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柴油机曲轴的再制造尺寸修复研究 　　摘 要：笔者针对石油机械里面的柴油机曲轴的修复再制造问题进行研究，希望通过修理尺寸法对机械尺寸的修正、磨合实现机械的重复利用，提高柴油机的利用效率。 　　关键词：柴油机；曲轴；尺寸修复；再制造 　　曲轴位于柴油机的发动机部位，是整个动力系统的核心部分。因此对曲轴进行再制造尺寸修复，通过改变尺寸而减少机械损耗，对于延长机械的使用寿命，提高石油机械中的柴油机使用效率十分重要。 　　一、曲轴的磨损问题表现 　　1.轴颈表面的椭圆形磨损和锥形磨损 　　柴油机曲轴出现磨损是不可避免的问题，一旦磨损过大，就会影响机器的正常运转，引发发动机的发动问题。柴油机曲轴的磨损问题，主要呈现椭圆形和锥形状态，这与所处相关部位的运行模式和做功轨迹有关，我们可以从这一角度进行分析。在曲轴磨损问题中，轴径的磨损发生最频繁，也有磨损规律。轴径承担着安装轴承的重任，外表要求光滑连续，在运作时，轴径在轴承和曲轴之间转动运转，频繁摩擦。如图1 所示，在主轴颈与连杆轴颈的径向磨损主要呈椭圆形，且其最大磨损部位相互对应，即各主轴颈的最大磨损处靠近连杆轴颈一侧；而连杆轴颈的最大磨损处也是靠近主轴颈一侧。曲轴轴颈沿轴向还有锥形磨损。由于连杆轴径运转时，是以轴径为中心，持续作用力并呈圆周轨迹运动，所以呈现椭圆形；同时，主轴颈的施力方向和靠近部位主要居于连杆轴颈的单侧位置，同一方位的反复摩擦，使得磨损也过于集中与此，造成了轴颈表面的椭圆形磨损。而锥形磨损与椭圆形磨损的形成原理相近，如图2所示，由于作用于轴颈上的力沿圆周方向分布不均匀，同时在离心力作用下，受润滑油中的杂质堆积、干扰影响，磨损不是平直的开展而是倾向于尾部偏斜，导致了椭圆形的磨损演变成锥形磨损。 　　2.曲轴颈表面的擦伤、烧伤问题。 　　柴油机在进行石油开采工作的使用过程中，由于柴油油质较差，或者错误保存方式，导致柴油中杂质较多。机械杂质、坚硬颗粒物体的存在，造成曲轴与轴颈表面的摩擦较大，形成表面硬物划痕；轴颈表而轴颈的烧瓦问题也是受机油品质问题引起的，杂质的存在，轴颈与轴瓦之间间隙过小，同时人为操作不当等各种原因，机油过稀油膜保护不足导致轴颈表面的烧伤，诸多因素引发严重的机械故障。 　　二、曲轴的尺寸修复标准的确定 　　对于曲轴摩擦问题修复前，确定修复标准是十分重要的。 　　1.摩擦裂纹问题。专业化、准确率高的磁力探伤仪是优先选择，但是由于仪器的成本较高，难以实现普及。应用较为广泛的是利用工作经验，采取人工敲击、判断声色的方式，评估摩擦程度，放大镜也是有效的辅助工具。轴颈的裂痕标准为5mm的短浅裂纹和深度40mm、长度10mm的延伸裂纹，一旦超过这个最高标准，便失去了修复意义。 　　2.曲轴弯曲度问题。摩擦过重会导致曲轴的变形弯曲，因此弯曲度的检查也是判断磨损程度的有效途径。通过曲轴正常的运行方式进行测试。因为百分表具有0.01mm的精确刻度值，因此是测量曲轴误差的有效工具。在各道主轴颈处测试，通过绝对测量得出弯曲度数据，并与限定数据进行对比。长度小于1.5m的曲轴，若弯曲量小于O.15mm可以在修磨轴颈时磨直。超过O.15mm时，必须在磨前加以矫正。若无矫正条件的，一般作为报废处理。 　　三、曲轴修复尺寸确定的两种方法 　　1.实际条件下轴颈修理尺寸的确定。如图3，设轴颈的原始尺寸dh，磨损后直径d1，一边的磨损量最小为ξ1，另一边的磨损量最大为ξ2，则直径方向的总磨损量为： 　　2.按标准修理尺寸对曲轴修理。如表 1 所示。 　　1.磨削规范的选择。按照磨损的程度和控制标准分粗磨和精磨。粗磨用“切入法”进刀，一般控制在公差0.02毫米，表面粗糙度在Ra0.8左右；精磨采用“纵向进刀”，公差在0.005mm，表面粗糙度在Ra0.2左右，之后利用砂轮进行修复抛光；视情况的不同还可以采用超精磨。 　　2.对砂轮进行养护处理，随时关闭冷却液以保证砂轮使用的安装的平衡。 　　3.磨削方法。 ①磨削前，用千分尺准确测量各道轴颈的尺寸，估算出修理尺寸的范围。②在修理尺寸内，上曲轴磨床，按要求调整好主轴颈原回转中心，百分表最大偏摆超过 0.02mm。③将百分表放在中间一道主轴颈处，用手转动三爪卡盘看此时百分表偏摆量，推算出“光圆”后必须磨削的最小量。要特别注意磨削时的进刀量，严禁粗进给。 　　综上所述，对石油领域中采用的曲轴的再制造修复问题进行了研究，从曲轴磨损的问题出发，提出了尺寸修复的方法和具体措施，希望能对我国石油企业工程的发展带来帮助。 　　参考文献 　　[1] 肖军.柴油机曲轴的损伤变形及其检修[J]. 农业机械：导购，2012-5. 　　[2] 王中开， 沈永年.发动机曲轴损伤的检查与修复[J]. 农机使用与维修，2012-3