柴油機(jī)曲軸檢測與維修方法探討

王金花

摘要：曲軸會因?yàn)槟p、彎曲、扭曲、裂紋等損傷而影響柴油機(jī)的正常工作，甚至?xí)蛄鸭y導(dǎo)致曲軸斷裂而發(fā)生重大機(jī)械事故，通過對曲軸損壞的標(biāo)準(zhǔn)、檢測與維修方法的介紹，提高柴油機(jī)曲軸的維修質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī);曲軸;檢測;維修方法

曲軸是柴油機(jī)的重要部件之一。柴油燃燒所發(fā)出的功率都由曲軸輸出，將動力傳遞給拖拉機(jī)的行走機(jī)構(gòu)，或通過皮帶輪或動力輸出軸傳遞給作業(yè)機(jī)具。曲軸在回轉(zhuǎn)運(yùn)動中承受著很大的氣體壓力、慣性力的沖擊和離心力的作用，除了自然磨損外，還會出現(xiàn)其他一些損傷，如軸頸磨損，曲軸彎曲、扭曲、裂紋和折斷等，影響柴油機(jī)正常工作，甚至發(fā)生重大機(jī)械事故。在此我們對柴油機(jī)曲軸檢測與維修方法進(jìn)行探討。

1曲軸的常見損傷原因

曲軸的主要損傷是：軸頸磨損、曲軸裂紋和斷裂。（1）曲軸裂紋產(chǎn)生的主要原因是應(yīng)力集中造成的疲勞破壞。裂紋從油孔處產(chǎn)生，沿與軸線成45°～55°方向發(fā)展，造成主軸頸與連桿軸頸斷裂;裂紋由圓角處產(chǎn)生，向曲柄臂發(fā)展造成曲柄臂斷裂，常發(fā)生在曲軸全長2/3的部位上。（2）曲軸發(fā)生彎曲和扭曲變形，主要原因是曲軸在工作中受到周期性的氣體壓力、往復(fù)運(yùn)動慣性力、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動離心力和機(jī)械制動力作用而變形。還有人為因素如操作不當(dāng)或機(jī)械事故導(dǎo)致曲軸發(fā)生變形。（3）軸頸磨損產(chǎn)生的主要原因是潤滑不力導(dǎo)致的，如潤滑油中存在著硬質(zhì)磨料、軸頸與軸承的間隙過小、超速運(yùn)轉(zhuǎn)、軸頸或軸承表面粗糙度低等原因。

2曲軸的檢測方法

2.1曲軸損壞的標(biāo)準(zhǔn)

用磁力探傷器對曲軸進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)曲軸表面有下列情況就不能再繼續(xù)使用：（1）在曲軸的圓角處有損傷。（2） 曲軸頸表面油孔處或進(jìn)入油孔的倒角處有裂紋或損傷。（3）曲軸上出現(xiàn)長達(dá)6 mm以上的裂紋。（4）在一個軸頸上有多于4處以上的裂紋。

用磁力探傷器對曲軸進(jìn)行檢測，在曲軸表層下部，若有下列情況曲軸就不能使用：（1）在曲軸圓角處或在圓周方向有裂紋與損壞。 （2）在曲軸圓周方向有長達(dá)25 mm以上的裂紋。（3）在曲軸軸線方向有長達(dá)9.5 mm的裂紋。（4）有離油孔倒角距離接近于1.5 mm的裂紋。

注意：經(jīng)磁力探傷的曲軸，必須完全地退磁和徹底地清洗，才能使用。

2.2曲軸磨損部位的檢測

（1）用千分尺測量曲軸的前端和后端應(yīng)符合具體要求。（2）用千分尺測量主軸頸、連桿軸頸和止推法蘭的厚度，如康明斯NT885型的柴油機(jī)曲軸主軸頸磨損的極限尺寸為114.237? mm，連桿軸頸磨損的極限尺寸為79.998? mm。（3）測量曲軸主軸軸頸和連桿軸頸的不圓度和不柱度。如果不圓度大于0.05 mm或不柱度大于0.013 mm時，則需要磨削曲軸軸頸。

2.3曲軸彎曲度的測量

（1）曲軸彎曲度是指：當(dāng)曲軸用其兩端軸頸支撐時，在中間主軸頸所測得的千分表總讀數(shù)的l/2就是彎曲度或全長的不同心度。（2）軸頸的跳動量是指：當(dāng)主軸頸沿著一個共同的軸線轉(zhuǎn)動時，一個主軸頸的千分表總讀數(shù)和另一相鄰的軸頸的千分表總讀數(shù)之間的差值，即為相鄰軸頸的跳動量。（3）彎曲度的測量：將曲軸的兩端軸頸支撐在V形鐵上，用一千分表，將千分表的量桿放在軸頸中心線處，并使觸頭觸到被測軸頸，轉(zhuǎn)動曲軸，測量每個軸頸，并作記錄，把所測中間主軸頸的千分表讀數(shù)除以2，即為彎曲度。

3曲軸的維修

3.1曲軸的校直

當(dāng)曲軸彎曲度小于0.20? mm時，可通過修磨軸頸將軸修直。如彎曲度超過0.20 mm時，必須先校直而后磨軸，否則磨削量將太大而影響曲軸的使用壽命。下面介紹用冷壓方法對曲軸進(jìn)行校直。

校直曲軸可用20 t的油壓機(jī)，將曲軸置于壓床上，兩端主軸頸用襯有銅墊的V形支架支撐，在曲軸彎曲的反方向?qū)χ鬏S頸加壓。壓校時彎曲度的大小，與曲軸材科和彎曲變形的大小有關(guān)。因此，必須根據(jù)曲軸的實(shí)際情況確定壓較量，例如鑄造中碳鋼曲軸彎曲變形度在0.10 mm，壓校彎曲度約為3～4 mm（即為原彎曲度的30～40倍），在1～2 min內(nèi)即可基本校直;而對相同彎曲度的球墨鑄鐵曲軸，壓校時，大約為原彎曲度的10～15倍即可基本校直。但必須指出，當(dāng)曲軸彎曲變形較大時，校直必須分多次進(jìn)行，以防壓校的彎曲變形過大而使曲軸折斷。尤其是球墨鑄鐵曲軸更易折斷，一般情況下曲軸彎曲度的檢查和校直工作，不可能是一次成功，必須反復(fù)進(jìn)行，直至校正到符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為止。冷壓校直后的曲軸可能因彈性后效作用而重新彎曲。為了防止這種彈性后效作用，可以采取自然時效和人工時效處理。自然時效即將冷壓后的曲軸擱置5～10天，再重新檢查校正。自然時效方法簡單，但修理周期將要因此而延長，是不經(jīng)濟(jì)的。人工時效處理即冷壓后將曲軸加熱300 ℃左右，保溫0.5～1 h，便可消除冷壓產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。這是一種有效的方法。

冷壓校直曲軸的方法，還存在以下缺點(diǎn)：由于曲軸的軸頸分別在不同平面上，而且沿長度方向曲軸的剛度不同，因此最大的壓校變形，不一定發(fā)生在新加壓力的作用方向上，而往往發(fā)生在危險斷面的軸頸圓角處，造成應(yīng)力集中而降低曲軸的疲勞強(qiáng)度。

3.2其它損傷的處理

（1）對于曲軸中油道的修理方法是：拆下所有孔塞;用一根釬子和擦布及清洗溶液清洗所有曲軸中的油道;用清潔的機(jī)油潤滑油孔，裝回孔塞。

（2）對于軸頸磨損，可用磨削方法修理。磨曲軸時，在曲軸前端的曲柄臂上打記號以標(biāo)明需配裝的主軸瓦或連桿軸瓦的準(zhǔn)確尺寸，在后端的曲柄臂上打上需裝加厚止推環(huán)的尺寸和位置。