柴油机曲轴的实用检修技术

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摘要：曲轴是柴油机的重要部件，由于种种原因，柴油机曲轴故障繁生，而曲轴的修理长期缺乏特定的目标，各施其法，修复效果和经济效益也不尽相同。曲轴或轴类损坏的特征，集中表现在扭曲、弯曲变形以及轴颈表面烧伤、拉痕或过度磨损等，针对上述现象，只有采取合理的检修工艺，才能保证修复后的轴件正常运转。

关键词：柴油机曲轴；故障曲轴；修理方法与步骤

中图分类号：TK428 文献标识码：A 文章编号：1673-8500（2013）03-0059-01

柴油机曲轴在工作过程中由于受到活塞力、往复惯性力、曲轴旋转惯性力等的作用，使之发生横向、轴向、切向的变形，所受力通过轴承传到机体上。曲轴在运转中引发的故障，只有极少数是因制造质量问题引起的，而大多则是由于安装、检修不佳所致。

一、对于故障曲轴的清理及检查方法与步骤

1.测量曲轴的摆动差。主轴的摆动差是曲轴在瓦内旋转时的摆动数值之差。把磁性千分表架放在曲轴主轴承座的平面上，触针顶在主轴颈上方位置，盘车使曲柄销停在某一位置时，调节千分表，使指针指在零。然后盘车，每转记下千分表读数，要求主轴摆动差在0.05mm以内。

2.测量曲轴的主轴颈水平。用高精密度水平仪测量。曲轴旋转，每转测量一次，每次测轴颈两端的两个点。为防止水平仪有误差，测量时必须把水平仪转，反复测两次，取它的平均值。至轮重量的影响，它会使曲轴产生微小的弯曲，而且主轴颈的锥度也会产生影响，在测量时要予以考虑。

3.测量曲轴在轴承座孔内的位置。用内径千分尺在主轴中心的水平位置测量主轴与两侧轴承座孔的三条筋的距离。每一对数值应该相等。测量的目的，一方面是在修换底瓦时做参考，另一方面是检查曲轴有无歪斜情况。

4.检查测量主轴颈和曲柄销表面粗糙度、圆度和圆柱度。圆度和圆柱度公差都要求小于0.05mm，表面粗糙度不能满足要求的，应该用油石磨光。

主轴颈与曲柄销必须进行超声波探伤，检查有无缺陷，以及缺陷发展情况，尤其是在主轴颈与拐臂连接的根部。如图所示为测量主轴颈与曲柄销圆度和圆柱度的位置。当主轴颈与曲柄销的圆度、圆柱度公差大于或接近表规定的最大值时应进行修圆。

二、曲轴的修理方法与步骤

1.曲轴颈部“咬毛”、轻微疤痕的修复主轴颈和曲柄销一般就地修复。用00号砂布或金相砂纸在销颈上绕一周，拉住砂布两端做往复运动。有时把宽度与轴颈长度相等的砂布用皮带或绳包住绕在轴颈上，拉动皮带或麻绳频频旋转，直至疤痕、疵痕等消除后，再用布面按同样的方法拉动，可改善表面粗糙度。有沟纹的地方用油石修光。

2.磨损曲轴的修复

（1）曲柄销与主轴颈磨损后的圆度或圆柱度公差值不大于有关规定的最大公差时，可用油石、手锉或抛光用的木夹具中间夹细砂布进行研磨修正。

（2）如圆或圆柱度公差大于表中规定的最大公差时，用车床或磨床等机床光磨成统一尺寸。在车削或光磨轴颈时，必须严格保持圆角半径。

（3）光磨后，可在木夹具内衬以0号砂布或细磨膏把轴颈进一步抛光。

（4）圆角上的擦伤用手工修整或机械加工方法消除。

（5）凹陷的圆角或轴肩最好用焊补的方法进行修复。

3.手工修复手工修复时，必须先做胎具锉研。步骤是：

（1）将轴颈圆柱分成8等份，沿轴颈长度分三处。

（2）按等份及各截面测量轴颈尺寸。

（3）按测得的十几个直径数值，计算应锉削量。

（4）在最外端的截面锉出标准直径，再沿整个轴颈进行。修理时用千分尺、平尺校对，直至合格为止。

（5）锉研自制胎具由铸铁材料制成，取其1/3圆弧（此内径尺寸比修理的轴颈尺寸要精确）进行修复。

（6）轴颈磨损较大或已经几次修磨、轴颈尺寸已达到极限值时，可采用电喷镀，使轴颈表面形成金属喷镀层。为使金属喷镀层厚薄均匀，喷镀前应将轴颈按其圆柱度公差精车，喷镀层的半径厚度在0.5～1.2mm的范围为宜，过厚或过薄易引起脱层或强度不够。喷镀后的轴颈须经机械加工恢复到原来尺寸。车削、研磨后的轴颈减小量应不大于原来轴颈的5%。

4.曲轴裂纹的修理轴颈上有轻微的轴向裂纹时，如修磨后能消除，则可继续使用。

径向裂纹一般不加修理，因为在使用过程中受应力作用裂纹会逐渐扩大，甚至发生严重的折断事故。

5.曲轴弯曲和扭转变形的校正

（1）弯曲变形较大的曲轴，可采用热压校正法。把曲轴放在V形铁上，先用氧乙炔或喷灯对弯曲的凸面进行局部加热，温度控制在500～550℃之间，即呈暗红色。然后对弯曲凸面施加机械压力。在加压过程中，继续对曲轴弯曲部位进行缓慢加热，加温应均匀。用热压法校正曲轴的弯曲，一般需要重复多次，直至稍有相反方向的弯曲为止。

（2）曲轴的弯曲和扭转变形较小时，用车削和研磨方法消除。车削和研磨后的轴颈减少量应不大于原来轴颈的5%，同时还必须相应地更换轴瓦。对较大的弯曲变形，校直时的反向压弯量以不大于原弯曲量的1～1.5倍为宜，还应使校直后的曲轴具有微量的反向弯曲。校直时应根据变形的方向和程度，用小锤或其他风动工具沿曲轴进行“冷作”，以消除集中的塑性变形。

（3）曲轴的弯曲和扭转变形可借助于千分表来发现。将千分表安置在轴颈上，而轴颈分成4等份或更多的等份，缓慢地转动曲轴，分别测量出读数，做好记录。

6.擦伤或刮痕的修理曲轴轴颈出现深达0.1mm的擦伤或刮痕，若用研磨的方法不能消除时，则必须予以车削和光磨。

7.曲轴现场更换在个别情况下，如在制造和安装方面有特殊要求时，也可把曲轴分成若干部分分别制造，然后用热压法、法兰、键销等永久或可拆的连接方式组装成一体。

三、结论

通过上述方法对曲轴的检测与修理，针对曲轴的基本故障都能正确排除。这样就能提高故障维修的针对性、规范性和工作效率，有效防止故障的恶化。

参考文献：

[1]韩存仓.拖拉机曲轴断裂分析[J].金属热处理，2010，3：104-107.