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曲轴损坏形式及修理
发布时间:2018-4-24 8:29:29

摘要:

曲轴损坏形式及

制造和修理工作中应当注意的几个技术问题

1  曲轴损坏形式

 

1.1  轴颈磨损与拉伤

 

轴颈表面磨损与拉伤,是由于润滑机油中携带杂质到达曲轴轴颈,破坏了摩擦面的油膜。杂质来源于机油管系,主机油道 、曲轴油道、活塞内腔和连杆油孔等,因此,在柴油机检修重装时,必须十分注意曲轴的清洁度。另外,及时更换压差过大的机油滤芯和及时检查更换机械杂质超限的机油,也是非常重要的。

 

如拉伤程度轻微,可用油石打磨光滑,并用布带抛光。如拉伤严重,可用磨削法消除,或镀铁修复。

 

当曲轴轴颈磨损到小于名义尺寸0.12mm时,或机油压力已不能满足要求时,该曲轴不能再使用。可按等级磨削修理,或镀铁修复。

 

1.2  裂纹

 

(1)轴颈上的轴向裂纹

 

这种裂纹很细,深度也较浅,但裂纹条数很多。产生这种裂纹的原因是曲轴在缺油状态下工作过,这个规律不但适用于铸铁,同时也适用于锻钢曲轴。产生这种裂纹后的曲轴,轻微者可进行抛光处理后继续使用。重者须用等级磨削进行修理,或镀铁修复。

 

(2)轴颈过渡圆角处的裂纹

 

这种裂纹的产生与曲轴的支承阶梯度有着相当大的关系。曲轴的支承阶梯度,是支承各主轴颈的轴瓦内圆表面的同轴度,及曲轴各主轴颈的同轴度综合积累的差值。它极大地影响着曲轴轴颈圆角处的应力,因此对同轴度、轴承间隙必须严格控制。产生这种裂纹后的曲轴,轻微者可磨削处理,如经等级磨削修理仍没能消除者,应作报废处理。

 

(3)其他部位的裂纹

 

油孔孔口,若倒圆或抛光不好,也易出现裂纹。拆卸油堵时,若用火烤,镶堵处极易产生裂纹。

 

1.3  断裂

 

    发生曲轴断裂的主要原因有:气缸水锤、油锤;轴瓦紧余量不足发生转动,堵死机油油路后,轴瓦合金层发生剥离、烧损,使曲轴在较大的支承阶梯度下工作,轴颈圆根应力成倍上升而发生断裂;或是因为主机油泵本身损坏,轴瓦在缺油情况下剥离烧损造成曲轴断裂等。上述曲轴断裂的部位均在主轴颈圆根到连杆颈圆根连线的截面上,此截面称为危险断面。

 

2  曲轴制造和修理工作中应当注意的几个技术问题

 

2.1  曲轴主轴颈跳动量

 

(1)曲轴的主轴颈跳动量

 

曲轴的主轴颈跳动量,有全长跳动量和相邻跳动量之分,测量方法一样,但要求不一样。其方法为:将两端及中间主轴颈置于V形支承上,两端支承固定,中间支承可水平移动。水平方向测量主轴颈的跳动量,记录最大跳动量时的数值及方向。全长跳动量就是中间主轴颈的最大跳动量,相邻跳动量则是两相邻主轴颈跳动量的矢量和。一般要求如表1所示。

 

表1   曲轴主轴颈跳动量要求                     mm

缸径(mm)

>180~260

>260~360

曲拐数

≤6

>6~12

≤6

>6~12

相邻跳动

0.03

0.04

全长跳动

0.07

0.10

0.08

0.12

 

(2)曲轴装机后的主轴颈同轴度

 

曲轴装机后由于机体、轴瓦、支承、活塞连杆组及两端被驱动件的影响,主轴颈同轴度会有变化。因此,有些技术规范要求检查曲臂距差(拐档差),规定如下:

 

测量点距曲轴中心线的距离为L,L=(S+D)/2 ,

 

式中:S—活塞行程(mm);

 

  D—主轴颈直径(mm)。

 

允许测量值按每米活塞行程不大于0.08mm折算。

 

2.2  曲轴动平衡

 

(1)曲轴动平衡的特点

 

a)工作状态为多点支承。

 

b)存在着设计上的内力矩,旋转中将使曲轴产生“动挠度”,影响动平衡结果。

 

c)弯曲刚度随时变化,旋转中将使曲轴“动挠度”,随时变化,

 

影响动平衡结果

 

(2)曲轴动平衡的要求

 

a)进行动平衡时,曲轴状态应尽量接近工作状态(曲轴动挠度不大于0.003mm)。

 

b)剩余不平衡量用偏心距表达为0.01mm.

 

(3)曲轴动平衡的方法

 

a)用框架式动平衡机进行平衡,这是最理想的方法,但必须专用,以适应大批量生产。

 

b)在曲轴上加平衡环,消除动挠度后,用双支点动平衡机进行平衡,该方法适应于单件生产,但必须注意支承点和转速的选择,要满足动平衡的要求,要进行必要的计算。

 

2.3  曲轴圆角的强化

 

由于曲轴的最高应力通常出现在圆角处,因此对圆角进行表面强化,以提高曲轴整体疲劳强度。

 

强化曲轴圆角常用方法有感应淬火、激光淬火、氮化、圆角滚压、锤击和喷丸等。其机理为硬化层和残余压应力的综合作用,使疲劳强度得以提高。曾经对240/275系列柴油机的单拐曲轴,进行了大量弯曲疲劳试验。试验表明,弯曲疲劳强度与硬化层范围内残余压应力的面积积分成正比。氮化轴表面残余压应力高达659MPa,但下降很快,深度仅0.22mm,因此残余压应力的面积积分值小,弯曲疲劳强度提高最少。圆角滚压曲轴,表面残余压应力为400MPa左右,但下降缓慢,深度为3mm左右,因此残余压应力的面积积分值大,弯曲疲劳强度提高最多。

 

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