曲轴作为发动机核心零件之一_发动机的全部功率都通过它输出.此外_它通过装在其自由端的齿轮传动_达到配气定时、供油定时及驱动其它辅助装置_所以说曲轴如果出现了故障_不能按要求完成工作_发动机也将无法正常工作.曲轴变形是曲轴常见损伤之一.曲轴变形是指曲轴弯曲和扭转.曲轴弯曲变形反映较明显的部位是中间主轴颈处.曲轴弯曲变形后若继续使用_将加速曲轴连杆机构的磨损_甚至使曲轴产生裂纹和断裂.因此_在发动机修理中_必须对其进行检验.
一、故障原因
(1)柴油机工作不平稳_各轴颈受力不均衡.
(2)柴油机突然超负荷工作_使曲轴过分受振.
(3)柴油机经常发生“突爆”燃烧_使曲轴经常受冲击载荷.
(4)修理装配质量较低_曲轴轴承和连杆轴承间隙过大_工作时受到冲击.
(5)曲轴轴承松紧不一_中心线不在一条直线上.
(6)汽油机点火时间过早或火花塞经常有一二只不跳火.
(7)活塞连杆组或平衡铁及飞轮不平衡产生附加惯性力和惯性力矩_引起机组振动大.
(8)曲轴端隙过大_运转时前后移动.
(9)曲轴的扭曲变形_多数原因是个别活塞卡缸造成的_如个别缸塞间隙过小_或活塞受热后膨胀过大_使活塞运动阻力过大_甚至卡缸_将导致曲轴的扭曲.在拖拉机挂车时_起步过猛和紧急制动未踏下离合器等原因_都会引起曲轴的扭曲变形.
预防曲轴变形就要从曲轴产生变形的原因入手_主要应从提高使用操作水平_避免过大的冲击载荷_及时保养维修_以保证发动机始终在良好工况下工作_从提高修理和装配质量等方面着手.
二、检验
曲轴弯曲的检验_可在曲轴磨床上或在平台上用“V”型铁将曲轴架起_用百分表测量检查.
检查弯曲时_将百分表触针放在中间一道主轴颈上_并使指针对正表盘零线.然后将曲轴慢慢转动一周_则百分表上指针摆动的一半即为曲轴的不直度.曲轴的不直度不应大于0. 05 mm.若大于此值时_但仍在0. 1 mm之内_则不直度可以结合轴颈光磨加以消除.当不直度大于0. 1 mm时_必须进行冷压矫直.
检查曲轴的扭曲时_同样需要把曲轴置于“V”型铁上或安装在机床顶尖上.使同位连杆两轴颈(如6个气缸曲轴的I、VI缸连杆轴颈;4个气缸曲轴的I、VI缸连杆轴颈)位于上止点_再用高度百分尺测量同一水平面内两连杆轴颈的高度_其高度之差即为曲轴的扭曲量.差值越大_说明扭转角越大.如扭转角大于30°_要进行校正.当曲轴扭曲轻微时_可以通过轴颈表面光磨予以消除.如扭曲量大_则必须另行校正.
三、校正方法
大修人厂修理的曲轴均存在不同程度的弯曲变形.一般来说_曲轴变形都是小范围的塑性变形.即使如此_也必须进行曲轴的矫直处理.曲轴的矫直应满足以下要求:第一_曲轴的同轴度和允许跳动量达到规定要求;第二_矫直后曲轴的技术性能不下降;第三_曲轴的弯曲率不宜超过1. 5mm/m.矫正弯曲率大于1. 5mm/m的曲轴具有较大风险.
1.冷压校正
将曲轴用V型铁架住主轴颐_从弯曲相反方向加压_在压头与主轴颈之间垫一铜块.由于曲轴富有弹性_压弯量应为曲轴弯曲量的10~15倍_并保持2 min_再撤除压力.如果弯曲量较大(超过1 mm)_则应分数次校正_以免一次加压过大而引起反向变形.
冷压校正的效果不够稳定_曲轴工作时易恢复原来的变形.同时校正后会在轴颈表层产生塑性变形和残余内应力_造成应力集中.
2.敲击校正
对弯曲度不大的曲轴_可以采用“表面敲击”法进行校正.可根据曲轴弯曲的方向和程度_用球形手锤或气锤沿曲轴臂部的左右侧进行敲击_使曲轴臂部变形_从而使曲轴轴线发生位移_达到校正曲轴的目的.
3.就机校正
把气缸体倒放在工作平台上_在前后两轴承座上仍装上旧轴承(瓦)_中间轴承则拿掉.在轴承上加注少许润滑油_然后将曲轴放上_在缸体边沿装置百分表.用手轻轻转动曲轴_在中间轴颈测出弯曲的最大位置_用粉笔做上记号_再将轴承盖衬垫软铝或其他软质物品垫实_卡住轴颈_慢慢扭紧曲轴轴承盖螺栓.等大约1h的时间_把螺栓松开_用百分表测验是否校正_如.未达到允许标准_继续再校_直至符合要求为止.
4.热烘顶压法
在弯曲处的曲柄臂之间加一顶压螺栓_按直线度数值的大小_向弯曲的相反方向顶压_具体顶弯多大_应由实际经验而定.然后在顶压螺栓两旁曲柄臂上_用喷灯均匀加热至300℃左右_待曲轴冷却后_拆除顶压螺栓_检查曲轴直线度.如此反复进行_直到将曲轴校直为止.上述加热其目的是加速变形_稳定校直效果_减少残余变形_从而减少了弹性回复.
5.磨削校直法
对直线度大于0. 06 mm或小于0. 10 mm的曲轴_通常在曲轴的修磨过程中进行校直.
以上几种校直曲轴的方法_仅适用于整体式曲轴_而不适用于组合式曲轴.
发动机曲轴变形的检验与修复
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