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發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸彎扭變形原因分析與矯正方法

www.187004.com 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：俠名類別：汽車構(gòu)造維修時(shí)間：2015年07月02

曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件，其功用是承受連桿傳來(lái)的力，并由此產(chǎn)生曲軸繞其本身軸線旋轉(zhuǎn)的力矩。它通過(guò)飛輪將扭矩傳遞給拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，使拖拉機(jī)行走。同時(shí)還驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)和其他輔助裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸工作中要承受氣體作用力，往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力以及它們所產(chǎn)生的力矩，曲軸處于交變應(yīng)力的狀態(tài)。因此，彎扭變形是曲軸工作中常發(fā)生的故障。曲軸彎扭變形后若繼續(xù)使用，將加速曲軸連桿機(jī)構(gòu)的磨損，甚至使曲軸產(chǎn)生裂紋和斷裂。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)修理中，必須對(duì)此進(jìn)行檢驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)曲軸有彎扭變形要及時(shí)進(jìn)行維修，不可湊合使用，以免釀成大的事故。

1 曲軸彎扭變形的原因
1.1曲軸軸瓦裝配不當(dāng)
曲軸兩端主軸瓦上緊力不一致，曲軸軸頸或軸承座孔軸線不在同一直線上，使曲軸工作中受力不勻，經(jīng)常振動(dòng)而發(fā)生彎扭變形。曲軸主軸瓦和連桿軸瓦與軸頸的間隙過(guò)大，曲軸工作中會(huì)受到徑向沖擊；曲軸端隙過(guò)大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)前后移動(dòng)，使曲軸受到軸向沖擊。
1.2活塞、軸瓦故障
活塞在氣缸中卡住、發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生燒瓦、抱軸，都將使曲軸受力嚴(yán)重不均衡而產(chǎn)生彎曲或扭曲變形。
1.3曲軸動(dòng)平衡被破壞
活塞或連桿重量不一致，相差過(guò)大，超過(guò)允許范圍；發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，各軸頸受力不均勻；點(diǎn)火時(shí)間不準(zhǔn)確，過(guò)早或過(guò)遲，或經(jīng)常有一只或兩只氣缸不工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡，曲軸受力不均勻；曲軸連桿組以及曲軸與飛輪的平衡遭破壞。
1.4操作錯(cuò)誤
汽車起步行駛時(shí)，放松離合器踏板動(dòng)作過(guò)于迅速，接合不柔和。或利用沖力啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使曲軸受到突然的猛擊；在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的情況下或高速擋在低速下勉強(qiáng)行駛；發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常發(fā)生不正常的燃燒，使曲軸受到突然的沖擊性負(fù)荷而變形；駕駛中緊急制動(dòng)，使曲軸突然受到很大扭力，促使曲軸彎、扭；發(fā)動(dòng)機(jī)突然加速，或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，使曲軸過(guò)分地受到振動(dòng)。
1.5曲軸自身不足
曲軸材質(zhì)的不佳，有縮孔、夾渣、雜質(zhì)，或由于制造和加工上的缺陷，或曲軸過(guò)度磨損和超細(xì)（修磨時(shí)過(guò)分縮小），強(qiáng)度、剛度不足，或由于裝配不當(dāng)，而產(chǎn)生彎曲、扭轉(zhuǎn)。

2 曲軸變形度檢驗(yàn)
2.1曲軸彎曲度檢驗(yàn)
曲軸直線度檢驗(yàn)時(shí)，一般是利用V形鐵在平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于較小的曲軸也可以在機(jī)床上進(jìn)行測(cè)量。檢驗(yàn)時(shí)，將曲軸清洗干凈，擦干后，將曲軸第一道和最后一道主軸頸用V形塊支承，將百分表觸針抵在中間主軸頸上軸承溝槽未磨損的部位。慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸（應(yīng)避開(kāi)油孔位置），找出反映在百分表上的最小讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)表盤使表針對(duì)零。再把曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°，這時(shí)百分表讀數(shù)即為曲軸彎曲的擺差，擺差的一半即為曲軸的彎曲度。如曲軸主軸頸為雙數(shù)，應(yīng)測(cè)中間兩道主軸頸的擺差，以最大值為準(zhǔn)。擺差度不得超過(guò)0. 15 mm，否則應(yīng)矯正，若直線度超過(guò)0. 20 mm，應(yīng)報(bào)廢。
2.2曲軸扭轉(zhuǎn)變形的檢測(cè)
曲軸扭轉(zhuǎn)變形將引起連桿軸頸分配角的變化。連桿軸頸分配角是指連桿軸徑軸線沿曲軸回轉(zhuǎn)平面圓周分布的角度。
曲軸扭轉(zhuǎn)變形的技術(shù)要求是：各連桿軸頸軸線對(duì)主軸頸軸線的平行度誤差，整體式曲軸應(yīng)不大于0. 01 mm，組合式曲軸應(yīng)不大于0. 03 mm；連桿軸頸分配角偏差值不得大于±30′。
檢測(cè)時(shí)先轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸使第一和最后一缸連桿軸頸位于最高處，如圖所示。在最大高度附近用百分表測(cè)頭檢測(cè)軸頸表面，以確認(rèn)其處于最高位置。轉(zhuǎn)動(dòng)角度刻度盤，使其對(duì)正“0”位。按曲軸旋轉(zhuǎn)的工作方向轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使與第一連桿軸頸相近的連桿軸頸也到達(dá)最高位置，確認(rèn)后在角度盤上讀出其分配角的大小。依次檢測(cè)其他各連桿軸頸。檢測(cè)完畢后再將第一缸連桿軸頸轉(zhuǎn)至水平位置（H面），用百分表測(cè)量各截面相對(duì)高度，并轉(zhuǎn)動(dòng)百分表刻度盤，選擇相對(duì)“0”點(diǎn)。按曲軸工作方向轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使與第一缸相近的連桿軸頸表面的各截面相對(duì)高度在百分表測(cè)得是相對(duì)“0”位的位置，在角度盤上讀出該軸頸的分配角的大小。依次檢測(cè)各連桿軸頸。檢測(cè)結(jié)束后選取兩種角度始點(diǎn)下，連桿軸頸分配角誤差值最大者作為分配角偏差的檢測(cè)結(jié)果。

3 曲軸彎曲的矯正
曲軸的直線度超過(guò)允許值時(shí)，必須進(jìn)行矯直。常用的矯直方法有以下幾種：
3.1冷壓矯直曲軸
冷壓矯直通常在壓床上進(jìn)行。曲軸兩端主軸頸上墊以V形塊（與軸頸接觸處墊以銅皮），放在壓床臺(tái)面上。轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使曲軸向上彎，并將壓頭對(duì)準(zhǔn)中間主軸頸。將百分表放置在被壓主軸頸上，觸針桿與主軸頸下表面接觸，調(diào)整表盤使表針指零。在曲軸彎曲最大的凸面加壓，壓力應(yīng)緩緩增加。壓彎量為曲軸彎曲量的10～15倍，并保持壓力1.5～2 min。時(shí)效熱處理，以消除冷壓時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力（加熱到300～500℃，保溫0.5～1 h）。壓矯時(shí)應(yīng)進(jìn)行多次反復(fù)，直至符合要求為止。為減小曲軸受壓變形時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，每次施壓時(shí)應(yīng)挪開(kāi)百分表，用手錘輕擊軸頸兩側(cè)曲軸臂。冷壓矯正的效果不夠穩(wěn)定，曲軸工作時(shí)易恢復(fù)原來(lái)的變形。同時(shí)矯正后會(huì)在軸頸表層產(chǎn)生塑性變形和殘余內(nèi)應(yīng)力，造成應(yīng)力集中。
3.2冷作敲擊法矯直曲軸
用金屬打擊曲軸的曲柄臂表面，以此使得曲柄臂產(chǎn)生彎曲變形，從而得到理想的曲軸中心線變位。矯直時(shí)，可根據(jù)曲軸的彎曲狀態(tài)。選擇適當(dāng)?shù)那郾砻孢M(jìn)行冷作敲擊，使曲軸的各種不同變形均可矯直。
3.3熱烘頂壓法矯直曲軸
在彎曲處曲柄臂之間加一頂壓螺栓，按直線度數(shù)值的大小，向彎曲的相反方向頂壓，具體頂彎多大，應(yīng)由實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而定。然后在頂壓螺栓兩旁柄臂上，用噴燈均勻加熱至30℃左右，待曲軸冷卻后，拆除頂壓螺栓。檢查曲軸直線度。如此反復(fù)進(jìn)行，直到將曲軸矯直為止。上述加熱其目的是加速變形穩(wěn)定矯直效果，減少殘余變形，從而減少了彈性回復(fù)。
3.4磨削矯直曲軸
對(duì)直線度大于0. 06 mm或小于0. 10 mm的曲軸，通常在曲軸的修磨過(guò)程中進(jìn)行矯直。

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