故障檢查與技術維護

檢測柴油發電機連桿的變形、彎曲度和扭曲度方法

  

摘要：連桿是柴油發電機重要零件之一，它把活塞與曲軸連接在一起，將活塞頂的燃氣暴發壓力傳給曲軸，使活塞的往復直線運動轉變為曲軸的旋轉運動，對外輸出動力。連桿一般由中碳鋼或合金鋼模鍛而成，有很高的強度、剛度和較長的使用壽命。但在實際使用中，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，在柴油發電機修理中，特別是在大修中，對連桿變形的檢查和校正是一項重要的工作。 

 

一、連桿的變形檢驗

 

      我們都知道柴油發電機連桿屬于持續工作的部件，在高負荷運轉中容易出現變形問題，若柴油機出現燒瓦抱軸、活塞被卡死在汽缸內、超負荷運轉和超轉速運轉時，則更易使柴油發電機連桿產生彎曲和扭曲現象，嚴重時還會造成柴油發電機連桿斷裂等事故。

1、用百分表檢測

      當活塞柴油發電機連桿組件從柴油機機體中拆出來之后，彎曲檢查如圖1所示，扭曲檢查如圖2所示。然后需要進行以下幾個步驟：

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

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

（3）再按技術要求檢査柴油發電機連桿蓋座孔的深度，若不符合技術要求，則說明座孔內部出現磨損或連杄與連杄蓋接合端面有損傷現象。若接合端面有輕微的損傷和不平時，則可用研磨法進行修復：如果端面損傷和不平度較嚴重時，則應用專用工具銑平，并按標準尺寸重新鏜孔。柴油發電機連桿軸承座孔磨損后的圓柱度和橢圓度大于0.05mm時，應對座孔進行搪削。

 

圖1  柴油機連桿彎曲變形的檢測方法

圖2  柴油機連桿扭曲變形的檢測方法

 

2、用連桿檢驗器檢驗

（1）連桿檢驗器夾具校準

      柴油發電機連桿彎曲和扭曲可在兩桿檢驗器上進行檢驗。檢驗前檢驗夾具應校準，其方法是：

① 用“標準”柴油發電機連桿或已知柴油發電機連桿長度的新柴油發電機連桿來校準檢驗夾具。

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 將標準柴油發電機連桿裝入檢驗夾具上。扭松旋扭，移動千分表支架，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，并調整千分表的指針到“0”位。

⑤ 從經驗夾具上拆下標準柴油發電機連桿，水平翻轉180°，再將它轉入到校驗夾具內。此時千分表指針應處于“0”。    如果千分表指針并不回到“0”位，應調整千分表的表盤，使千分表的讀數調整到讀數差的一半。此時在柴油發電機連桿的兩種安裝位置上的讀數應相同而表指示的方向相反。至此檢驗夾具校準完畢。

（2）檢驗步驟

      如圖4所示，檢驗前，先拆除連桿襯套和連桿軸瓦，按規定的扭矩緊固連桿螺栓，然后按下述程序進行檢驗：

① 根據被檢驗連桿大小頭孔內徑，選取相應的可調銷軸及半圓鍵，并將可調銷軸直徑為50 mm的一端插入檢查平板的孔內，使銷軸上的半圓鍵朝下，然后扳動偏心軸搖把，將銷軸壓緊。

② 旋轉調整螺釘，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，然后再旋入調整螺釘，使半圓鍵頂緊連桿大頭孔。調整限位器，使其與連桿相抵。

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

④ 用塞尺仔細測量三個量腳與平面之間的間隙。若三個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，則表明連桿同時存在著彎曲和扭曲現象。連桿直線度和扭曲度計算方法如下：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長度上的扭曲度。

⑤ 為了準確起見，可把連桿再翻個面，用上述方法復檢一次，取兩次檢查的平均值。連桿的直線度在100 mm長度上一般不超過0.06 mm；連桿的扭曲度在100 mm長度上一般不應超過0.08 mm。

 

圖3  柴油機連桿檢驗器夾具示例三維圖

圖4  連桿檢驗器檢驗示意圖

 

二、測量連桿的準確數據

 

1、測量連桿的長度：  

      將心軸和短軸裝入待檢驗柴油發電機連桿，按上述步驟校檢驗夾具。記錄千分表指示的讀數。千分表“零”位的校準差值必須從標準柴油發電機連桿的已知長度中加上或減去，來確定正在被測量的柴油發電機連桿長度。6BT型康明斯柴油發電機連桿長度304.7492～304.800mm；KTTA型柴油發電機連桿長度289.69～289.74mm。如果柴油發電機連桿長度不在規定的范圍內，就必須更換兩個或加工活塞銷襯套。

2、測量連桿的彎曲度

      記錄（孔的平行度）千分表的讀數，從檢驗夾具內拆下柴油發電機連桿，將柴油發電機連桿水平方向翻轉180°，將千分表的讀數和開始記錄的千分表讀數進行比較， 這兩次千分表讀數的差值，就是柴油發電機連桿的彎曲度值。彎曲度值，不帶襯套時應不大于0.25mm；裝襯套后不大于0.10mm。

3、測量連桿的扭曲度

      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電機連桿的扭曲度。扭曲度裝有襯套時，應不大于0.25mm；不裝襯套時，應不大于0.51mm。

三、連桿校正和修理

 

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

1、臺虎鉗校正法

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

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。校正時拆去軸瓦和襯套，裝回連桿蓋，并按標準力矩擰緊。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，校正后又恢復原狀。因此在校正彎曲和扭曲變形時，要將校正負荷保持一定的時間。對連桿彎曲和扭曲變形較大的，校正后要用噴燈稍許加溫，做穩化處理，然后進行復查。為防止變形彈性恢復，通常校正時應過彎或過扭少許。

3、修刮法

     當連桿的直線度和扭曲度超限不大時，可采用更換小頭襯套和連桿軸瓦的辦法進行輕微修刮修正。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符合要求。

4、熱校法

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

 

圖5  用臺虎鉗校正連桿變形

圖6  連桿扭曲使用杠桿夾校正圖

 

總結：

      連桿作為內燃機的重要部件之一，在發動機的工作中起著至關重要的作用。為了保證連桿的正常運行和長期使用，必須進行定期的檢查和維護。連桿的檢查方法包括目視檢查、測量檢查、磁粉檢測、超聲波檢測和金相檢測等多種方法。通過這些方法的應用，可以全面、準確地評估連桿的工作狀態和健康程度，以確保發動機的正常工作和延長使用壽命。

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