摘要：主軸會(huì)因?yàn)槟p、彎曲、扭曲、裂紋等損傷而影響柴油發(fā)電機(jī)的正常工作，甚至?xí)蛄鸭y導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)主軸斷裂而發(fā)生重大機(jī)械事故，康明斯廠家通過(guò)對(duì)主軸損壞的標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)與維修方法的介紹，提高柴油發(fā)電機(jī)主軸的維修質(zhì)量。

　
一、柴油發(fā)電機(jī)主軸的常見(jiàn)損傷原因

 

主軸的主要損傷是：軸頸磨損、主軸裂紋和斷裂。

（1）主軸裂紋產(chǎn)生的主要原因是應(yīng)力集中造成的疲勞破壞。裂紋從油孔處產(chǎn)生，沿與軸線成45°～55°方向發(fā)展，造成主軸頸與連桿軸頸斷裂;裂紋由圓角處產(chǎn)生，向曲柄臂發(fā)展造成曲柄臂斷裂，常發(fā)生在主軸全長(zhǎng)2/3的部位上（如圖1所示）。

 

圖1 主軸斷裂實(shí)物圖

（2）主軸發(fā)生彎曲和扭曲變形，主要原因是主軸在工作中受到周期性的氣體壓力、往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)離心力和機(jī)械制動(dòng)力作用而變形。還有人為因素如操作不當(dāng)或機(jī)械事故導(dǎo)致主軸發(fā)生變形。

（3）軸頸磨損產(chǎn)生的主要原因是潤(rùn)滑不力導(dǎo)致的，如潤(rùn)滑油中存在著硬質(zhì)磨料、軸頸與軸承的間隙過(guò)小、超速運(yùn)轉(zhuǎn)、軸頸或軸承表面粗糙度低等原因。

 

二、柴油發(fā)電機(jī)主軸的檢測(cè)方法

 

1、主軸損壞的標(biāo)準(zhǔn)

用磁力探傷器對(duì)主軸進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)主軸表面有下列情況就不能再繼續(xù)使用：

（1）在主軸的圓角處有損傷。

（2） 主軸頸表面油孔處或進(jìn)入油孔的倒角處有裂紋或損傷。

（3）主軸上出現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)6 mm以上的裂紋。

（4）在一個(gè)軸頸上有多于4處以上的裂紋。

用磁力探傷器對(duì)主軸進(jìn)行檢測(cè)，在主軸表層下部，若有下列情況主軸就不能使用：

（1）在主軸圓角處或在圓周方向有裂紋與損壞。

（2）在主軸圓周方向有長(zhǎng)達(dá)25 mm以上的裂紋。

（3）在主軸軸線方向有長(zhǎng)達(dá)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(jīng)磁力探傷的主軸，必須完全地退磁和徹底地清洗，才能使用。

2、主軸磨損部位的檢測(cè)

（1）用千分尺測(cè)量主軸的前端和后端應(yīng)符合具體要求。

（2）用千分尺測(cè)量主軸頸、連桿軸頸和止推法蘭的厚度，如康明斯NT885型的柴油發(fā)電機(jī)主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）用百分表和V形塊測(cè)量主軸徑向跳動(dòng)量（如圖2所示），檢測(cè)主軸各主軸頸的同軸度。測(cè)量主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(shí)，則需要磨削主軸軸頸。

 

圖2 主軸徑向跳動(dòng)量測(cè)量方法

3、主軸彎曲度的測(cè)量

（1）主軸彎曲度：

當(dāng)主軸用其兩端軸頸支撐時(shí)，在中間主軸頸所測(cè)得的千分表總讀數(shù)的1/2就是彎曲度或全長(zhǎng)的不同心度（如圖3所示）。

（2）軸頸的跳動(dòng)量

。當(dāng)主軸頸沿著一個(gè)共同的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)主軸頸的千分表總讀數(shù)和另一相鄰的軸頸的千分表總讀數(shù)之間的差值，即為相鄰軸頸的跳動(dòng)量。

（3）彎曲度的測(cè)量：

將主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(cè)軸頸，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，測(cè)量每個(gè)軸頸，并作記錄，把所測(cè)中間主軸頸的千分表讀數(shù)除以2，即為彎曲度。

 

圖3 主軸彎曲度的測(cè)量方法

三、柴油發(fā)電機(jī)主軸的維修

 

1、主軸的校直

當(dāng)主軸彎曲度小于0.20  mm時(shí)，可通過(guò)修磨軸頸將軸修直。如彎曲度超過(guò)0.20 mm時(shí)，必須先校直而后磨軸，否則磨削量將太大而影響主軸的使用壽命。

（1）下面介紹用冷壓方法對(duì)主軸進(jìn)行校直：

    校直主軸可用20 t的油壓機(jī)，將主軸置于壓床上，兩端主軸頸用襯有銅墊的V形支架支撐，在主軸彎曲的反方向?qū)χ鬏S頸加壓。壓校時(shí)彎曲度的大小，與主軸材科和彎曲變形的大小有關(guān)。因此，必須根據(jù)主軸的實(shí)際情況確定壓較量，例如鑄造中碳鋼主軸彎曲變形度在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(nèi)即可基本校直;而對(duì)相同彎曲度的球墨鑄鐵主軸，壓校時(shí)，大約為原彎曲度的10～15倍即可基本校直。但必須指出，當(dāng)主軸彎曲變形較大時(shí)，校直必須分多次進(jìn)行，以防壓校的彎曲變形過(guò)大而使主軸折斷。尤其是球墨鑄鐵主軸更易折斷，一般情況下主軸彎曲度的檢查和校直工作，不可能是一次成功，必須反復(fù)進(jìn)行，直至校正到符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為止。冷壓校直后的主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(shí)效和人工時(shí)效處理。自然時(shí)效即將冷壓后的主軸擱置5～10天，再重新檢查校正。自然時(shí)效方法簡(jiǎn)單，但修理周期將要因此而延長(zhǎng)，是不經(jīng)濟(jì)的。人工時(shí)效處理即冷壓后將主軸加熱300 ℃左右，保溫0.5～1 h，便可消除冷壓產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。這是一種有效的方法。

（2）冷壓校直主軸的方法，還存在以下缺點(diǎn)：

    由于主軸的軸頸分別在不同平面上，而且沿長(zhǎng)度方向主軸的剛度不同，因此最大的壓校變形，不一定發(fā)生在新加壓力的作用方向上，而往往發(fā)生在危險(xiǎn)斷面的軸頸圓角處，造成應(yīng)力集中而降低主軸的疲勞強(qiáng)度。

2、其它損傷的處理

（1）對(duì)于主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主軸中的油道;用清潔的機(jī)油潤(rùn)滑油孔，裝回孔塞。

（2）對(duì)于軸頸磨損，可用磨削方法修理。磨主軸時(shí)，在主軸前端的曲柄臂上打記號(hào)以標(biāo)明需配裝的主軸瓦或連桿軸瓦的準(zhǔn)確尺寸，在后端的曲柄臂上打上需裝加厚止推環(huán)的尺寸和位置。

總結(jié)：主軸是柴油發(fā)電機(jī)的重要部件之一。柴油燃燒所發(fā)出的功率都由主軸輸出，將動(dòng)力傳遞給拖拉機(jī)的行走機(jī)構(gòu)，或通過(guò)皮帶輪或動(dòng)力輸出軸傳遞給作業(yè)機(jī)具。主軸在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(huì)出現(xiàn)其他一些損傷，如軸頸磨損，主軸彎曲、扭曲、裂紋和折斷等，影響柴油發(fā)電機(jī)正常工作，甚至發(fā)生重大機(jī)械事故。在此我們對(duì)柴油發(fā)電機(jī)主軸檢測(cè)與維修方法進(jìn)行探討。

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