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發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的檢測(cè)與修理

發(fā)布時(shí)間：2023-06-02

曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中重要的旋轉(zhuǎn)件，主要功能是把各個(gè)活塞組件傳來(lái)的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，通過(guò)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輛行駛；與此同時(shí)，還要驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他輔助設(shè)備和電氣裝置。由于氣缸內(nèi)的壓力作用是連續(xù)的，曲軸所受扭轉(zhuǎn)則是波動(dòng)的，因此旋轉(zhuǎn)中伴隨有較為激烈的振動(dòng)。因此曲軸在工作中除了正常磨損外，還會(huì)出現(xiàn)其他一些損傷，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。

1.曲軸常見(jiàn)損傷形式

（1）曲軸磨損。軸頸表面的磨損是不均勻的，磨損部位有一定的規(guī)律性。主軸頸與連桿軸頸的Z大磨損部位相互對(duì)應(yīng)，即各主軸頸的Z大磨損靠近連桿軸頸一側(cè)，而連桿軸頸的Z大磨損也靠近主軸頸一側(cè)。另外，軸頸還有沿軸向的錐形磨損。軸頸的橢圓形磨損是由于作用于軸頸上的力沿圓周方向分布不均勻引起的。

（2）曲軸裂紋。曲軸裂紋多發(fā)生在應(yīng)力集中部位，如主軸頸或連桿軸頸與曲柄臂相連接的過(guò)渡圓角處，以及軸頸中間的油孔處。另外，軸頸表面高頻淬火時(shí)，圓角部分不易淬硬，而使圓角處疲勞強(qiáng)度降低。因此，軸頸至曲柄臂的過(guò)渡圓角和軸頸油孔處是曲軸Z容易產(chǎn)生疲勞損壞的部位，曲軸裂紋多產(chǎn)生在此處。

（3）曲軸彎曲和扭曲。曲軸在使用中，由于主軸承間隙過(guò)大，或突然加大油門以及發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震而受到?jīng)_擊與劇烈震動(dòng)，都會(huì)發(fā)生曲軸彎曲和扭曲變形。曲軸變形后若不及時(shí)修理，將加速曲軸連桿機(jī)構(gòu)的磨損。因此，在大修發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，必須對(duì)曲軸進(jìn)行檢查和校正。

2. 曲軸的檢驗(yàn)

（1）曲軸彎曲變形的檢驗(yàn)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸有球墨鑄鐵曲軸和鍛鋼曲軸兩種，均為實(shí)心曲軸。由于其總長(zhǎng)度較大，雖然剛性較好，但是也能發(fā)生彎曲變形。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)大修時(shí)，應(yīng)檢查曲軸的彎曲變形，以確認(rèn)彎曲變形的程度并決定是否需要校直。檢驗(yàn)時(shí)，將曲軸支撐在曲軸彎曲檢驗(yàn)機(jī)上，即把曲軸兩端主軸頸支撐在鉗工大平臺(tái)的V型校驗(yàn)塊上，用千分表檢驗(yàn)中間主軸頸的Z大跳動(dòng)量。一般Z大跳動(dòng)量不應(yīng)超過(guò)0.06mm。如果超標(biāo)，還應(yīng)檢查第二道和第六道主軸頸的Z大跳動(dòng)量，并且核對(duì)Z大跳動(dòng)量的方向是否相同，以判斷曲軸是否發(fā)生彎曲變形�；蛘甙阎�撐位置移到第二道和第六道主軸頸，而后在檢驗(yàn)中間主軸頸和兩端主軸頸的跳動(dòng)量，以確認(rèn)曲軸的彎曲變形。

（2）曲軸裂紋的檢驗(yàn)。曲軸裂紋一般出現(xiàn)在應(yīng)力集中處，如主軸頸或連桿軸頸與曲柄臂相連的過(guò)渡圓角處，表現(xiàn)為橫向裂紋。也有在軸頸中的油孔附近出現(xiàn)軸向延伸的裂紋。常用檢查方法有：磁力探傷儀檢查、超聲波探傷或浸油敲擊法等。無(wú)專用設(shè)備時(shí)，可用錘擊或目測(cè)法檢查，也可借助放大鏡仔細(xì)觀察判斷。

（3）曲軸扭曲的檢驗(yàn)。將曲軸置于頂尖平臺(tái)上，并保持曲軸中心線與平臺(tái)平行，將曲柄置于水平位置，用百分表測(cè)量同一水平面內(nèi)、第四兩連桿軸頸差值，即是曲軸的扭曲度。

（4）曲軸磨損的檢驗(yàn)。對(duì)曲軸短軸頸的磨損以檢驗(yàn)圓柱度誤差為主，對(duì)長(zhǎng)軸頸則必須檢驗(yàn)同軸度和圓柱度誤差。利用外徑千分尺，在軸頸磨損嚴(yán)重的同一橫向斷面上多點(diǎn)測(cè)量，Z大直徑與Z小直徑之差為同軸度誤差。在軸頸軸向上進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，Z大直徑與Z小直徑之差即為圓柱度誤差。

3.曲軸的修理

（1）曲軸裂紋的修復(fù)。如果裂紋深度不大，經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核，不影響曲軸的使用，則將裂紋輕輕鑿去即可。為安全起見(jiàn)，經(jīng)過(guò)這樣處理后，柴油機(jī)Z好降負(fù)荷使用。如果裂紋較深、較長(zhǎng)，可用焊補(bǔ)法修理。焊補(bǔ)后的曲軸除了對(duì)焊補(bǔ)處進(jìn)行必要的加工外，還必須對(duì)曲軸進(jìn)行全面檢查。

（2）曲軸軸頸磨損的修復(fù)。除了曲軸軸頸局部輕微磨損可采用手工銼修和光磨修理外，一般應(yīng)采用專用機(jī)械設(shè)備與工具進(jìn)行磨削修理。對(duì)小型曲軸可分解后用曲軸磨床進(jìn)行光磨。修理時(shí)必須注意基準(zhǔn)的選擇。目前，多數(shù)是選用曲軸飛輪接盤外圓和安裝齒輪處的軸頸或軸頸與曲柄間的過(guò)渡圓角等部位，以保證各軸間的位置精度。軸頸的磨削是按修理尺寸進(jìn)行的，每級(jí)尺寸差為0.125～0.250mm，軸頸直徑Z大減小量一般不得超過(guò)原軸頸公稱直徑的3%。對(duì)中小型曲軸軸頸磨損可采用電鍍、熱噴涂或堆焊等修理工藝進(jìn)行修理，恢復(fù)尺寸，但采用這些方法修理時(shí)，必須注意消除內(nèi)應(yīng)力。

（3）曲軸彎曲的修復(fù)。曲軸的不直度在0.03 mm以內(nèi)，可不必矯正；當(dāng)不直度在0.15 mm以內(nèi)時(shí)，如需磨軸，可通過(guò)磨軸矯正，不磨削時(shí)，則必須矯正。不直度在0.15 mm以上，不管磨不磨軸，都必須矯正。曲軸彎曲的冷壓矯正一般在壓床上進(jìn)行，兩端主軸頸支撐在V型塊上，為防止壓傷軸頸表面，在軸頸與V型塊間應(yīng)加銅墊。矯正時(shí)，沿著曲軸彎曲的反方向，對(duì)中間主軸頸施加壓力，其加壓程度與曲軸彎曲的大小及材料有關(guān)。如果不直度過(guò)大，必須謹(jǐn)慎進(jìn)行，以防施壓過(guò)度使曲軸折斷。矯正時(shí)可取較小彎曲量多次進(jìn)行。經(jīng)多次冷壓矯正的曲軸會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，可在曲柄處用手錘敲擊消除內(nèi)應(yīng)力。

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