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發動機曲軸變形的檢驗與修復

廣州新業軟件有限公司       2017/10/16

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。曲軸彎曲變形后若繼續使用，將加速曲軸連桿機構的磨損，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，使曲軸經常受沖擊載荷。
    （4）修理裝配質量較低，曲軸軸承和連桿軸承間隙過大，工作時受到沖擊。
    （5）曲軸軸承松緊不一，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只不跳火。
    （7）活塞連桿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，運轉時前后移動。
    （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，或活塞受熱后膨脹過大，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，起步過猛和緊急制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，避免過大的沖擊載荷，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面著手。
    二、檢驗
    曲軸彎曲的檢驗，可在曲軸磨床上或在平臺上用“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，并使指針對正表盤零線。然后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于0. 05 mm。若大于此值時，但仍在0. 1 mm之內，則不直度可以結合軸頸光磨加以消除。當不直度大于0. 1 mm時，必須進行冷壓矯直。
    檢查曲軸的扭曲時，同樣需要把曲軸置于“V”型鐵上或安裝在機床頂尖上。使同位連桿兩軸頸（如6個氣缸曲軸的I、VI缸連桿軸頸;4個氣缸曲軸的I、VI缸連桿軸頸）位于上止點，再用高度百分尺測量同一水平面內兩連桿軸頸的高度，其高度之差即為曲軸的扭曲量。差值越大，說明扭轉角越大。如扭轉角大于30°，要進行校正。當曲軸扭曲輕微時，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，矯直后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。矯正彎曲率大于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。由于曲軸富有彈性，壓彎量應為曲軸彎曲量的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，曲軸工作時易恢復原來的變形。同時校正后會在軸頸表層產生塑性變形和殘余內應力，造成應力集中。
    2．敲擊校正
    對彎曲度不大的曲軸，可以采用“表面敲擊”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臺上，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，把螺栓松開，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，減少殘余變形，從而減少了彈性回復。
    5．磨削校直法
    對直線度大于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。