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 柴油机工作时,曲轴摩擦表面运动速度高,散热条件差,不仅容易造成轴颈磨损,还会出现整体弯曲、扭曲变形,甚至产生裂纹或折断。所以在柴油机解体清洗后,应对曲轴进行仔细检查,并根据损伤部位和损伤程度,采取相应的修理方法。现以康明斯B系列柴油机为例,说明曲轴损伤的检修要点。
  1.轴颈损伤 
  (1)原因和部位

  润滑油中存在着硬质磨料、轴颈与轴承的间隙过小、超速运转、轴颈或轴承表面粗糙度低等原因,均可产生不正常磨损,使轴承与轴颈的配合间隙增大,出现轴承敲击声(瓦响)。如不及时排除,则会引起轴承合金龟裂并脱落、连杆螺栓拉断及缸体打坏等故障。
  轴颈磨损不均匀主要表现为轴颈的圆度、圆柱度降低。连杆轴颈圆度降低的部位一般在轴颈靠近曲轴中心线一侧,而圆柱度降低的部位一般在润滑油道杂质附着的一侧和受力大的部位。主轴颈的磨损与汽缸数、曲轴长度及平衡块(配重)有关,其磨损较为均匀。连杆轴颈虽然比主轴颈更容易磨损,但是主轴颈磨损所造成的后果更为严重,主轴颈磨损轻者会造成“瓦响”、机油压力下降等故障,严重者还会引起“烧瓦抱轴”、主轴承座孔磨损,甚至会造成缸体报废。
  (2)检修方法
  应根据轴颈磨损规律查找磨损部位,可用外径千分尺测量其圆度和圆柱度,以确定曲轴的修理级别和磨削尺寸,具体方法如下。
  先测量润滑油道孔两侧圆度,再转90°测量,测量的最大值与最小值之差值即为轴颈的圆度;在轴颈纵向测量出的最大值与最小值之差,即为轴颈的圆柱度。
  当轴颈圆度大于50 μm 、圆柱度大于13 μm  ,(或者发现轴颈有拉伤、烧蚀等损伤)时,都应进行修理。轴颈磨损量超过极限尺寸需要修理时,应先按磨损量最大的轴颈确定分级修理尺寸(每级相差0.25 mm),再在专用的曲轴磨床上进行磨削,并进行抛光处理。修磨后要求轴颈圆度不得大于5 μm ,圆柱度不得大于5 μm ,表面粗糙度Ra在 0.40~0.80之间,各轴颈的径向跳动不大于0.05?mm,否则为不合格。
  2.曲轴裂纹 
  (1)多发部位

  曲轴的疲劳裂纹多发生于轴颈与曲柄相连的过渡圆角处以及轴颈中间油孔处。前一种裂纹为横向裂纹,由圆角处产生并横向发展,常发生在曲轴全长2/3部位,是曲轴断裂的先兆;后一种裂纹为纵向裂纹,由油孔处产生并沿与轴线成45o~55o角的方向发展,是主轴颈与连杆轴颈断裂的先兆。
  (2)检修方法
  因曲轴裂纹微细,用肉眼不易看出,可用磁力探伤仪进行检查(注意:经磁力探伤的曲轴,必须完全退磁和彻底清洗后,才可使用)。
  在条件不具备的情况下,最简易的检查方法是浸油锤击法。方法如下:先将曲轴浸入煤油中片刻,取出擦净后撒上白粉;然后用手锤分段在曲轴臂上敲击,由于振动裂纹内的煤油将渗出,使白粉呈现黄色线痕,据此即可判定裂纹位置和长度。有横向裂纹的曲轴曲颈,不宜继续使用,但若横向裂纹特别细小,经磨削能消除的则可使用,否则必须予以更换。轴颈有纵向裂纹,也应磨削消除,此时曲轴继续使用的原则是裂纹未过两端圆角处或油孔边缘处。
  3.曲轴弯曲和扭曲 
  (1)发生部位

  曲轴在使用中,轴承间隙过大、柴油机爆燃或突然增加负荷、个别汽缸不工作或轴承松紧度不一致、活塞在汽缸中卡住、主轴承或连杆轴承烧损等,都将使曲轴受力严重不均衡而产生弯曲或扭曲变形。曲轴弯曲或扭曲变形较明显的部位是中间主轴颈处。曲轴弯曲或扭曲变形后若继续使用,将加速曲柄连杆机构的磨损,甚至会使曲轴产生裂纹或断裂。
  (2)检修方法
  检测时,应先将曲轴两端支撑在偏摆仪上或放在平台的“V”形架上,再将百分表固定好,使百分表触头抵在中间主轴颈,并避开油孔处;然后慢慢转动曲轴1周,观察百分表上所指的最大数值与最小数值,两值之差的1/2即为曲轴的直线度。若曲轴有偏磨时,应减去偏磨量。曲轴的直线度在0.05~0.10 mm范围内时,可结合轴颈磨削校正;若直线度超过0.10 mm时,应进行校正;若直线度超过0.20 mm,应报废。
  曲轴弯曲的校正通常在压床上进行。方法是:先将曲轴两端主轴颈用垫有铜垫的“V”型支架支撑,在曲轴弯曲的反方向对中间主轴颈施加压力;再将百分表固定在被压轴颈下面,使百分表触头与主轴颈下表面接触,调整表盘使表针指零,施压后读取表上计数即可得出轴颈弯曲度。
  为消除曲轴弹性变形的影响,应根据曲轴的实际情况确定压校量。一般锻制中碳钢曲轴,压校量为曲轴弯曲度的30~40倍,球墨铸铁曲轴压校量为曲轴弯曲度的10~15倍即可。压校时应进行多次反复,直至符合要求为止。为减小曲轴受压变形时产生的内应力,每次施压时应挪开百分表,用手锤轻击轴颈两侧曲轴臂。
  在无压床的情况下,也可就缸体进行校正。方法是:将缸体倒放,在前、后主轴承座上放置旧轴承;抬上曲轴,转动曲轴用百分表找出中间主轴颈的最高点,并做上记号;在中间主轴颈处装上带有旧轴承的轴承盖,根据弯曲程度均匀扭紧螺栓,即可校正曲轴弯曲。
  曲轴扭转角的检验方法是:将曲轴水平支撑在平台上,使同位连杆两轴颈(如6个汽缸曲轴的Ⅰ、Ⅵ缸连杆轴颈;4个汽缸曲轴的Ⅰ、Ⅵ缸连杆轴颈)位于上止点;再用百分表测量前、后两连杆轴颈在其最高点的高度差(△A)。差值越大,说明扭转角θ越大。如扭转角大于0°30′,可进行表面加热校正或敲击校正。

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