柴油機曲軸檢測與維修方法探討

王金花

摘要：曲軸會因為磨損、彎曲、扭曲、裂紋等損傷而影響柴油機的正常工作，甚至會因裂紋導致曲軸斷裂而發生重大機械事故，通過對曲軸損壞的標準、檢測與維修方法的介紹，提高柴油機曲軸的維修質量。

關鍵詞：柴油機;曲軸;檢測;維修方法

曲軸是柴油機的重要部件之一。柴油燃燒所發出的功率都由曲軸輸出，將動力傳遞給拖拉機的行走機構，或通過皮帶輪或動力輸出軸傳遞給作業機具。曲軸在回轉運動中承受著很大的氣體壓力、慣性力的沖擊和離心力的作用，除了自然磨損外，還會出現其他一些損傷，如軸頸磨損，曲軸彎曲、扭曲、裂紋和折斷等，影響柴油機正常工作，甚至發生重大機械事故。在此我們對柴油機曲軸檢測與維修方法進行探討。

1曲軸的常見損傷原因

曲軸的主要損傷是：軸頸磨損、曲軸裂紋和斷裂。（1）曲軸裂紋產生的主要原因是應力集中造成的疲勞破壞。裂紋從油孔處產生，沿與軸線成45°～55°方向發展，造成主軸頸與連桿軸頸斷裂;裂紋由圓角處產生，向曲柄臂發展造成曲柄臂斷裂，常發生在曲軸全長2/3的部位上。（2）曲軸發生彎曲和扭曲變形，主要原因是曲軸在工作中受到周期性的氣體壓力、往復運動慣性力、旋轉運動離心力和機械制動力作用而變形。還有人為因素如操作不當或機械事故導致曲軸發生變形。（3）軸頸磨損產生的主要原因是潤滑不力導致的，如潤滑油中存在著硬質磨料、軸頸與軸承的間隙過小、超速運轉、軸頸或軸承表面粗糙度低等原因。

2曲軸的檢測方法

2.1曲軸損壞的標準

用磁力探傷器對曲軸進行檢測，發現曲軸表面有下列情況就不能再繼續使用：（1）在曲軸的圓角處有損傷。（2） 曲軸頸表面油孔處或進入油孔的倒角處有裂紋或損傷。（3）曲軸上出現長達6 mm以上的裂紋。（4）在一個軸頸上有多于4處以上的裂紋。

用磁力探傷器對曲軸進行檢測，在曲軸表層下部，若有下列情況曲軸就不能使用：（1）在曲軸圓角處或在圓周方向有裂紋與損壞。 （2）在曲軸圓周方向有長達25 mm以上的裂紋。（3）在曲軸軸線方向有長達9.5 mm的裂紋。（4）有離油孔倒角距離接近于1.5 mm的裂紋。

注意：經磁力探傷的曲軸，必須完全地退磁和徹底地清洗，才能使用。

2.2曲軸磨損部位的檢測

（1）用千分尺測量曲軸的前端和后端應符合具體要求。（2）用千分尺測量主軸頸、連桿軸頸和止推法蘭的厚度，如康明斯NT885型的柴油機曲軸主軸頸磨損的極限尺寸為114.237? mm，連桿軸頸磨損的極限尺寸為79.998? mm。（3）測量曲軸主軸軸頸和連桿軸頸的不圓度和不柱度。如果不圓度大于0.05 mm或不柱度大于0.013 mm時，則需要磨削曲軸軸頸。

2.3曲軸彎曲度的測量

（1）曲軸彎曲度是指：當曲軸用其兩端軸頸支撐時，在中間主軸頸所測得的千分表總讀數的l/2就是彎曲度或全長的不同心度。（2）軸頸的跳動量是指：當主軸頸沿著一個共同的軸線轉動時，一個主軸頸的千分表總讀數和另一相鄰的軸頸的千分表總讀數之間的差值，即為相鄰軸頸的跳動量。（3）彎曲度的測量：將曲軸的兩端軸頸支撐在V形鐵上，用一千分表，將千分表的量桿放在軸頸中心線處，并使觸頭觸到被測軸頸，轉動曲軸，測量每個軸頸，并作記錄，把所測中間主軸頸的千分表讀數除以2，即為彎曲度。

3曲軸的維修

3.1曲軸的校直

當曲軸彎曲度小于0.20? mm時，可通過修磨軸頸將軸修直。如彎曲度超過0.20 mm時，必須先校直而后磨軸，否則磨削量將太大而影響曲軸的使用壽命。下面介紹用冷壓方法對曲軸進行校直。

校直曲軸可用20 t的油壓機，將曲軸置于壓床上，兩端主軸頸用襯有銅墊的V形支架支撐，在曲軸彎曲的反方向對主軸頸加壓。壓校時彎曲度的大小，與曲軸材科和彎曲變形的大小有關。因此，必須根據曲軸的實際情況確定壓較量，例如鑄造中碳鋼曲軸彎曲變形度在0.10 mm，壓校彎曲度約為3～4 mm（即為原彎曲度的30～40倍），在1～2 min內即可基本校直;而對相同彎曲度的球墨鑄鐵曲軸，壓校時，大約為原彎曲度的10～15倍即可基本校直。但必須指出，當曲軸彎曲變形較大時，校直必須分多次進行，以防壓校的彎曲變形過大而使曲軸折斷。尤其是球墨鑄鐵曲軸更易折斷，一般情況下曲軸彎曲度的檢查和校直工作，不可能是一次成功，必須反復進行，直至校正到符合規定標準為止。冷壓校直后的曲軸可能因彈性后效作用而重新彎曲。為了防止這種彈性后效作用，可以采取自然時效和人工時效處理。自然時效即將冷壓后的曲軸擱置5～10天，再重新檢查校正。自然時效方法簡單，但修理周期將要因此而延長，是不經濟的。人工時效處理即冷壓后將曲軸加熱300 ℃左右，保溫0.5～1 h，便可消除冷壓產生的內應力。這是一種有效的方法。

冷壓校直曲軸的方法，還存在以下缺點：由于曲軸的軸頸分別在不同平面上，而且沿長度方向曲軸的剛度不同，因此最大的壓校變形，不一定發生在新加壓力的作用方向上，而往往發生在危險斷面的軸頸圓角處，造成應力集中而降低曲軸的疲勞強度。

3.2其它損傷的處理

（1）對于曲軸中油道的修理方法是：拆下所有孔塞;用一根釬子和擦布及清洗溶液清洗所有曲軸中的油道;用清潔的機油潤滑油孔，裝回孔塞。

（2）對于軸頸磨損，可用磨削方法修理。磨曲軸時，在曲軸前端的曲柄臂上打記號以標明需配裝的主軸瓦或連桿軸瓦的準確尺寸，在后端的曲柄臂上打上需裝加厚止推環的尺寸和位置。