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新聞主題 |
凸輪軸的彎曲、軸頸、高度檢查與修理 |
摘要：柴油發電機凸輪軸孔及同軸度、彎曲、圓柱度檢修檢測裝置包括芯軸，芯軸的前端設有止推板，芯軸上設有表座，表座上連接杠桿百分表，芯軸的后端軸上設有定位套，芯軸的末端連接手柄。機體凸輪軸孔及同軸度檢修檢測裝置便于檢查機體上凸輪軸孔的同軸度，解決了一般萬能表無法測量的困難，效益較高，通過檢測，可以找出凸輪軸孔同軸度超差的方向和大小，從而對凸輪軸孔進行有針對性的檢修，既直觀又方便，有助于檢修。
一、凸輪軸的結構組成
凸輪軸是發動機傳動系統中的重要組成部分，在傳動機構中起著轉移動力的作用。凸輪軸的構造非常簡單，它是由一對對稱的凸輪和一根軸以及外套軸組成，如圖1所示。
1、針對凸輪軸的軸體
它是一種精確加工的軸，它由一根或多根軸構成，且每根軸的直徑、壁厚、長度可根據應用來定制。一般來說，當傳動軸受力時，軸壁的厚度越大，它的強度也越高，而且它也具有良好的剛性。當軸受到壓縮力時，可以有效緩解壓力，從而達到抗拉承重的目的。
2、針對凸輪的構造
凸輪的輪廓形狀如圖2所示，一般由內球座（具有內螺紋的內球座）和凸輪外殼（表面配有凸槽的凸輪外殼）組成，凸輪外殼上配有若干個凸槽，而內球座通過螺紋軸向聯結在一起。螺紋軸兩端由凸輪外殼和內球座脹壓封好。凸輪外殼子上有若干個凹槽，它們決定了凸輪軸總共能傳遞多少傳動轉矩。
3、針對外套軸的構造
外套軸是將兩個凸輪連接到一起的組件，它由一根軸和兩個外套組成。當軸上裝有滾輪組件時，可以有效地減小摩擦，減少動力消耗；而外套也能有效的防止軸受到損傷。一般來說，外套軸的外徑應該和軸上的滾輪裝置相同，以確保滾輪裝置不能夸大傳動系統，然后軸上還需要配有滾輪，以滿足允許傳動系統中的工作負荷。
總之，凸輪軸是一種相對簡單的發動機傳動系統，結構比較簡單，由凸輪和軸以及外套軸組成。它的特點是傳動比較精確，可以滿足不同的應用要求。
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圖1 凸輪軸結構圖 |
圖2 凸輪軸輪廓形狀 |
二、凸輪軸的檢查
1、彎曲檢查
將凸輪軸裝在車床兩頂針間或用“V”形墊鐵支住兩端軸頸，放在平板上，將百分表觸及中部軸頸，轉動凸輪軸，表針擺動的最大值和最小值之差的一半為直線度偏差。其數值大于0.05mm時應進行冷壓校直。
2、軸頸檢查
（1）用外徑千分卡尺測量軸頸的直徑，如圖4所示。如果軸頸直徑不符合規定，則檢查油膜間隙。
（2）用外徑千分卡尺測量各道軸頸的圓度和圓柱度。圓度和圓柱度偏差大于0.015mm時，用磨削方法縮小尺寸修復，每級級差－0.20mm，一般可加工至－1.0mm。
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圖3 凸輪軸彎曲測量示意圖 |
圖4 柴油機凸輪軸軸頸直徑檢查 |
3、凸輪檢查
用樣板或外徑分厘米卡尺檢查（如圖5所示），凸輪高度比標準高度低0.4mm時（如圖6所示），應修磨凸輪，低1.0mm時，用堆焊法修復。凸輪起槽或有斑點要用油石修復。凸輪高度低于17.20mm時，應更換凸輪軸。
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圖5 柴油機凸輪軸凸角高度檢查 |
圖6 凸輪軸標準高度示意圖 |
4、檢查凸輪軸的徑向跳動
將凸輪軸放在V形塊上，用百分表測量中心軸頸的徑向跳動。如果徑向跳動大于最大值，則更換凸輪軸。
6、檢查凸輪軸油膜間隙
（1）清潔軸承蓋和凸輪軸軸頸。
（2）將凸輪軸放到凸輪軸殼上。
（3）將塑料間隙規擺放在各凸輪軸軸頸上，如圖7所示。
（4）安裝軸承蓋。
（5）拆下軸承蓋。
（6）測量塑料間隙規最寬處。
7、檢查凸輪軸軸向間隙
首先，將凸輪軸安裝在機器上。其后，來回移動凸輪軸的同時，用百分表測量軸向間隙（如圖8所示）。如果軸向間隙大于最大值，則更換凸輪軸殼。如果止推面損壞，則更換凸輪軸。
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圖7 柴油機凸輪軸油膜間隙檢查 |
圖8 柴油機凸輪軸軸向間隙檢查 |
三、凸輪軸的修理
1、凸輪軸軸頸的修理
凸輪軸軸頸磨損有兩種修理方法。
（1）壓入在汽缸體承孔內的可拆換的凸輪軸承，而且，這種凸輪軸比較普遍，可用磨小軸頸尺寸和配用相應尺寸的凸輪軸承，其修理尺寸一般分為四級：每級縮小（0.25、o.50、0.75、1.00），通常在磨床上進行。
（2）凸輪軸直接在汽缸體承孔內旋轉，則修理軸頸時，應用鍍鉻加粗，然后磨削至標準尺寸或修理尺寸再凸輪的修理鬥輪的表面如有擊痕、毛糙及不均勻的磨損時，應用凸輪軸專用磨床進行修整，或根據標準樣板予以細致的修理。
凸輪高度因磨損減少至一定限度時（它的允許限度決定于凸輪滲碳層的厚度，一般不超過0.50~0.8mm），應在專用的靠模車床或凸輪軸專用磨床上進行光磨。如果磨損過大，可進行合金焊條堆焊（如系采用普通焊條時，焊后需進行滲碳并經熱處理），然后按樣板進行光磨，恢復原來的幾何形狀。在堆焊時為了避免受熱變形，可將凸輪軸置于水中，僅將施焊部分露出水面。凸輪頂端具有錐度的，如錐度消失或不符合規定時，應予以修復。
2、凸輪軸軸承的修理
凸輪軸軸承與軸頸的配合間隙，一般為0.03、0.07mm，最大不得超過0.15mm。超過0.15mm時，則應修理或更換。
（1）刮配
① 根據凸輪軸軸頸的修理尺寸，選擇同級修理尺寸的軸承。
② 刮配。
刮配后軸承內徑的尺寸應相當于：軸頸尺寸+軸承與軸頸的配合間隙（一般為0.03~0.07mm）+軸承與座孔的公盈量（一般為0.015~0.02mm）。
刮配軸承時，其刮削厚度應盡量均勻，保證刮削后的軸承與座孔以及各軸承的中心線、，在軸承未壓入座孔前，應與軸頸試配，其配合應稍有松動；而當在軸承與軸頸之間過以厚薄規（其厚度等于軸承與座孔的公盈量+軸承與軸頸的配合間隙），拉動軸承應稍有阻力為合適。因為，將軸承壓入座孔后，由于軸承變形，內徑縮小，一般來說內徑的縮小尺寸當于軸承與座孔的過盈量，所以，這樣可以基本達到所需的配合間隙。
③ 將軸承壓入座孔內，壓入時應對準軸承，防止把軸承打毛。
④ 將凸輪軸裝入軸承內，轉動數圈，試看接觸情況，并加以適當修刮，要求其接觸面較好。檢驗其配合緊度的經驗方法是：用手扳動正時齒輪，凸輪軸能轉動靈活，沿徑向移生凸輪軸時，應沒有明顯的間隙感覺。
3、其他部位的修理
凸輪軸裝正時齒輪固定螺母的螺紋如有損傷，應堆焊修復或更換新件。正時齒輪鍵與鍵槽需吻合，如有磨損應換新鍵。機油泵驅動齒輪的輪齒磨損，其齒損超過0.50mm時，應予以堆焊修復。偏心輪表面磨損超過0.50mm時，應予以修復。驅動齒輪及凸輪因磨損過大或有斷裂等情況時，則應更換凸輪軸。
4、修復后的探傷檢查
由于凸輪與挺桿接觸時，表面接觸應力較大，凸輪表面不允許有任何缺陷，所以凸輪軸表面需要經過探傷，探傷分為兩類：磁粉探傷和熒光探傷，主要探測凸輪在淬火過程中產生的淬火裂紋和磨削過程中產生的磨削裂紋。探傷也是一種無損檢測方法，按現有的生產水平，熒光探傷比較干凈，優于磁粉探傷，因為磁粉探傷除了要配置磁懸液外，現場生產也難得保持干凈，并且經過退磁后，仍然有一部分磁通量流在凸輪軸上。
5、凸輪軸的拋光
凸輪軸的主軸頸、油封軸頸要求表面粗糙度0.2，所以必須除去主軸頸和油封軸頸的表面磷化膜，為了保證主軸頸和油封軸頸表面粗糙度，必須對它們進行拋光處理，在拋光過程中，由于摩擦生熱少磨；粒散熱時間長，可有效地減少工件的變形、燒傷，主要是提高表面的加工精度，使凸輪軸軸頸獲得光亮光滑的表面，但不能提高產品尺寸和幾何精度，對零件的形位誤差不產生任何改變，按目前的工藝水平，拋光砂帶采用紙質砂帶，砂粒的粒度280—320，拋光液選用煤油，拋光機的專用工裝為硬質樹脂制的上下兩個半圓。
6、凸輪軸的清洗
凸輪軸不僅僅要進行表面清洗，更主要的是主油道的清洗和油孔的清洗，防止鐵屑等臟物滯留在主油道孔的搭結處，除去油孔孔口毛刺，一般來講，單根凸輪軸的清潔度為10毫克左右，若清潔度超標，將加速發動機零件的磨損，縮短發動機的壽命，清洗后的凸輪軸，還要吹干，涂上防銹油，并且做好防塵工作，存放在通風干燥處。
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