柴油機(jī)工作時(shí),曲軸摩擦表面運(yùn)動(dòng)速度高,散熱條件差,不僅容易造成軸頸磨損,還會(huì)出現(xiàn)整體彎曲、扭曲變形,甚至產(chǎn)生裂紋或折斷。所以在柴油機(jī)解體清洗后,應(yīng)對(duì)曲軸進(jìn)行仔細(xì)檢查,并根據(jù)損傷部位和損傷程度,采取相應(yīng)的修理方法?,F(xiàn)以康明斯B系列柴油機(jī)為例,說明曲軸損傷的檢修要點(diǎn)。
1.軸頸損傷
(1)原因和部位
潤(rùn)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,均可產(chǎn)生不正常磨損,使軸承與軸頸的配合間隙增大,出現(xiàn)軸承敲擊聲(瓦響)。如不及時(shí)排除,則會(huì)引起軸承合金龜裂并脫落、連桿螺栓拉斷及缸體打壞等故障。
軸頸磨損不均勻主要表現(xiàn)為軸頸的圓度、圓柱度降低。連桿軸頸圓度降低的部位一般在軸頸靠近曲軸中心線一側(cè),而圓柱度降低的部位一般在潤(rùn)滑油道雜質(zhì)附著的一側(cè)和受力大的部位。主軸頸的磨損與汽缸數(shù)、曲軸長(zhǎng)度及平衡塊(配重)有關(guān),其磨損較為均勻。連桿軸頸雖然比主軸頸更容易磨損,但是主軸頸磨損所造成的后果更為嚴(yán)重,主軸頸磨損輕者會(huì)造成“瓦響”、機(jī)油壓力下降等故障,嚴(yán)重者還會(huì)引起“燒瓦抱軸”、主軸承座孔磨損,甚至?xí)斐筛左w報(bào)廢。
(2)檢修方法
應(yīng)根據(jù)軸頸磨損規(guī)律查找磨損部位,可用外徑千分尺測(cè)量其圓度和圓柱度,以確定曲軸的修理級(jí)別和磨削尺寸,具體方法如下。
先測(cè)量潤(rùn)滑油道孔兩側(cè)圓度,再轉(zhuǎn)90°測(cè)量,測(cè)量的最大值與最小值之差值即為軸頸的圓度;在軸頸縱向測(cè)量出的最大值與最小值之差,即為軸頸的圓柱度。
當(dāng)軸頸圓度大于50 μm 、圓柱度大于13 μm ,(或者發(fā)現(xiàn)軸頸有拉傷、燒蝕等損傷)時(shí),都應(yīng)進(jìn)行修理。軸頸磨損量超過極限尺寸需要修理時(shí),應(yīng)先按磨損量最大的軸頸確定分級(jí)修理尺寸(每級(jí)相差0.25 mm),再在專用的曲軸磨床上進(jìn)行磨削,并進(jìn)行拋光處理。修磨后要求軸頸圓度不得大于5 μm ,圓柱度不得大于5 μm ,表面粗糙度Ra在 0.40~0.80之間,各軸頸的徑向跳動(dòng)不大于0.05?mm,否則為不合格。
2.曲軸裂紋
(1)多發(fā)部位
曲軸的疲勞裂紋多發(fā)生于軸頸與曲柄相連的過渡圓角處以及軸頸中間油孔處。前一種裂紋為橫向裂紋,由圓角處產(chǎn)生并橫向發(fā)展,常發(fā)生在曲軸全長(zhǎng)2/3部位,是曲軸斷裂的先兆;后一種裂紋為縱向裂紋,由油孔處產(chǎn)生并沿與軸線成45o~55o角的方向發(fā)展,是主軸頸與連桿軸頸斷裂的先兆。
(2)檢修方法
因曲軸裂紋微細(xì),用肉眼不易看出,可用磁力探傷儀進(jìn)行檢查(注意:經(jīng)磁力探傷的曲軸,必須完全退磁和徹底清洗后,才可使用)。
在條件不具備的情況下,最簡(jiǎn)易的檢查方法是浸油錘擊法。方法如下:先將曲軸浸入煤油中片刻,取出擦凈后撒上白粉;然后用手錘分段在曲軸臂上敲擊,由于振動(dòng)裂紋內(nèi)的煤油將滲出,使白粉呈現(xiàn)黃色線痕,據(jù)此即可判定裂紋位置和長(zhǎng)度。有橫向裂紋的曲軸曲頸,不宜繼續(xù)使用,但若橫向裂紋特別細(xì)小,經(jīng)磨削能消除的則可使用,否則必須予以更換。軸頸有縱向裂紋,也應(yīng)磨削消除,此時(shí)曲軸繼續(xù)使用的原則是裂紋未過兩端圓角處或油孔邊緣處。
3.曲軸彎曲和扭曲
(1)發(fā)生部位
曲軸在使用中,軸承間隙過大、柴油機(jī)爆燃或突然增加負(fù)荷、個(gè)別汽缸不工作或軸承松緊度不一致、活塞在汽缸中卡住、主軸承或連桿軸承燒損等,都將使曲軸受力嚴(yán)重不均衡而產(chǎn)生彎曲或扭曲變形。曲軸彎曲或扭曲變形較明顯的部位是中間主軸頸處。曲軸彎曲或扭曲變形后若繼續(xù)使用,將加速曲柄連桿機(jī)構(gòu)的磨損,甚至?xí)骨S產(chǎn)生裂紋或斷裂。
(2)檢修方法
檢測(cè)時(shí),應(yīng)先將曲軸兩端支撐在偏擺儀上或放在平臺(tái)的“V”形架上,再將百分表固定好,使百分表觸頭抵在中間主軸頸,并避開油孔處;然后慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸1周,觀察百分表上所指的最大數(shù)值與最小數(shù)值,兩值之差的1/2即為曲軸的直線度。若曲軸有偏磨時(shí),應(yīng)減去偏磨量。曲軸的直線度在0.05~0.10 mm范圍內(nèi)時(shí),可結(jié)合軸頸磨削校正;若直線度超過0.10 mm時(shí),應(yīng)進(jìn)行校正;若直線度超過0.20 mm,應(yīng)報(bào)廢。
曲軸彎曲的校正通常在壓床上進(jìn)行。方法是:先將曲軸兩端主軸頸用墊有銅墊的“V”型支架支撐,在曲軸彎曲的反方向?qū)χ虚g主軸頸施加壓力;再將百分表固定在被壓軸頸下面,使百分表觸頭與主軸頸下表面接觸,調(diào)整表盤使表針指零,施壓后讀取表上計(jì)數(shù)即可得出軸頸彎曲度。
為消除曲軸彈性變形的影響,應(yīng)根據(jù)曲軸的實(shí)際情況確定壓校量。一般鍛制中碳鋼曲軸,壓校量為曲軸彎曲度的30~40倍,球墨鑄鐵曲軸壓校量為曲軸彎曲度的10~15倍即可。壓校時(shí)應(yīng)進(jìn)行多次反復(fù),直至符合要求為止。為減小曲軸受壓變形時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,每次施壓時(shí)應(yīng)挪開百分表,用手錘輕擊軸頸兩側(cè)曲軸臂。
在無壓床的情況下,也可就缸體進(jìn)行校正。方法是:將缸體倒放,在前、后主軸承座上放置舊軸承;抬上曲軸,轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸用百分表找出中間主軸頸的最高點(diǎn),并做上記號(hào);在中間主軸頸處裝上帶有舊軸承的軸承蓋,根據(jù)彎曲程度均勻扭緊螺栓,即可校正曲軸彎曲。
曲軸扭轉(zhuǎn)角的檢驗(yàn)方法是:將曲軸水平支撐在平臺(tái)上,使同位連桿兩軸頸(如6個(gè)汽缸曲軸的Ⅰ、Ⅵ缸連桿軸頸;4個(gè)汽缸曲軸的Ⅰ、Ⅵ缸連桿軸頸)位于上止點(diǎn);再用百分表測(cè)量前、后兩連桿軸頸在其最高點(diǎn)的高度差(△A)。差值越大,說明扭轉(zhuǎn)角θ越大。如扭轉(zhuǎn)角大于0°30′,可進(jìn)行表面加熱校正或敲擊校正。
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