）中產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，使變形的零件被校直。如用金屬打擊曲軸的曲柄臂表面，以此使得曲柄臂產(chǎn)生彎曲變形，從而得到理想的曲軸中心線變位。校直時(shí)，可根據(jù)曲軸的彎曲狀態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)那郾砻孢M(jìn)行冷作敲擊，使曲軸的各種不同變形均可校直。

2.3火焰校正

軸徑較大剛度也大的零件，如果采用手工冷矯正，需施加很大的矯正力，所以通常采用火焰矯正法?；鹧嫘Ｕㄊ菍⑤S彎曲部分的最高點(diǎn)用氣焊的中性焰迅速加熱到450 ℃以上，然后迅速冷卻。在加熱開(kāi)始以后，由于被加熱部分金屬膨脹，軸的彎曲度反而增加，但被加熱部分的金屬冷卻收縮后，軸被校直。金屬加熱后，它的塑性隨溫度升高而增加，一般碳鋼在溫度達(dá)到600 ℃時(shí)塑性很好，由于它受周?chē)浣饘俚淖璧K，不可能隨溫度增加而伸展。

（1）加熱溫度與加熱面積。加熱溫度依零件的彎曲程度而定，彎曲越大，加熱溫度越高。如拖拉機(jī)后軸彎曲度小于0.5 mm，加熱溫度為600 ℃；后軸彎曲度在0.5～1.0 mm時(shí)，加熱溫度為650～700 ℃；后軸彎曲度大于1.0 mm時(shí)，加熱溫度為700～720 ℃。校正彎曲變形的能力隨加熱面積的增加而增加。校正時(shí)可根據(jù)變形情況確定加熱面積。

（2）加熱深度。加熱深度增加，校正變形的能力增加，加熱深度增加到零件厚度（圓柱形零件直徑）的1/3時(shí)，校直效果是最好的，但加熱深度繼續(xù)增加時(shí)，校直效果反而降低，零件全部熱透則不起校直作用。在校直過(guò)程中，主要靠經(jīng)驗(yàn)掌握加熱深度，切不可將零件熱透，必要時(shí)采取冷卻措施。

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