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曲軸的功用、工作條件及制造方法
曲軸的功用是將氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ剌敵?,以?qū)動(dòng)與其相連的動(dòng)力裝置。此外,它還要驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)本身的配氣機(jī)構(gòu)及各種附件,如噴油泵、水泵和冷卻風(fēng)扇等。
曲軸在工作時(shí),由于承受很高的氣體力、往復(fù)慣性力、離心力及其力矩的作用,因此曲軸內(nèi)部產(chǎn)生沖擊性的交變應(yīng)力(拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)),帶外罩式康明斯發(fā)電機(jī)組,并易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng),從而引起曲軸的疲勞破壞。另外由于各軸頸在很高的壓力下作高速轉(zhuǎn)動(dòng),使軸頸與軸承磨損嚴(yán)重,所以,對(duì)曲軸的要求是:耐疲勞、耐沖擊;有足夠的強(qiáng)度和剛度;軸頸表面的耐磨性好并經(jīng)常保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)多靜平衡與動(dòng)平衡要好;在使用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不能產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng);安裝固定可靠并加以軸向定位或限制軸向位移。
曲軸毛坯制造采用鑄造和鍛造兩種方法。鍛造曲軸主要用于強(qiáng)化程度高的內(nèi)燃機(jī),這類曲軸一般采用強(qiáng)度極限和屈服極限較高的合金鋼(如40Cr、35CrMo等)或中碳鋼(如45號(hào)鋼)制造:造曲軸廣泛應(yīng)用于中小功率內(nèi)燃機(jī),通常采用高強(qiáng)度球墨鑄鐵鑄造,其優(yōu)占:過(guò)方,成本低;能夠鑄出合理的結(jié)構(gòu)形狀;對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的阻尼作用優(yōu)于鋼材。
曲軸的分類
①白軸按各組成部分的連接情況,可分為組合式曲軸和整體式曲軸兩種。
即將曲軸分成若干部分,分別制造與加工,然后組裝成一個(gè)整體:其優(yōu)點(diǎn)是加工方便,便于產(chǎn)品系列化。缺點(diǎn)是拆裝不方便,組裝質(zhì)量不易保證,重量大,成本高,采用滾動(dòng)軸承,噪聲大,難以適應(yīng)高轉(zhuǎn)速。
整體式曲軸,即曲軸的各組成部分鑄(或鍛)造在一根曲軸毛坯上。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、強(qiáng)度及剛度好、重量輕、成本低。
②按照曲軸主軸頸數(shù)目,可分為全支承曲軸和非全支承曲軸。
全支承曲軸即是在任兩個(gè)相鄰曲拐之間都設(shè)有主軸頸的曲軸。其主軸頸總數(shù)比連桿軸數(shù)多一個(gè)。這種曲軸的優(yōu)點(diǎn)是曲軸的剛度大,主軸承負(fù)荷輕。其缺點(diǎn)是內(nèi)燃機(jī)軸向尺寸加長(zhǎng)。非全支承曲軸的主軸頸總數(shù)等于或少于連桿軸頸數(shù),其優(yōu)點(diǎn)是尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。缺點(diǎn)是剛度和強(qiáng)度較差,主軸承負(fù)荷較重。柴油機(jī)因負(fù)荷較重,一般多采用全支承曲軸。非全支承曲軸多用于負(fù)荷較輕的內(nèi)燃機(jī)。
活塞銷的常見故障與檢修
(1)活塞銷的常見故障
1)活塞銷的磨損
①原因承受較大的交變負(fù)荷。
②后果活塞銷、活塞銷座孔及連桿襯套配合處相對(duì)磨損;活塞銷與活塞銷座孔、活塞銷與連桿襯套配合間隙增大;產(chǎn)生敲擊聲(銷子響)。
2)斷裂
①原因活塞銷質(zhì)量不好,有裂紋。
②后果打壞汽缸體,造成事故。
(2)活塞銷的檢驗(yàn)與修理
1)活塞銷磨損的測(cè)量與修復(fù)
①磨損的測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)的活塞銷,應(yīng)用千分尺測(cè)量。測(cè)量時(shí)要測(cè)三個(gè)部位:兩頭和中間。每一部位所測(cè)得的任意兩相互垂直的直徑之差即為該部位的失圓度;三個(gè)部位上所測(cè)得的大與小直徑之差即為錐形度;其失圓度及錐形度一般不應(yīng)大于0.005mm。
②修復(fù)當(dāng)徑向磨損大于0.5mm時(shí),必須更換;當(dāng)徑向磨損小于0.5mm時(shí),可采用鍍鉻或鐓粗的方法修復(fù)(鐓:沖壓金屬板使其變形,不加熱叫冷鐓,加熱叫熱鐓)。
2)活塞銷裂紋的檢驗(yàn)方法是先將活塞銷清洗干凈,然后用放大鏡觀察,必要時(shí)可用磁力探傷法檢查。如有裂紋、表面脫落或銹蝕嚴(yán)重等均應(yīng)更換。
(3)活塞銷與銷座孔的修配
1)活塞銷的選配
①活塞銷除標(biāo)準(zhǔn)尺寸外,還有四級(jí)加大修理尺寸: 0.08mm、 0.12mm、 0.020mm、 025mm。
②選配時(shí)應(yīng)根據(jù)銷孔磨損以后的內(nèi)徑,選用近似于內(nèi)徑的加大活塞銷(一般比銷孔的內(nèi)徑大0.025~0.05mm),如選用大一級(jí)的加大活塞銷配合時(shí)仍感松曠,則應(yīng)重選活塞。
③內(nèi)燃機(jī)大修時(shí),因選配的活塞是新的,因此,活塞銷應(yīng)選配標(biāo)準(zhǔn)的,以便給以后的維修留有更換的余地。
④新選配的活塞銷錐形度和失圓度應(yīng)不超過(guò)0.005mm,表面粗糙度不低于0.32,對(duì)多缸內(nèi)燃機(jī)而言,各缸的活塞銷質(zhì)量相差不得超過(guò)10g。
⑤活塞銷與銷座孔,在常溫(15~25℃)下,應(yīng)有0.025~0.04mm的過(guò)盈量。
裂紋的檢驗(yàn)方法
汽缸體和汽缸蓋是不允許有裂紋存在的,否則就會(huì)使內(nèi)燃機(jī)不能正常工作,汽缸體和汽缸蓋裂紋的檢驗(yàn)缸蓋的嚴(yán)重裂紋,一般容易發(fā)現(xiàn),但細(xì)小裂紋不易察覺。通常,汽缸體方法有以下三種。
①水壓法水。把汽缸蓋和汽缸墊按技術(shù)要求裝在汽缸體上,將水壓機(jī)出水管接頭與汽缸前端連接好,并封閉所有水道口,然后將水壓入汽缸體和汽缸蓋內(nèi)(有條件時(shí),可用80~90℃的熱水),在0.3~0.5MPa的壓力下,保持5min,應(yīng)沒有任何滲漏現(xiàn)象。如果有水珠滲出,就表明滲水處有裂紋。內(nèi)燃機(jī)修補(bǔ)過(guò)汽缸體,更換過(guò)汽缸套、氣門座圈及氣門導(dǎo)管后,均應(yīng)進(jìn)行一次水壓檢驗(yàn)。
②氣壓法在沒有水壓機(jī)的情況下,可用自來(lái)水、氣泵或打氣筒。將自來(lái)水注入汽缸體和汽缸蓋水套內(nèi)"然后用氣泵或打氣筒向注水的水套內(nèi)充氣,借助氣體壓力檢有無(wú)液體滲漏,即可確定裂紋所在的部位。為防止水和氣倒流,應(yīng)在充氣管與汽缸體水管接頭間裝一單向閥門。
③浸油錘擊顯示法在以上兩種檢查方法的條件都不具備時(shí),可用浸油錘擊顯示法。檢驗(yàn)時(shí),先將零件浸入柴油或煤油中一定時(shí)間,取出后將表面擦干,撒上一層粉,然后用小錘輕輕敲擊非工作表面,如果零件有裂紋,由于振動(dòng),會(huì)使浸入裂紋的柴油或煤油滲出,使裂紋處的粉呈現(xiàn)黃色線痕。一旦檢驗(yàn)出汽缸體或汽缸蓋有裂紋,就必須進(jìn)行修理。
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