摘要:曲轴工作中受到周期性的气体压力、往复运动惯性力、旋转运动离心力和机械制动力作用,曲轴的变形是不可避免的。本文对曲轴变形的检验技术及变形后的校正技术进行了论述,以提高发动机使用质量。
曲轴是柴油机最重要的机件之一,柴油机的全部功率都通过它输出。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,柴油机也将无法正常工作。
曲轴工作中受到周期性的气体压力、往复运动惯性力、旋转运动离心力和机械制动力作用,曲轴的变形是不可避免的。曲轴的变形通常为弯曲变形和扭转变形。主轴颈的同轴度误差大于0. 05 mm称为弯曲。若连杆轴颈分配角误差大于30°称为曲轴扭曲。
弯曲、扭曲变形的原因,一是重载起步离合器放松过猛,曲轴受到过大的冲击载荷;二是长期超负荷运转,发动机连续出现爆震;三是主轴颈或主轴承座孔不同轴;四是发动机因缺机油或轴瓦间隙过小而烧瓦抱轴;五是曲轴飞轮组的平衡性能差等;六是由于使用不当或修理不当造成的。如曲轴的扭曲变形,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,甚至卡缸时,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也会引起曲轴的扭曲变形。变形过大的曲轴会导致自身和相连零件的加剧磨损,加速疲劳,出现曲轴断裂和过大的机械振动。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,提高修理和装配质量等方面着手。
1 曲轴变形的检验
1.1曲轴弯曲变形的检验
曲轴弯曲变形可通过检查曲轴主轴颈和连接凸缘盘的径向圆跳动和端面圆跳动实现。一般轴类零件的弯曲检验如图1所示。轴类零件的端面圆跳动检验如图2所示。
曲轴变形要求的技术条件是:以两端主轴颈公共轴线为基准,中间各轴颈的径向圆跳动不得大于0. 05 mm;飞轮凸缘盘的径向圆跳动不得大于0. 04 mm;外端面圆跳动不得大于0. 06 mm;各连杆轴颈和主轴颈的不圆度误差、不柱度误差应不大于0. 005 mm。
曲轴变形的检验如图3所示。首先将检验用V形铁支承曲轴两端的主轴颈,调整百分表架和百分表头,把表测头与主轴颈表面接触,并留出测量变动量。将表针分别接触于不同主轴颈表面的不同部位,慢慢转动曲轴一周,读取的表针摆动的最大差值即为该截面上的径向圆跳动误差值。
曲轴后端飞轮凸缘盘的径向跳动和端面跳动检验如图4所示。将曲轴支承于平板V形铁中,并使曲轴轴向定位。慢慢旋转曲轴一周,读取百分表1的最大差值即为凸缘盘的径向圆跳动误差值;百分表2的最大差值即为凸缘盘外端面的端面圆跳动误差值,此值一般应在指定半径处测量。
1.2连杆轴颈平行度的检测
连杆轴颈平行度的检验如图5所示。检验用V形铁将曲轴前、后主轴颈支承于检验平台上,在曲轴的一端安装随曲轴一同旋转的角度盘。角度盘应具有3‘~10‘的分辨度和精度。图中V面和H面为两个相互垂直的平面,其中V面通过曲轴轴线、垂直于检验平台,H面通过曲轴轴线、平行于检验平台。用百分表测定轴颈表面不同截面的高度变化量,用高度游标卡尺测定图示中H和h的相对高度。角度盘安装时可以正对齿轮的键槽中心平面为测量基准(“0”位),也可根据测试需要选定相对零位。
公差带为圆柱体的平行度要求,表明在任意方向上均应满足技术要求。测量中应选择两个相互垂直的平面检测,以保证测量符合技术文件的规定。检测时先将图示中的前后两个连杆轴颈转至最高处,并以此作角度“0”点;用百分表测定两个轴颈表面不同截面上的高度变化量,以表针摆动的最大差值作为该连杆轴线在V面上对曲轴轴线的最大不平行误差;转动曲轴90°使被检轴颈的表面到达H面,用百分表测定两个轴颈表面不同截面上的高度变化量,并以表针摆动的最大差值作为该连杆轴线在H面上对曲轴轴线的最大不平行度误差。