柴油机曲轴的修复工艺.doc

柴油机曲轴的修复工艺 A10机械1 郑宇杰 100702113 摘要：柴油机在长时间使用后其曲轴的修复, 也即柴油机使用寿命的恢复, 是一个众所周知的实际问题。修理厂在执行交通部有关节约资源和进口产品国产化的任务时, 这一问题就更为突出。但是在许多修理厂中, 由于曲轴修复比较复杂和修理成本较高, 所以未能进行这项工作。曲轴修复的主要方法有: 娇正法—消除振摆; 研磨法—消除曲轴的椭国度和局部表面机械损伤, 如擦伤、划痕; 镀复法—修复被磨损之轴颈的直径; 堵焊法—消除曲轴长期使用中产生的剩余应力。本文介绍了在修理厂中积累的修复曲轴的经验。 关健词: 曲轴柴油机修复方法 一、曲轴受力情况 曲轴是柴油机的重要运动件之一, 它是由主轴颈、曲柄臂和曲柄销等组成的。曲轴是一根弯曲刚度较大、扭转刚度较低的零件, 它所受的力和力矩为:( 1) 周期变化的燃气压力作用于各轴颈上, 对其进行快速冲击;(2) 活塞连杆组上、下往复的运动质量惯性力;3) 曲柄销、曲柄臂、连杆旋转质量和曲轴平衡块的离心力;( 4) 由各曲柄传递来的扭矩及反扭矩, 相互作用于曲轴不同转角位置上, 具有不同的大小和方向;( 5) 主轴承对主轴颈作用的支座反作用力;(6) 机体轴承孔的不同心度, 轴颈和轴承磨损、变形产生的阶梯度以及机体变形引起的附加应力;( 7) 扭振引起的附加应力等。因此, 要求曲轴必须具有足够的疲劳强度、较高的弯曲强度和刚度以及扭转刚度和加工精度, 并具有一定的自振频率; 同时, 也要求曲轴轴颈必须耐磨, 以提高使用寿命。 曲轴常见故障分析 曲轴在运用中损坏的因素是多方面的, 除曲轴本身的材质、形位尺寸、加工质量、氮化处理等因素外, 曲轴的组装、轴瓦的选配以及维护保养也十分重要。曲轴的常见故障有: 轴颈磨损、拉伤, 主轴颈跳动量超差, 裂纹及断裂等。 ( 1) 轴颈磨损及拉伤主要与曲轴润滑、轴瓦质量、曲轴加工质量以及组装质量有关。 ( 2) 在柴油机运用中, 如果发现轴瓦经常出现碾片或磨损, 应考虑主轴颈跳动量超差问题。机体主轴孔同轴度超差较大, 也会出现这类问题。 ( 3) 轴颈裂纹一般分为轴向裂纹和径向裂纹。轴向裂纹一般是由于轴颈的严重磨损和拉伤所致,属于热裂纹; 径向裂纹属于疲劳裂纹, 修理中应给予高度重视( 不能采用镀铁法修复) 。 ( 4) 曲轴断裂的原因有:气缸发生水锤、油锤事故或活塞抱缸; o 连杆螺钉断裂导致活塞连杆组锤击曲轴; 柴油机飞车; 轴瓦的紧余量不足, 使轴瓦在瓦孔中转动和错位, 将油孔遮断使轴颈严重缺油, 造成轴颈和轴瓦烧损; 轴瓦合金层剥离; 曲轴组装选瓦时各轴颈油隙相差太大, 使曲轴在较大的支承阶梯度下受力运转, 导致轴颈圆根部位应力过大而发生断裂; 主机油泵及其传动装置损坏, 轴颈严重缺油。断裂常发生于主轴颈圆根到曲柄颈圆根连线的截面上( 俗称危险断面) , 有时在轴颈油孔处也发生裂纹, 因为这些地方应力集中最大, 最危险。 曲轴断裂断面明显具有2 个区域, 如图1 所示, 一个是粗粒区域, 一个是平滑区域, 疲劳源处于平滑区的表面处。