Question

发动机曲轴变形的检验与修复

Answer 1

曲轴作为发动机核心零件之一，发动机的全部功率都通过它输出。此外，它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，发动机也将无法正常工作。曲轴变形是曲轴常见损伤之一。曲轴变形是指曲轴弯曲和扭转。曲轴弯曲变形反映较明显的部位是中间主轴颈处。曲轴弯曲变形后若继续使用，将加速曲轴连杆机构的磨损，甚至使曲轴产生裂纹和断裂。因此，在发动机修理中，必须对其进行检验。
一、故障原因
（1）柴油机工作不平稳，各轴颈受力不均衡。
（2）柴油机突然超负荷工作，使曲轴过分受振。
（3）柴油机经常发生“突爆”燃烧，使曲轴经常受冲击载荷。
（4）修理装配质量较低，曲轴轴承和连杆轴承间隙过大，工作时受到冲击。
（5）曲轴轴承松紧不一，中心线不在一条直线上。
（6）汽油机点火时间过早或火花塞经常有一二只不跳火。
（7）活塞连杆组或平衡铁及飞轮不平衡产生附加惯性力和惯性力矩，引起机组振动大。
（8）曲轴端隙过大，运转时前后移动。
（9）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，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，都会引起曲轴的扭曲变形。
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，从提高修理和装配质量等方面着手。
二、检验
曲轴弯曲的检验，可在曲轴磨床上或在平台上用“V”型铁将曲轴架起，用百分表测量检查。
检查弯曲时，将百分表触针放在中间一道主轴颈上，并使指针对正表盘零线。然后将曲轴慢慢转动一周，则百分表上指针摆动的一半即为曲轴的不直度。曲轴的不直度不应大于0. 05 mm。若大于此值时，但仍在0. 1 mm之内，则不直度可以结合轴颈光磨加以消除。当不直度大于0. 1 mm时，必须进行冷压矫直。
检查曲轴的扭曲时，同样需要把曲轴置于“V”型铁上或安装在机床顶尖上。使同位连杆两轴颈（如6个气缸曲轴的I、VI缸连杆轴颈;4个气缸曲轴的I、VI缸连杆轴颈）位于上止点，再用高度百分尺测量同一水平面内两连杆轴颈的高度，其高度之差即为曲轴的扭曲量。差值越大，说明扭转角越大。如扭转角大于30°，要进行校正。当曲轴扭曲轻微时，可以通过轴颈表面光磨予以消除。如扭曲量大，则必须另行校正。
三、校正方法
大修人厂修理的曲轴均存在不同程度的弯曲变形。一般来说，曲轴变形都是小范围的塑性变形。即使如此，也必须进行曲轴的矫直处理。曲轴的矫直应满足以下要求：第一，曲轴的同轴度和允许跳动量达到规定要求；第二，矫直后曲轴的技术性能不下降；第三，曲轴的弯曲率不宜超过1. 5mm/m。矫正弯曲率大于1. 5mm/m的曲轴具有较大风险。
1．冷压校正
将曲轴用V型铁架住主轴颐，从弯曲相反方向加压，在压头与主轴颈之间垫一铜块。由于曲轴富有弹性，压弯量应为曲轴弯曲量的10～15倍，并保持2 min，再撤除压力。如果弯曲量较大（超过1 mm），则应分数次校正，以免一次加压过大而引起反向变形。
冷压校正的效果不够稳定，曲轴工作时易恢复原来的变形。同时校正后会在轴颈表层产生塑性变形和残余内应力，造成应力集中。
2．敲击校正
对弯曲度不大的曲轴，可以采用“表面敲击”法进行校正。可根据曲轴弯曲的方向和程度，用球形手锤或气锤沿曲轴臂部的左右侧进行敲击，使曲轴臂部变形，从而使曲轴轴线发生位移，达到校正曲轴的目的。
3．就机校正
把气缸体倒放在工作平台上，在前后两轴承座上仍装上旧轴承（瓦），中间轴承则拿掉。在轴承上加注少许润滑油，然后将曲轴放上，在缸体边沿装置百分表。用手轻轻转动曲轴，在中间轴颈测出弯曲的最大位置，用粉笔做上记号，再将轴承盖衬垫软铝或其他软质物品垫实，卡住轴颈，慢慢扭紧曲轴轴承盖螺栓。等大约1h的时间，把螺栓松开，用百分表测验是否校正，如．未达到允许标准，继续再校，直至符合要求为止。
4．热烘顶压法
在弯曲处的曲柄臂之间加一顶压螺栓，按直线度数值的大小，向弯曲的相反方向顶压，具体顶弯多大，应由实际经验而定。然后在顶压螺栓两旁曲柄臂上，用喷灯均匀加热至300℃左右，待曲轴冷却后，拆除顶压螺栓，检查曲轴直线度。如此反复进行，直到将曲轴校直为止。上述加热其目的是加速变形，稳定校直效果，减少残余变形，从而减少了弹性回复。
5．磨削校直法
对直线度大于0. 06 mm或小于0. 10 mm的曲轴，通常在曲轴的修磨过程中进行校直。
以上几种校直曲轴的方法，仅适用于整体式曲轴，而不适用于组合式曲轴。

Answer 2

曲轴作为发动机核心零件之一，发动机的全部功率都通过它输出。此外，它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，发动机也将无法正常工作。曲轴变形是曲轴常见损伤之一。曲轴变形是指曲轴弯曲和扭转。曲轴弯曲变形反映较明显的部位是中间主轴颈处。曲轴弯曲变形后若继续使用，将加速曲轴连杆机构的磨损，甚至使曲轴产生裂纹和断裂。因此，在发动机修理中，必须对其进行检验。