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發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸變形的檢驗(yàn)與修復(fù)

廣州新業(yè)軟件有限公司 2017/10/16

曲軸作為發(fā)動(dòng)機(jī)核心零件之一，發(fā)動(dòng)機(jī)的全部功率都通過它輸出。此外，它通過裝在其自由端的齒輪傳動(dòng)，達(dá)到配氣定時(shí)、供油定時(shí)及驅(qū)動(dòng)其它輔助裝置，所以說曲軸如果出現(xiàn)了故障，不能按要求完成工作，發(fā)動(dòng)機(jī)也將無法正常工作。曲軸變形是曲軸常見損傷之一。曲軸變形是指曲軸彎曲和扭轉(zhuǎn)。曲軸彎曲變形反映較明顯的部位是中間主軸頸處。曲軸彎曲變形后若繼續(xù)使用，將加速曲軸連桿機(jī)構(gòu)的磨損，甚至使曲軸產(chǎn)生裂紋和斷裂。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)修理中，必須對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。
    一、故障原因
    （1）柴油機(jī)工作不平穩(wěn)，各軸頸受力不均衡。
    （2）柴油機(jī)突然超負(fù)荷工作，使曲軸過分受振。
    （3）柴油機(jī)經(jīng)常發(fā)生“突爆”燃燒，使曲軸經(jīng)常受沖擊載荷。
    （4）修理裝配質(zhì)量較低，曲軸軸承和連桿軸承間隙過大，工作時(shí)受到?jīng)_擊。
    （5）曲軸軸承松緊不一，中心線不在一條直線上。
    （6）汽油機(jī)點(diǎn)火時(shí)間過早或火花塞經(jīng)常有一二只不跳火。
    （7）活塞連桿組或平衡鐵及飛輪不平衡產(chǎn)生附加慣性力和慣性力矩，引起機(jī)組振動(dòng)大。
    （8）曲軸端隙過大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)前后移動(dòng)。
    （9）曲軸的扭曲變形，多數(shù)原因是個(gè)別活塞卡缸造成的，如個(gè)別缸塞間隙過小，或活塞受熱后膨脹過大，使活塞運(yùn)動(dòng)阻力過大，甚至卡缸，將導(dǎo)致曲軸的扭曲。在拖拉機(jī)掛車時(shí)，起步過猛和緊急制動(dòng)未踏下離合器等原因，都會(huì)引起曲軸的扭曲變形。
    預(yù)防曲軸變形就要從曲軸產(chǎn)生變形的原因入手，主要應(yīng)從提高使用操作水平，避免過大的沖擊載荷，及時(shí)保養(yǎng)維修，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終在良好工況下工作，從提高修理和裝配質(zhì)量等方面著手。
    二、檢驗(yàn)
    曲軸彎曲的檢驗(yàn)，可在曲軸磨床上或在平臺(tái)上用“V”型鐵將曲軸架起，用百分表測量檢查。
    檢查彎曲時(shí)，將百分表觸針放在中間一道主軸頸上，并使指針對(duì)正表盤零線。然后將曲軸慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則百分表上指針擺動(dòng)的一半即為曲軸的不直度。曲軸的不直度不應(yīng)大于0. 05 mm。若大于此值時(shí)，但仍在0. 1 mm之內(nèi)，則不直度可以結(jié)合軸頸光磨加以消除。當(dāng)不直度大于0. 1 mm時(shí)，必須進(jìn)行冷壓矯直。
    檢查曲軸的扭曲時(shí)，同樣需要把曲軸置于“V”型鐵上或安裝在機(jī)床頂尖上。使同位連桿兩軸頸（如6個(gè)氣缸曲軸的I、VI缸連桿軸頸;4個(gè)氣缸曲軸的I、VI缸連桿軸頸）位于上止點(diǎn)，再用高度百分尺測量同一水平面內(nèi)兩連桿軸頸的高度，其高度之差即為曲軸的扭曲量。差值越大，說明扭轉(zhuǎn)角越大。如扭轉(zhuǎn)角大于30°，要進(jìn)行校正。當(dāng)曲軸扭曲輕微時(shí)，可以通過軸頸表面光磨予以消除。如扭曲量大，則必須另行校正。
    三、校正方法
    大修人廠修理的曲軸均存在不同程度的彎曲變形。一般來說，曲軸變形都是小范圍的塑性變形。即使如此，也必須進(jìn)行曲軸的矯直處理。曲軸的矯直應(yīng)滿足以下要求：第一，曲軸的同軸度和允許跳動(dòng)量達(dá)到規(guī)定要求；第二，矯直后曲軸的技術(shù)性能不下降；第三，曲軸的彎曲率不宜超過1. 5mm/m。矯正彎曲率大于1. 5mm/m的曲軸具有較大風(fēng)險(xiǎn)。
    1．冷壓校正
    將曲軸用V型鐵架住主軸頤，從彎曲相反方向加壓，在壓頭與主軸頸之間墊一銅塊。由于曲軸富有彈性，壓彎量應(yīng)為曲軸彎曲量的10～15倍，并保持2 min，再撤除壓力。如果彎曲量較大（超過1 mm），則應(yīng)分?jǐn)?shù)次校正，以免一次加壓過大而引起反向變形。
    冷壓校正的效果不夠穩(wěn)定，曲軸工作時(shí)易恢復(fù)原來的變形。同時(shí)校正后會(huì)在軸頸表層產(chǎn)生塑性變形和殘余內(nèi)應(yīng)力，造成應(yīng)力集中。
    2．敲擊校正
    對(duì)彎曲度不大的曲軸，可以采用“表面敲擊”法進(jìn)行校正。可根據(jù)曲軸彎曲的方向和程度，用球形手錘或氣錘沿曲軸臂部的左右側(cè)進(jìn)行敲擊，使曲軸臂部變形，從而使曲軸軸線發(fā)生位移，達(dá)到校正曲軸的目的。
    3．就機(jī)校正
    把氣缸體倒放在工作平臺(tái)上，在前后兩軸承座上仍裝上舊軸承（瓦），中間軸承則拿掉。在軸承上加注少許潤滑油，然后將曲軸放上，在缸體邊沿裝置百分表。用手輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，在中間軸頸測出彎曲的最大位置，用粉筆做上記號(hào)，再將軸承蓋襯墊軟鋁或其他軟質(zhì)物品墊實(shí)，卡住軸頸，慢慢扭緊曲軸軸承蓋螺栓。等大約1h的時(shí)間，把螺栓松開，用百分表測驗(yàn)是否校正，如．未達(dá)到允許標(biāo)準(zhǔn)，繼續(xù)再校，直至符合要求為止。
    4．熱烘頂壓法
    在彎曲處的曲柄臂之間加一頂壓螺栓，按直線度數(shù)值的大小，向彎曲的相反方向頂壓，具體頂彎多大，應(yīng)由實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而定。然后在頂壓螺栓兩旁曲柄臂上，用噴燈均勻加熱至300℃左右，待曲軸冷卻后，拆除頂壓螺栓，檢查曲軸直線度。如此反復(fù)進(jìn)行，直到將曲軸校直為止。上述加熱其目的是加速變形，穩(wěn)定校直效果，減少殘余變形，從而減少了彈性回復(fù)。
    5．磨削校直法
    對(duì)直線度大于0. 06 mm或小于0. 10 mm的曲軸，通常在曲軸的修磨過程中進(jìn)行校直。
    以上幾種校直曲軸的方法，僅適用于整體式曲軸，而不適用于組合式曲軸。