曲軸的磨損規(guī)律、損傷檢測(cè)和彎曲校正方法
發(fā)布時(shí)間：2023-11-04 點(diǎn)擊：244
技術(shù)維修與康明斯知識(shí)
柴油發(fā)電機(jī)曲軸的磨損規(guī)律、損傷檢測(cè)和彎曲校正方法
曲軸在使用中承受著很大的氣體的爆發(fā)壓力、慣性力的沖擊和離心力的作用，除了有磨損特點(diǎn)之外，還會(huì)出現(xiàn)不正常損傷、軸頸表面產(chǎn)生劃痕拉傷、燒傷、裂紋，以及曲軸發(fā)生變形、斷裂等故障或事故。本文對(duì)這些曲軸損傷規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)，并提出了曲軸損傷后的檢測(cè)方法和校正，以及頸的磨損、圓度及圓柱度超差的修理和磨削方法。
圖1-新曲軸實(shí)圖
一、曲軸損傷的規(guī)律
1、曲軸的磨損規(guī)律
（1）主軸頸和連桿軸頸徑向磨損呈橢圓形，且最大磨損部位相互對(duì)應(yīng)，即各主軸頸的最大磨損靠近連桿軸頸一側(cè)；而連桿軸頸的最大磨損也是靠近主軸頸一側(cè)。
（2）實(shí)踐表明，連桿軸頸的磨損比主軸頸的磨損嚴(yán)重。這是由于連桿軸頸負(fù)荷較大，潤(rùn)滑條件又差的緣故。
（3）連桿軸頸的內(nèi)側(cè)磨損最大，造成橢圓形。
2、軸的裂紋和折斷的規(guī)律
柴油發(fā)電機(jī)曲軸的裂紋多數(shù)發(fā)生在曲柄臂與軸頸之間的過(guò)渡圓角處，以及油孔處。前者多為橫向裂紋，嚴(yán)重時(shí)將造成柴油發(fā)電機(jī)曲軸斷裂，應(yīng)重點(diǎn)檢查。后者多為軸向裂紋，沿斜置油孔的銳邊向軸向發(fā)展。其主要原因：
（1）柴油發(fā)電機(jī)曲軸橫向、軸向裂紋主要是應(yīng)力集中引起的。
（2）軸頸上油孔處的裂紋，主要是因?yàn)橛偷佬敝茫褂涂滋幍膽?yīng)力呈不對(duì)稱(chēng)分布所致。
二、曲軸損傷的檢查
柴油發(fā)電機(jī)曲軸的檢測(cè)主要包括裂紋檢測(cè)、變形和磨損的檢測(cè)。
1、磨損使用外徑千分尺。
2、裂紋的檢驗(yàn)
應(yīng)該用磁力探傷法或浸油敲擊法進(jìn)行裂紋的檢驗(yàn)。
（1）滲油敲擊法∶將清洗干凈的柴油發(fā)電機(jī)曲軸放在煤油中浸泡，再把柴油發(fā)電機(jī)曲軸取出擦凈，表面撒上白粉，然后用手錘沿軸向敲擊柴油發(fā)電機(jī)曲軸非工作面，白粉中如有明顯裂紋狀油跡出現(xiàn)，則該處有裂紋。
（2）磁力探傷法∶借助探傷儀將零件磁化，在零件可能產(chǎn)生裂紋處撒些磁粉，當(dāng)磁力線通過(guò)裂紋邊緣處時(shí)，磁粉將會(huì)吸附在裂紋處，從而顯現(xiàn)處裂紋的部位和大小。
3、彎曲檢查
檢驗(yàn)彎曲應(yīng)以?xún)啥酥鬏S頸的公共軸線為基準(zhǔn)，檢查中間主軸頸的徑向圓跳動(dòng)誤差。將第一缸和最后一缸連桿軸頸轉(zhuǎn)到水平位置，用高度尺分別測(cè)量第一缸連桿軸頸和最后一缸連桿軸頸至平板的距離。
三、曲軸的校正
通常采用冷壓校正法（如圖2所示）和表面敲擊法（如圖3所示）進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)曲軸彎曲的校正。柴油發(fā)電機(jī)曲軸彎曲變形較大時(shí)，應(yīng)分幾次校正至合格，以防一次壓彎量過(guò)大而造成柴油發(fā)電機(jī)曲軸折斷。
（1）表面敲擊法
對(duì)于彎曲量不大于0.30-0.50mm的柴油發(fā)電機(jī)曲軸適用此法。可用球形手錘和風(fēng)動(dòng)錘進(jìn)行。
圖2-曲軸表面敲擊法示圖
（2）冷卻壓校正法
① 用放在壓床臺(tái)面上的兩個(gè)v形架支承起柴油發(fā)電機(jī)曲軸兩端的主軸頸（與軸頸接觸處墊以銅皮）;
② 轉(zhuǎn)動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)曲軸，使彎曲凸面朝上，并將壓頭對(duì)準(zhǔn)中間主軸頸，在v形壓具與主軸頸接觸處墊支銅皮;
③ 使百分表的觸頭垂直地抵在兩道被壓主軸頸的正下方，轉(zhuǎn)動(dòng)表盤(pán)使表針指向"0"刻度;
④ 用壓床的壓頭向下緩慢增壓，壓彎量為柴油發(fā)電機(jī)曲軸彎曲量的10~15倍（球墨鑄鐵柴油發(fā)電機(jī)曲軸，此值不大于10倍），并保持壓力1.5～2mi n，然后檢查校正后的彎曲度，直至校正合格;
⑤ 將柴油發(fā)電機(jī)曲軸加熱到573～773k，保溫0.5～1h，進(jìn)行時(shí)效處理，以消除冷壓校正時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止彎曲變形返彈。
圖3-曲軸冷壓校正法示圖
四、軸頸的磨損、圓度及圓柱度超差的修理和磨削
1、軸頸磨損傷痕的修理
如果柴油發(fā)電機(jī)曲軸各道軸頸的圓度和圓柱度都未超過(guò)規(guī)定限度，而僅有輕微的擦傷、起槽、毛糙、疤痕和燒蝕等情況，可用與軸頸寬度相同的細(xì)紗布長(zhǎng)條纏繞在軸頸上，再用麻繩或布條在紗布上繞兩三圈，用手往復(fù)拉動(dòng)繩索的兩端，進(jìn)行光磨。或用特別的磨光夾具進(jìn)行光磨。軸頸的傷痕磨去后，為了降低軸頸表面粗糙度，可將軸頸和磨夾上的磨料清洗干凈，涂上一層潤(rùn)滑油，再進(jìn)行最后的拋光。
2、軸頸圓度及圓柱度超差的修理
柴油發(fā)電機(jī)曲軸軸頸和連桿軸頸的圓度及圓柱度超過(guò)0.025mm或0.040mm時(shí)，即需按次一級(jí)的修理尺寸進(jìn)行磨削修整，或進(jìn)行振動(dòng)推焊，鍍鉻后再磨削至規(guī)定尺寸。柴油發(fā)電機(jī)曲軸的磨削一般是在專(zhuān)用的柴油發(fā)電機(jī)曲軸磨床或用普通車(chē)床改制的設(shè)備上進(jìn)行。在一般小型修配單位，有的用細(xì)銼刀將軸頸仔細(xì)地銼圓，仔細(xì)檢驗(yàn)，反復(fù)進(jìn)行，再用繩索或磨夾按上述方法進(jìn)行光磨。運(yùn)用這種方法修理需要有較熟練的鉗工技術(shù)，才能保證一定的修理質(zhì)量。一般修理人員不可效仿。丨
3、軸頸的車(chē)磨軸頸的修理尺寸
柴油機(jī)有6級(jí)，每縮小0.25mm為一級(jí)（0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50），軸頸的最大縮小量不得超過(guò)2mm，超過(guò)時(shí)，應(yīng)用堆焊、鍍鉻和噴鍍等方法修復(fù)。
（1）確定修理尺寸上機(jī)磨削
修理尺寸是這樣確定的：柴油發(fā)電機(jī)曲軸軸頸修理尺寸一磨損最嚴(yán)重軸頸的最小直徑一加工余量×2，一般尺寸加工余量為0·05mmo所得之值對(duì)照修理尺寸表，看這個(gè)數(shù)值同哪一級(jí)修理尺寸比較近，就選擇哪一級(jí)修理尺寸。修理尺寸選擇好后，就在磨床上進(jìn)行磨削。
（2）注意事項(xiàng)
修理時(shí)要以磨損最厲害的軸頸為標(biāo)準(zhǔn)，把各個(gè)軸頸車(chē)磨成一樣大小。由于主軸頸和連桿軸頸的磨損程度不一樣，所以，它們的修理尺寸不一定是同一級(jí)的，而各道主軸頸或連桿軸頸的修理尺寸，在一般情況下應(yīng)采用同一級(jí)的。柴油發(fā)電機(jī)曲軸的圓根處保留完善，千萬(wàn)不能磨小圓角的弧度，一般圓角的半徑為4~6mm。
（3）車(chē)磨后的要求
其失圓度和錐形度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。一般而言，當(dāng)d<80mm時(shí)，主軸頸和連桿軸頸的失圓度和錐形度允許范圍分別為0.015mm和0.02mm；當(dāng)d>80m，主軸頸和連桿軸頸的失圓度和錐形度允許范圍分別為0.02mm和0.03mm。
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圖1-新曲軸實(shí)圖
一、曲軸損傷的規(guī)律
1、曲軸的磨損規(guī)律
（1）主軸頸和連桿軸頸徑向磨損呈橢圓形，且最大磨損部位相互對(duì)應(yīng)，即各主軸頸的最大磨損靠近連桿軸頸一側(cè)；而連桿軸頸的最大磨損也是靠近主軸頸一側(cè)。
（2）實(shí)踐表明，連桿軸頸的磨損比主軸頸的磨損嚴(yán)重。這是由于連桿軸頸負(fù)荷較大，潤(rùn)滑條件又差的緣故。
（3）連桿軸頸的內(nèi)側(cè)磨損最大，造成橢圓形。
2、軸的裂紋和折斷的規(guī)律
柴油發(fā)電機(jī)曲軸的裂紋多數(shù)發(fā)生在曲柄臂與軸頸之間的過(guò)渡圓角處，以及油孔處。前者多為橫向裂紋，嚴(yán)重時(shí)將造成柴油發(fā)電機(jī)曲軸斷裂，應(yīng)重點(diǎn)檢查。后者多為軸向裂紋，沿斜置油孔的銳邊向軸向發(fā)展。其主要原因：
（1）柴油發(fā)電機(jī)曲軸橫向、軸向裂紋主要是應(yīng)力集中引起的。
（2）軸頸上油孔處的裂紋，主要是因?yàn)橛偷佬敝茫褂涂滋幍膽?yīng)力呈不對(duì)稱(chēng)分布所致。
二、曲軸損傷的檢查
柴油發(fā)電機(jī)曲軸的檢測(cè)主要包括裂紋檢測(cè)、變形和磨損的檢測(cè)。
1、磨損使用外徑千分尺。
2、裂紋的檢驗(yàn)
應(yīng)該用磁力探傷法或浸油敲擊法進(jìn)行裂紋的檢驗(yàn)。
（1）滲油敲擊法∶將清洗干凈的柴油發(fā)電機(jī)曲軸放在煤油中浸泡，再把柴油發(fā)電機(jī)曲軸取出擦凈，表面撒上白粉，然后用手錘沿軸向敲擊柴油發(fā)電機(jī)曲軸非工作面，白粉中如有明顯裂紋狀油跡出現(xiàn)，則該處有裂紋。
（2）磁力探傷法∶借助探傷儀將零件磁化，在零件可能產(chǎn)生裂紋處撒些磁粉，當(dāng)磁力線通過(guò)裂紋邊緣處時(shí)，磁粉將會(huì)吸附在裂紋處，從而顯現(xiàn)處裂紋的部位和大小。
3、彎曲檢查
檢驗(yàn)彎曲應(yīng)以?xún)啥酥鬏S頸的公共軸線為基準(zhǔn)，檢查中間主軸頸的徑向圓跳動(dòng)誤差。將第一缸和最后一缸連桿軸頸轉(zhuǎn)到水平位置，用高度尺分別測(cè)量第一缸連桿軸頸和最后一缸連桿軸頸至平板的距離。
三、曲軸的校正
通常采用冷壓校正法（如圖2所示）和表面敲擊法（如圖3所示）進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)曲軸彎曲的校正。柴油發(fā)電機(jī)曲軸彎曲變形較大時(shí)，應(yīng)分幾次校正至合格，以防一次壓彎量過(guò)大而造成柴油發(fā)電機(jī)曲軸折斷。
（1）表面敲擊法
對(duì)于彎曲量不大于0.30-0.50mm的柴油發(fā)電機(jī)曲軸適用此法。可用球形手錘和風(fēng)動(dòng)錘進(jìn)行。
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① 用放在壓床臺(tái)面上的兩個(gè)v形架支承起柴油發(fā)電機(jī)曲軸兩端的主軸頸（與軸頸接觸處墊以銅皮）;
② 轉(zhuǎn)動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)曲軸，使彎曲凸面朝上，并將壓頭對(duì)準(zhǔn)中間主軸頸，在v形壓具與主軸頸接觸處墊支銅皮;
③ 使百分表的觸頭垂直地抵在兩道被壓主軸頸的正下方，轉(zhuǎn)動(dòng)表盤(pán)使表針指向"0"刻度;
④ 用壓床的壓頭向下緩慢增壓，壓彎量為柴油發(fā)電機(jī)曲軸彎曲量的10~15倍（球墨鑄鐵柴油發(fā)電機(jī)曲軸，此值不大于10倍），并保持壓力1.5～2mi n，然后檢查校正后的彎曲度，直至校正合格;
⑤ 將柴油發(fā)電機(jī)曲軸加熱到573～773k，保溫0.5～1h，進(jìn)行時(shí)效處理，以消除冷壓校正時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止彎曲變形返彈。
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四、軸頸的磨損、圓度及圓柱度超差的修理和磨削
1、軸頸磨損傷痕的修理
如果柴油發(fā)電機(jī)曲軸各道軸頸的圓度和圓柱度都未超過(guò)規(guī)定限度，而僅有輕微的擦傷、起槽、毛糙、疤痕和燒蝕等情況，可用與軸頸寬度相同的細(xì)紗布長(zhǎng)條纏繞在軸頸上，再用麻繩或布條在紗布上繞兩三圈，用手往復(fù)拉動(dòng)繩索的兩端，進(jìn)行光磨。或用特別的磨光夾具進(jìn)行光磨。軸頸的傷痕磨去后，為了降低軸頸表面粗糙度，可將軸頸和磨夾上的磨料清洗干凈，涂上一層潤(rùn)滑油，再進(jìn)行最后的拋光。
2、軸頸圓度及圓柱度超差的修理
柴油發(fā)電機(jī)曲軸軸頸和連桿軸頸的圓度及圓柱度超過(guò)0.025mm或0.040mm時(shí)，即需按次一級(jí)的修理尺寸進(jìn)行磨削修整，或進(jìn)行振動(dòng)推焊，鍍鉻后再磨削至規(guī)定尺寸。柴油發(fā)電機(jī)曲軸的磨削一般是在專(zhuān)用的柴油發(fā)電機(jī)曲軸磨床或用普通車(chē)床改制的設(shè)備上進(jìn)行。在一般小型修配單位，有的用細(xì)銼刀將軸頸仔細(xì)地銼圓，仔細(xì)檢驗(yàn)，反復(fù)進(jìn)行，再用繩索或磨夾按上述方法進(jìn)行光磨。運(yùn)用這種方法修理需要有較熟練的鉗工技術(shù)，才能保證一定的修理質(zhì)量。一般修理人員不可效仿。丨
3、軸頸的車(chē)磨軸頸的修理尺寸
柴油機(jī)有6級(jí)，每縮小0.25mm為一級(jí)（0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50），軸頸的最大縮小量不得超過(guò)2mm，超過(guò)時(shí)，應(yīng)用堆焊、鍍鉻和噴鍍等方法修復(fù)。
（1）確定修理尺寸上機(jī)磨削
修理尺寸是這樣確定的：柴油發(fā)電機(jī)曲軸軸頸修理尺寸一磨損最嚴(yán)重軸頸的最小直徑一加工余量×2，一般尺寸加工余量為0·05mmo所得之值對(duì)照修理尺寸表，看這個(gè)數(shù)值同哪一級(jí)修理尺寸比較近，就選擇哪一級(jí)修理尺寸。修理尺寸選擇好后，就在磨床上進(jìn)行磨削。
（2）注意事項(xiàng)
修理時(shí)要以磨損最厲害的軸頸為標(biāo)準(zhǔn)，把各個(gè)軸頸車(chē)磨成一樣大小。由于主軸頸和連桿軸頸的磨損程度不一樣，所以，它們的修理尺寸不一定是同一級(jí)的，而各道主軸頸或連桿軸頸的修理尺寸，在一般情況下應(yīng)采用同一級(jí)的。柴油發(fā)電機(jī)曲軸的圓根處保留完善，千萬(wàn)不能磨小圓角的弧度，一般圓角的半徑為4~6mm。
（3）車(chē)磨后的要求
其失圓度和錐形度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。一般而言，當(dāng)d<80mm時(shí)，主軸頸和連桿軸頸的失圓度和錐形度允許范圍分別為0.015mm和0.02mm；當(dāng)d>80m，主軸頸和連桿軸頸的失圓度和錐形度允許范圍分別為0.02mm和0.03mm。
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