故障檢查與技術(shù)維護(hù)

檢測(cè)柴油發(fā)電機(jī)連桿的變形、彎曲度和扭曲度方法

  

摘要：連桿是柴油發(fā)電機(jī)重要零件之一，它把活塞與曲軸連接在一起，將活塞頂?shù)娜細(xì)獗┌l(fā)壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)外輸出動(dòng)力。連桿一般由中碳鋼或合金鋼模鍛而成，有很高的強(qiáng)度、剛度和較長(zhǎng)的使用壽命。但在實(shí)際使用中，常常由于各種各樣的原因促使連桿早期損壞失效，其中最常見的是變形，包括彎曲和扭曲。因此，在柴油發(fā)電機(jī)修理中，特別是在大修中，對(duì)連桿變形的檢查和校正是一項(xiàng)重要的工作。 

 

一、連桿的變形檢驗(yàn)

 

      我們都知道柴油發(fā)電機(jī)連桿屬于持續(xù)工作的部件，在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中容易出現(xiàn)變形問題，若柴油機(jī)出現(xiàn)燒瓦抱軸、活塞被卡死在汽缸內(nèi)、超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和超轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，則更易使柴油發(fā)電機(jī)連桿產(chǎn)生彎曲和扭曲現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成柴油發(fā)電機(jī)連桿斷裂等事故。

1、用百分表檢測(cè)

      當(dāng)活塞柴油發(fā)電機(jī)連桿組件從柴油機(jī)機(jī)體中拆出來之后，彎曲檢查如圖1所示，扭曲檢查如圖2所示。然后需要進(jìn)行以下幾個(gè)步驟：

（1）首先要通過外觀檢查柴油發(fā)電機(jī)連桿是否有裂紋或變形現(xiàn)象、柴油發(fā)電機(jī)連桿大頭接合面配合是否嚴(yán)密、有無不正常磨損現(xiàn)象等。

（2）然后把柴油發(fā)電機(jī)連桿和柴油發(fā)電機(jī)連桿蓋放在平整的木板上，檢查接合端面的平整情況，可用厚薄規(guī)進(jìn)行檢查，要求不平度小于0.025mm。

（3）再按技術(shù)要求檢査柴油發(fā)電機(jī)連桿蓋座孔的深度，若不符合技術(shù)要求，則說明座孔內(nèi)部出現(xiàn)磨損或連杄與連杄蓋接合端面有損傷現(xiàn)象。若接合端面有輕微的損傷和不平時(shí)，則可用研磨法進(jìn)行修復(fù)：如果端面損傷和不平度較嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)用專用工具銑平，并按標(biāo)準(zhǔn)尺寸重新鏜孔。柴油發(fā)電機(jī)連桿軸承座孔磨損后的圓柱度和橢圓度大于0.05mm時(shí)，應(yīng)對(duì)座孔進(jìn)行搪削。

 

圖1  柴油機(jī)連桿彎曲變形的檢測(cè)方法

圖2  柴油機(jī)連桿扭曲變形的檢測(cè)方法

 

2、用連桿檢驗(yàn)器檢驗(yàn)

（1）連桿檢驗(yàn)器夾具校準(zhǔn)

      柴油發(fā)電機(jī)連桿彎曲和扭曲可在兩桿檢驗(yàn)器上進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)前檢驗(yàn)夾具應(yīng)校準(zhǔn)，其方法是：

① 用“標(biāo)準(zhǔn)”柴油發(fā)電機(jī)連桿或已知柴油發(fā)電機(jī)連桿長(zhǎng)度的新柴油發(fā)電機(jī)連桿來校準(zhǔn)檢驗(yàn)夾具。

② 用一組定位心軸中選擇合適的活塞銷孔心軸，裝到活塞銷孔中。

③ 再將短軸裝入大頭孔中，緊固短軸，使它能正確地在大頭孔的中心上定位。

④ 將標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)電機(jī)連桿裝入檢驗(yàn)夾具上。扭松旋扭，移動(dòng)千分表支架，使龍崗千分表的觸頭都碰到小頭孔的心軸。扭緊支架固定千分表，并調(diào)整千分表的指針到“0”位。

⑤ 從經(jīng)驗(yàn)夾具上拆下標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)電機(jī)連桿，水平翻轉(zhuǎn)180°，再將它轉(zhuǎn)入到校驗(yàn)夾具內(nèi)。此時(shí)千分表指針應(yīng)處于“0”。    如果千分表指針并不回到“0”位，應(yīng)調(diào)整千分表的表盤，使千分表的讀數(shù)調(diào)整到讀數(shù)差的一半。此時(shí)在柴油發(fā)電機(jī)連桿的兩種安裝位置上的讀數(shù)應(yīng)相同而表指示的方向相反。至此檢驗(yàn)夾具校準(zhǔn)完畢。

（2）檢驗(yàn)步驟

      如圖4所示，檢驗(yàn)前，先拆除連桿襯套和連桿軸瓦，按規(guī)定的扭矩緊固連桿螺栓，然后按下述程序進(jìn)行檢驗(yàn)：

① 根據(jù)被檢驗(yàn)連桿大小頭孔內(nèi)徑，選取相應(yīng)的可調(diào)銷軸及半圓鍵，并將可調(diào)銷軸直徑為50 mm的一端插入檢查平板的孔內(nèi)，使銷軸上的半圓鍵朝下，然后扳動(dòng)偏心軸搖把，將銷軸壓緊。

② 旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘，使半圓鍵降到連桿大頭孔能套入為止。將連桿大頭孔套在可調(diào)銷軸上，并使大頭位于半圓鍵中間位置，使小頭朝上處于垂直位置，然后再旋入調(diào)整螺釘，使半圓鍵頂緊連桿大頭孔。調(diào)整限位器，使其與連桿相抵。

③ 按連桿小頭孔內(nèi)徑選取標(biāo)準(zhǔn)銷軸，如無標(biāo)準(zhǔn)銷軸時(shí)，可在襯套裝好后利用活塞銷，穿入連桿小頭孔內(nèi)（或連桿襯套內(nèi)），再將檢查爪跨放在銷軸上，輕輕移動(dòng)，使量腳靠近平板的平面。

④ 用塞尺仔細(xì)測(cè)量三個(gè)量腳與平面之間的間隙。若三個(gè)量腳與平板平面的間隙相等，則表明連桿正直；若左、右量腳的間隙相等，但與上腳的間隙不等，則表明連桿彎曲；若左、右量腳的間隙不等，則表明連桿扭曲；若左、右量腳的間隙不等，且上腳的間隙不等于左、右量腳之和的1/2，則表明連桿同時(shí)存在著彎曲和扭曲現(xiàn)象。連桿直線度和扭曲度計(jì)算方法如下：左、右量腳的平均間隙與上量腳間隙的差，即為連桿在100 mm長(zhǎng)度上的直線度；左、右量腳與平板之間的間隙之差，為連桿在100 mm長(zhǎng)度上的扭曲度。

⑤ 為了準(zhǔn)確起見，可把連桿再翻個(gè)面，用上述方法復(fù)檢一次，取兩次檢查的平均值。連桿的直線度在100 mm長(zhǎng)度上一般不超過0.06 mm；連桿的扭曲度在100 mm長(zhǎng)度上一般不應(yīng)超過0.08 mm。

 

圖3  柴油機(jī)連桿檢驗(yàn)器夾具示例三維圖

圖4  連桿檢驗(yàn)器檢驗(yàn)示意圖

 

二、測(cè)量連桿的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)

 

1、測(cè)量連桿的長(zhǎng)度：  

      將心軸和短軸裝入待檢驗(yàn)柴油發(fā)電機(jī)連桿，按上述步驟校檢驗(yàn)夾具。記錄千分表指示的讀數(shù)。千分表“零”位的校準(zhǔn)差值必須從標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)電機(jī)連桿的已知長(zhǎng)度中加上或減去，來確定正在被測(cè)量的柴油發(fā)電機(jī)連桿長(zhǎng)度。6BT型康明斯柴油發(fā)電機(jī)連桿長(zhǎng)度304.7492～304.800mm；KTTA型柴油發(fā)電機(jī)連桿長(zhǎng)度289.69～289.74mm。如果柴油發(fā)電機(jī)連桿長(zhǎng)度不在規(guī)定的范圍內(nèi)，就必須更換兩個(gè)或加工活塞銷襯套。

2、測(cè)量連桿的彎曲度

      記錄（孔的平行度）千分表的讀數(shù)，從檢驗(yàn)夾具內(nèi)拆下柴油發(fā)電機(jī)連桿，將柴油發(fā)電機(jī)連桿水平方向翻轉(zhuǎn)180°，將千分表的讀數(shù)和開始記錄的千分表讀數(shù)進(jìn)行比較， 這兩次千分表讀數(shù)的差值，就是柴油發(fā)電機(jī)連桿的彎曲度值。彎曲度值，不帶襯套時(shí)應(yīng)不大于0.25mm；裝襯套后不大于0.10mm。

3、測(cè)量連桿的扭曲度

      用塞尺檢查活塞銷孔夾具和心軸之間的間隙，夾具和心軸之間的間隙就是柴油發(fā)電機(jī)連桿的扭曲度。扭曲度裝有襯套時(shí)，應(yīng)不大于0.25mm；不裝襯套時(shí)，應(yīng)不大于0.51mm。

三、連桿校正和修理

 

      連桿彎曲一般發(fā)生在大小端中心線所形成的平面內(nèi)（前后彎）；連桿扭曲將使大小端中心線不處在一個(gè)平面內(nèi)，從而造成活塞在汽缸內(nèi)歪斜使汽缸與活塞、連桿軸承與連桿軸頸偏磨；活塞環(huán)漏氣、竄油；發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴等不良后果，破壞了發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

1、臺(tái)虎鉗校正法

      如圖5所示。校正彎曲時(shí)，用三根長(zhǎng)100 mm直徑18 mm的圓鋼，一根置于彎曲點(diǎn)，其余兩根放在相對(duì)處兩側(cè)，然后旋緊臺(tái)虎鉗施加壓力，反復(fù)校正和檢查，直至合格。校正扭曲時(shí)，可將連桿大頭夾緊在臺(tái)虎鉗上（注意用軟金屬片保護(hù)大頭端面）。用一根直徑比小頭略小的圓管套入小頭，扳動(dòng)長(zhǎng)管校正扭曲，做到小心校正，反復(fù)檢查。

2、連桿校正器校正法

      如圖6所示。常用的連桿校正器有兩種，一種是校正連桿彎曲變形的彎曲校正器，另一種是校正連桿扭曲的扭曲校正器。校正時(shí)拆去軸瓦和襯套，裝回連桿蓋，并按標(biāo)準(zhǔn)力矩?cái)Q緊。如存在兩種變形，則先校正扭曲，再校正彎曲。在常溫下校正連桿，由于材料的彈性，校正后又恢復(fù)原狀。因此在校正彎曲和扭曲變形時(shí)，要將校正負(fù)荷保持一定的時(shí)間。對(duì)連桿彎曲和扭曲變形較大的，校正后要用噴燈稍許加溫，做穩(wěn)化處理，然后進(jìn)行復(fù)查。為防止變形彈性恢復(fù)，通常校正時(shí)應(yīng)過彎或過扭少許。

3、修刮法

     當(dāng)連桿的直線度和扭曲度超限不大時(shí)，可采用更換小頭襯套和連桿軸瓦的辦法進(jìn)行輕微修刮修正。修刮的要求，除中心線歪扭得到糾正外，配合面的接觸面積均應(yīng)符合要求。

4、熱校法

      當(dāng)連桿的直線度和扭曲度過大時(shí)，也可采用熱校法。用氧-乙炔火焰均勻地加熱需要校正部位，當(dāng)溫度達(dá)到450～600 ℃，使整個(gè)厚度熱透后，再進(jìn)行校正。校正后用石棉布包好，在空氣中自然冷卻。

 

圖5  用臺(tái)虎鉗校正連桿變形

圖6  連桿扭曲使用杠桿夾校正圖

 

總結(jié)：

      連桿作為內(nèi)燃機(jī)的重要部件之一，在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作中起著至關(guān)重要的作用。為了保證連桿的正常運(yùn)行和長(zhǎng)期使用，必須進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)。連桿的檢查方法包括目視檢查、測(cè)量檢查、磁粉檢測(cè)、超聲波檢測(cè)和金相檢測(cè)等多種方法。通過這些方法的應(yīng)用，可以全面、準(zhǔn)確地評(píng)估連桿的工作狀態(tài)和健康程度，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作和延長(zhǎng)使用壽命。

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