北京NTA855-G1A康明斯發(fā)電機組

軸頸磨損的檢驗與修理

1)軸頸磨損的原因曲軸經(jīng)長時間使用后，由于作用在連桿軸頸和曲軸軸頸的力的大小和方向周期變化而產(chǎn)生不均勻的磨損，這是自然磨損的必然結果，是正常現(xiàn)象，但由于使用不當、潤滑不良、軸承間隙過大或過小，都會加速軸頸的磨損和軸頸磨損不勻度，磨損后的主要表現(xiàn)是軸頸的不圓（失圓）和不圓柱形（錐形）。

曲軸軸頸（又稱主軸頸）和連桿軸頸的磨損，是由于磨損不均勻而形成沿圓周的軸徑不圓和沿長度的不圓柱形磨損。連桿軸頸的磨損往往比曲軸軸頸的磨損約大1~2倍。曲軸軸頸的磨損因兩端活塞連桿組相互作用的結果，所受合力一般小于連桿軸頸，因此，其磨損也小于連桿軸頸。

不圓一一連桿軸頸磨損不圓，主要是由于：內燃機工作時的氣體壓力、活塞連桿組運動的慣性力以及連桿大端的離心力所形成的合力，作用在軸頸的內側面上。因此，連桿軸頸磨損發(fā)生在各軸頸的內側面（即靠曲軸中心線的一側）。

曲軸軸頸的不圓比連桿軸頸小，也是由于在連桿軸頸離心力的牽制下各點載荷的不均勻性和連續(xù)時間的不同而造成的。其大部位是靠近連桿軸頸的一側。

不圓柱形一一連桿軸頸的不圓柱形（斜削）磨損，主要是油道中機械雜質的偏積。因為通向連桿軸頸的油道是傾斜的，在曲軸旋轉離心力的作用下，使?jié)櫥椭械臋C械雜質，隨著潤滑油沿油道的上斜面流入連桿軸頸的一側，由于雜質的偏積，造成同一軸頸不均勻的磨損，磨損的大部位是雜質偏積的一側。另外，由于某些內燃機為了縮短連桿長度，將連桿大端做成不對稱，因而造成連桿軸頸沿軸線方向所受的載荷分布不均勻，形成連桿軸頸長度方向沿軸線方向的磨損不均勻。

2）軸頸圓度及圓柱度誤差的檢驗曲軸軸頸和連桿軸頸圓度及圓柱度誤差的檢驗，一般用外徑千分尺在軸頸的同一橫斷面上進行多點測量（先在軸頸油孔的兩側測量，旋轉90°，再測量），其大直徑與小直徑之差，即為圓度誤差；兩側端測得的直徑差即為圓柱度誤差。

軸頸的圓度及圓柱度公差，直徑在80mm。以下的為0.025mm，直徑在80mm以上的為0.040mm，如超過了，均應按規(guī)定修理尺寸進行修磨。此外，還可用眼看、手摸來發(fā)現(xiàn)軸頸的擦傷、起槽、毛糙和燒蝕等損傷。

3）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曲軸各道軸頸的圓度和圓柱度都未超過規(guī)定限度，而僅有輕微的擦傷、起槽、毛糙和燒蝕等情況，可用與軸頸寬度相同的細紗布長條纏繞在軸頸上，再用麻繩或布條在紗布上繞兩三圈，用手往復拉動繩索的兩端，進行光磨。或用特別的磨光夾具進行光磨。軸頸的傷痕磨去后，NTA855-G1A康明斯發(fā)電機組，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，涂上一層潤滑油，再進行后的拋光。

②軸頸圓度及圓柱度超差的修理曲軸軸頸和連桿軸頸的圓度及圓柱度超過0.025mm或0.040mm時，即需按次一級的修理尺寸進行磨削修整，或進行振動推焊，鍍鉻后再磨削至規(guī)定尺寸。曲軸的磨削一般是在的曲軸磨床或用普通車床改制的設備上進行。在一般小型修配單位，有的用細銼刀將軸頸仔細地銼圓，仔細檢驗，反復進行，再用繩索或磨夾按上述方法進行光磨。運用這種方法修理需要有較熟練的鉗工技術，才能保證一定的修理質量。一般修理入員不可效仿。丨

③軸頸的車磨軸頸的修理尺寸，柴油機有6級，每縮小0.25mm為一級（0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50），油機有16級，每縮小0.125mm為一級（0.125、1.250、1.125、1.000、1.625、1.750、1.875、2.000）。軸頸的大縮小量不得超過2mm，超過時，應用堆焊、鍍鉻和噴鍍等方法修復。

a.確定修理尺寸上機磨削。修理尺寸是這樣確定的：曲軸軸頸修理尺寸一磨損嚴重軸頸的小直徑一加工余量×2，一般尺寸加工余量為0·05mmo所得之值對照修理尺寸表，看這個數(shù)值同哪一級修理尺寸比較近，就選擇哪一級修理尺寸。修理尺寸選擇好后，就在磨床上進行磨削。

b.注意事項。修理時要以磨損厲害的軸頸為標準，把各個軸頸車磨成一樣大小。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的，而各道主軸頸或連桿軸頸的修理尺寸，在一般情況下應采用同一級的。曲軸的圓根處保留完善，千萬不能磨小圓角的弧度，一般圓角的半徑為4~6mm。

c.車磨后的要求。其失圓度和錐形度應在規(guī)定的范圍內。一般而言，當D<80mm時，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。

曲軸的工作條件及常見故障

①曲軸的工作條件

a.承受燃燒氣體的壓力、活塞連桿組往復運動的慣性力和旋轉質量的離心力；

b.燃燒氣體的壓力、活塞連桿組往復運動的慣性力和旋轉質量的離心力產(chǎn)生的力矩；

c.油膜脈動的擠壓應力；

d.旋轉運動速度高；

e.巳潤滑條件較好，但受到較多雜質的沖刷作用。

②曲軸的常見故障

a.曲軸彎、扭；

b.軸頸磨損；

c.裂紋、折斷。

（2）曲軸彎扭的原因、檢驗與校正

1)曲軸彎、扭的原因

①內燃機工作不平穩(wěn)，各軸頸受力不均衡；

②內燃機突然超負荷工作，使曲軸過分受振；

③內燃機經(jīng)常發(fā)生“突爆”燃燒；

④曲軸軸承和連桿軸承間隙過大，工作時受到?jīng)_擊；

⑤曲軸軸承松緊不一，中心線不在一直線上；

⑥各缸活塞重量不一致；

⑦曲軸端隙過大，運轉時前后移動。

當曲軸彎、扭超過一定值后，將加速曲軸和軸承的磨損，嚴重時會使曲軸出現(xiàn)裂紋甚至折斷，同時還會加速活塞連桿組和汽缸的磨損。

曲軸的構造

曲軸主要由主軸頸、連桿軸頸（曲柄銷）、曲柄臂、平衡重（并非所有曲軸都有）、前端（自由端）和后端（功率輸出端）等組成。

①主軸頸與連桿軸頸內燃機的主軸頸與連桿軸頸都是尺寸精度較高和粗糙度較低的圓柱體，它們以較大的圓弧半徑與曲柄臂相連接。主軸頸是用來支承曲軸的，曲軸繞主軸頸中心高速旋轉。主軸頸多為實心的，而球墨鑄鐵的曲軸主軸頸與連桿軸頸大多是空心的，其優(yōu)點是可以減少旋轉質量，從而減少其離心力；同時可作為潤滑油離心濾清的空腔。主軸頸與連桿軸頸采用壓力潤滑，潤滑油通過曲柄臂中的斜油道被壓送至連桿軸頸空腔內，在旋轉離心力的作用下，將機油中密度大的金屬磨屑及其他雜質甩向空腔的外壁，內側干凈的機油通過油管流到連桿軸頸及軸承摩擦表面。

②曲柄臂（簡稱曲柄）曲柄臂的作用是連接主軸頸與連桿軸頸，通常制成橢圓形或圓形，其厚度與寬度應使曲軸有足夠的剛度和強度。

③平衡重平衡重通常設在與連桿軸頸相對的一側曲柄臂上，其形狀多為扇形。平衡重的作用是平衡連桿軸頸及曲柄臂的重量、離心力及其力矩，以減輕主軸承的載荷，增加運轉的平穩(wěn)性。

④曲軸的前端曲軸的前端制成有臺肩的圓柱形。其上分別裝有正時齒輪、擋油圈、油封、帶輪和止推片等零件。有些中小功率內燃機曲軸前端設有啟動爪，另有一些高速內燃機曲軸前端裝有扭轉減振器，還有些工程機械用內燃機的曲軸前端設有動力輸出裝置。

⑤曲軸的后端一般曲軸的后端設有油封、回油螺槽、后凸緣等結構。曲軸后端的尾部伸出機體外，以便將內燃機的功率輸送給配套機具的傳動裝置。后端多裝有飛輪，通過花鍵或凸緣與其相配，然后用螺栓固緊。山于飛輪尺寸大而重，因此對螺栓的緊固有一定的要求。

（4）曲軸的形狀和發(fā)動機的發(fā)火次序

曲軸的形狀及曲柄銷間的相互位置（即曲拐的布置）與沖程數(shù)、汽缸數(shù)、汽缸排列方式和各汽缸做功行程發(fā)生的順序（稱為發(fā)火次序或工作順序）有關。曲軸的形狀要同時滿足慣性力的平衡和發(fā)動機工作平穩(wěn)性的要求。

就四沖程發(fā)動機而言，曲軸每轉兩圈（即一個工作循環(huán)），每缸都應發(fā)火做功一次。各缸的發(fā)火間隔時間（以°CA表示）應力求均勻。設發(fā)動機有個汽缸，則發(fā)火間隔應為720°/i°CA，即曲軸每轉720°/i時，就應有一個缸做功，這樣才能使發(fā)動機工作平穩(wěn)。現(xiàn)就常用的4缸、6缸和V型8缸發(fā)動機說明如下。

①四沖程直列4缸發(fā)動機因缸數(shù)i=4，所以發(fā)火間隔應為720°/4一180°CA。其曲柄銷布置4個曲柄銷布置在同一平面內，1、4缸的曲柄銷朝上時，2、3缸的朝下，1、4缸與2、3缸相隔180°。

曲枘銷的另種布置形式是將述一種方式的2、5缸分別與3、4缸互換。這種方式的著火次序是，只有少數(shù)進內燃機采用這種著火次序。

按發(fā)火次序看，前后兩個汽缸的做功行程有60°是重疊的，這種現(xiàn)象是容易理解的。因為各汽缸間做功行程的間隔是120°，而每個汽缸的做功行程本身都是180°，就必然有前后兩個汽缸的做功行程有60°的重疊角。在這個60°中，兩個汽缸都在做功，個汽缸做功未完，后一個汽缸做功已經(jīng)開始。這種做功行程重疊的現(xiàn)象對發(fā)動機工作的平穩(wěn)性是非常有利的。

③四沖程v型8缸機大多將汽缸排列成雙列v形（兩列汽缸的中心線夾角常取90°）。因其汽缸數(shù)i=8，所以，各缸發(fā)火間隔應為720°/8=90°CA。通常，這種發(fā)動機左右兩列汽缸中相對的一對連桿共裝在一個曲柄銷上，所以v型8缸機只有4個曲柄銷。一般情況下，將4個曲柄銷布置在兩個互成90°的平面內。v型8缸機常用的發(fā)火次序為1-5-4-2-6-3-7-8。

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