發動機曲軸變形的檢驗與修複

www.gaynei.com  發布時間:【2016-03-16】  點擊次數:【8500
曲軸作為發動機核心零件之一,發動機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,達到配氣定時、供油定時及驅動其它輔助裝置,所以說曲軸如果出現了故障,不能按要求完成工作,發動機也將無法正常工作。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。曲軸彎曲變形反映較明顯的部位是中間主軸頸處。曲軸彎曲變形後若繼續使用,將加速曲軸連杆機構的磨損,甚至使曲軸產生裂紋和斷裂。因此,在發動機修理中,必須對其進行檢驗。
    一、故障原因
    (1)柴油機工作不平穩,各軸頸受力不均衡。
    (2)柴油機突然超負荷工作,使曲軸過分受振。
    (3)柴油機經常發生“突爆”燃燒,使曲軸經常受衝擊載荷。
    (4)修理裝配質量較低,曲軸軸承和連杆軸承間隙過大,工作時受到衝擊。
    (5)曲軸軸承鬆緊不一,中心線不在一條直線上。
    (6)汽油機點火時間過早或火花塞經常有一二隻不跳火。
    (7)活塞連杆組或平衡鐵及飛輪不平衡產生附加慣性力和慣性力矩,引起機組振動大。
    (8)曲軸端隙過大,運轉時前後移動。
    (9)曲軸的扭曲變形,多數原因是個別活塞卡缸造成的,如個別缸塞間隙過小,或活塞受熱後膨脹過大,使活塞運動阻力過大,甚至卡缸,將導致曲軸的扭曲。在拖拉機掛車時,起步過猛和緊急製動未踏下離合器等原因,都會引起曲軸的扭曲變形。
    預防曲軸變形就要從曲軸產生變形的原因入手,主要應從提高使用操作水平,避免過大的衝擊載荷,及時保養維修,以保證發動機始終在良好工況下工作,從提高修理和裝配質量等方麵著手。
    二、檢驗
    曲軸彎曲的檢驗,可在曲軸磨床上或在平台上用“V”型鐵將曲軸架起,用百分表測量檢查。
    檢查彎曲時,將百分表觸針放在中間一道主軸頸上,並使指針對正表盤零線。然後將曲軸慢慢轉動一周,則百分表上指針擺動的一半即為曲軸的不直度。曲軸的不直度不應大於0. 05 mm。若大於此值時,但仍在0. 1 mm之內,則不直度可以結合軸頸光磨加以消除。當不直度大於0. 1 mm時,必須進行冷壓矯直。
    檢查曲軸的扭曲時,同樣需要把曲軸置於“V”型鐵上或安裝在機床頂尖上。使同位連杆兩軸頸(如6個氣缸曲軸的I、VI缸連杆軸頸;4個氣缸曲軸的I、VI缸連杆軸頸)位於上止點,再用高度百分尺測量同一水平麵內兩連杆軸頸的高度,其高度之差即為曲軸的扭曲量。差值越大,說明扭轉角越大。如扭轉角大於30°,要進行校正。當曲軸扭曲輕微時,可以通過軸頸表麵光磨予以消除。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,曲軸變形都是小範圍的塑性變形。即使如此,也必須進行曲軸的矯直處理。曲軸的矯直應滿足以下要求:第一,曲軸的同軸度和允許跳動量達到規定要求;第二,矯直後曲軸的技術性能不下降;第三,曲軸的彎曲率不宜超過1. 5mm/m。矯正彎曲率大於1. 5mm/m的曲軸具有較大風險。
    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。由於曲軸富有彈性,壓彎量應為曲軸彎曲量的10~15倍,並保持2 min,再撤除壓力。如果彎曲量較大(超過1 mm),則應分數次校正,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定,曲軸工作時易恢複原來的變形。同時校正後會在軸頸表層產生塑性變形和殘餘內應力,造成應力集中。
    2.敲擊校正
    對彎曲度不大的曲軸,可以采用“表麵敲擊”法進行校正。可根據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進行敲擊,使曲軸臂部變形,從而使曲軸軸線發生位移,達到校正曲軸的目的。
    3.就機校正
    把氣缸體倒放在工作平台上,在前後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,然後將曲軸放上,在缸體邊沿裝置百分表。用手輕輕轉動曲軸,在中間軸頸測出彎曲的最大位置,用粉筆做上記號,再將軸承蓋襯墊軟鋁或其他軟質物品墊實,卡住軸頸,慢慢扭緊曲軸軸承蓋螺栓。等大約1h的時間,把螺栓鬆開,用百分表測驗是否校正,如.未達到允許標準,繼續再校,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,按直線度數值的大小,向彎曲的相反方向頂壓,具體頂彎多大,應由實際經驗而定。然後在頂壓螺栓兩旁曲柄臂上,用噴燈均勻加熱至300℃左右,待曲軸冷卻後,拆除頂壓螺栓,檢查曲軸直線度。如此反複進行,直到將曲軸校直為止。上述加熱其目的是加速變形,穩定校直效果,減少殘餘變形,從而減少了彈性回複。
    5.磨削校直法
    對直線度大於0. 06 mm或小於0. 10 mm的曲軸,通常在曲軸的修磨過程中進行校直。
    以上幾種校直曲軸的方法,僅適用於整體式曲軸,而不適用於組合式曲軸。
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