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新闻主题 |
凸轮轴的弯曲、轴颈、高度检查与修理 |
摘要：柴油发电机凸轮轴孔及同轴度、弯曲、圆柱度检修检测装置包括芯轴，芯轴的前端设有止推板，芯轴上设有表座，表座上连接杠杆百分表，芯轴的后端轴上设有定位套，芯轴的末端连接手柄。机体凸轮轴孔及同轴度检修检测装置便于检查机体上凸轮轴孔的同轴度，解决了一般万能表无法测量的困难，效益较高，通过检测，可以找出凸轮轴孔同轴度超差的方向和大小，从而对凸轮轴孔进行有针对性的检修，既直观又方便，有助于检修。
一、凸轮轴的结构组成
凸轮轴是发动机传动系统中的重要组成部分，在传动机构中起着转移动力的作用。凸轮轴的构造非常简单，它是由一对对称的凸轮和一根轴以及外套轴组成，如图1所示。
1、针对凸轮轴的轴体
它是一种精确加工的轴，它由一根或多根轴构成，且每根轴的直径、壁厚、长度可根据应用来定制。一般来说，当传动轴受力时，轴壁的厚度越大，它的强度也越高，而且它也具有良好的刚性。当轴受到压缩力时，可以有效缓解压力，从而达到抗拉承重的目的。
2、针对凸轮的构造
凸轮的轮廓形状如图2所示，一般由内球座（具有内螺纹的内球座）和凸轮外壳（表面配有凸槽的凸轮外壳）组成，凸轮外壳上配有若干个凸槽，而内球座通过螺纹轴向联结在一起。螺纹轴两端由凸轮外壳和内球座胀压封好。凸轮外壳子上有若干个凹槽，它们决定了凸轮轴总共能传递多少传动转矩。
3、针对外套轴的构造
外套轴是将两个凸轮连接到一起的组件，它由一根轴和两个外套组成。当轴上装有滚轮组件时，可以有效地减小摩擦，减少动力消耗；而外套也能有效的防止轴受到损伤。一般来说，外套轴的外径应该和轴上的滚轮装置相同，以确保滚轮装置不能夸大传动系统，然后轴上还需要配有滚轮，以满足允许传动系统中的工作负荷。
总之，凸轮轴是一种相对简单的发动机传动系统，结构比较简单，由凸轮和轴以及外套轴组成。它的特点是传动比较精确，可以满足不同的应用要求。
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图1 凸轮轴结构图 |
图2 凸轮轴轮廓形状 |
二、凸轮轴的检查
1、弯曲检查
将凸轮轴装在车床两顶针间或用“V”形垫铁支住两端轴颈，放在平板上，将百分表触及中部轴颈，转动凸轮轴，表针摆动的最大值和最小值之差的一半为直线度偏差。其数值大于0.05mm时应进行冷压校直。
2、轴颈检查
（1）用外径千分卡尺测量轴颈的直径，如图4所示。如果轴颈直径不符合规定，则检查油膜间隙。
（2）用外径千分卡尺测量各道轴颈的圆度和圆柱度。圆度和圆柱度偏差大于0.015mm时，用磨削方法缩小尺寸修复，每级级差－0.20mm，一般可加工至－1.0mm。
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图3 凸轮轴弯曲测量示意图 |
图4 柴油机凸轮轴轴颈直径检查 |
3、凸轮检查
用样板或外径分厘米卡尺检查（如图5所示），凸轮高度比标准高度低0.4mm时（如图6所示），应修磨凸轮，低1.0mm时，用堆焊法修复。凸轮起槽或有斑点要用油石修复。凸轮高度低于17.20mm时，应更换凸轮轴。
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图5 柴油机凸轮轴凸角高度检查 |
图6 凸轮轴标准高度示意图 |
4、检查凸轮轴的径向跳动
将凸轮轴放在V形块上，用百分表测量中心轴颈的径向跳动。如果径向跳动大于最大值，则更换凸轮轴。
6、检查凸轮轴油膜间隙
（1）清洁轴承盖和凸轮轴轴颈。
（2）将凸轮轴放到凸轮轴壳上。
（3）将塑料间隙规摆放在各凸轮轴轴颈上，如图7所示。
（4）安装轴承盖。
（5）拆下轴承盖。
（6）测量塑料间隙规最宽处。
7、检查凸轮轴轴向间隙
首先，将凸轮轴安装在机器上。其后，来回移动凸轮轴的同时，用百分表测量轴向间隙（如图8所示）。如果轴向间隙大于最大值，则更换凸轮轴壳。如果止推面损坏，则更换凸轮轴。
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图7 柴油机凸轮轴油膜间隙检查 |
图8 柴油机凸轮轴轴向间隙检查 |
三、凸轮轴的修理
1、凸轮轴轴颈的修理
凸轮轴轴颈磨损有两种修理方法。
（1）压入在汽缸体承孔内的可拆换的凸轮轴承，而且，这种凸轮轴比较普遍，可用磨小轴颈尺寸和配用相应尺寸的凸轮轴承，其修理尺寸一般分为四级：每级缩小（0.25、o.50、0.75、1.00），通常在磨床上进行。
（2）凸轮轴直接在汽缸体承孔内旋转，则修理轴颈时，应用镀铬加粗，然后磨削至标准尺寸或修理尺寸再凸轮的修理鬥轮的表面如有击痕、毛糙及不均匀的磨损时，应用凸轮轴专用磨床进行修整，或根据标准样板予以细致的修理。
凸轮高度因磨损减少至一定限度时（它的允许限度决定于凸轮渗碳层的厚度，一般不超过0.50~0.8mm），应在专用的靠模车床或凸轮轴专用磨床上进行光磨。如果磨损过大，可进行合金焊条堆焊（如系采用普通焊条时，焊后需进行渗碳并经热处理），然后按样板进行光磨，恢复原来的几何形状。在堆焊时为了避免受热变形，可将凸轮轴置于水中，仅将施焊部分露出水面。凸轮顶端具有锥度的，如锥度消失或不符合规定时，应予以修复。
2、凸轮轴轴承的修理
凸轮轴轴承与轴颈的配合间隙，一般为0.03、0.07mm，最大不得超过0.15mm。超过0.15mm时，则应修理或更换。
（1）刮配
① 根据凸轮轴轴颈的修理尺寸，选择同级修理尺寸的轴承。
② 刮配。
刮配后轴承内径的尺寸应相当于：轴颈尺寸+轴承与轴颈的配合间隙（一般为0.03~0.07mm）+轴承与座孔的公盈量（一般为0.015~0.02mm）。
刮配轴承时，其刮削厚度应尽量均匀，保证刮削后的轴承与座孔以及各轴承的中心线、，在轴承未压入座孔前，应与轴颈试配，其配合应稍有松动；而当在轴承与轴颈之间过以厚薄规（其厚度等于轴承与座孔的公盈量+轴承与轴颈的配合间隙），拉动轴承应稍有阻力为合适。因为，将轴承压入座孔后，由于轴承变形，内径缩小，一般来说内径的缩小尺寸当于轴承与座孔的过盈量，所以，这样可以基本达到所需的配合间隙。
③ 将轴承压入座孔内，压入时应对准轴承，防止把轴承打毛。
④ 将凸轮轴装入轴承内，转动数圈，试看接触情况，并加以适当修刮，要求其接触面较好。检验其配合紧度的经验方法是：用手扳动正时齿轮，凸轮轴能转动灵活，沿径向移生凸轮轴时，应没有明显的间隙感觉。
3、其他部位的修理
凸轮轴装正时齿轮固定螺母的螺纹如有损伤，应堆焊修复或更换新件。正时齿轮键与键槽需吻合，如有磨损应换新键。机油泵驱动齿轮的轮齿磨损，其齿损超过0.50mm时，应予以堆焊修复。偏心轮表面磨损超过0.50mm时，应予以修复。驱动齿轮及凸轮因磨损过大或有断裂等情况时，则应更换凸轮轴。
4、修复后的探伤检查
由于凸轮与挺杆接触时，表面接触应力较大，凸轮表面不允许有任何缺陷，所以凸轮轴表面需要经过探伤，探伤分为两类：磁粉探伤和荧光探伤，主要探测凸轮在淬火过程中产生的淬火裂纹和磨削过程中产生的磨削裂纹。探伤也是一种无损检测方法，按现有的生产水平，荧光探伤比较干净，优于磁粉探伤，因为磁粉探伤除了要配置磁悬液外，现场生产也难得保持干净，并且经过退磁后，仍然有一部分磁通量流在凸轮轴上。
5、凸轮轴的抛光
凸轮轴的主轴颈、油封轴颈要求表面粗糙度0.2，所以必须除去主轴颈和油封轴颈的表面磷化膜，为了保证主轴颈和油封轴颈表面粗糙度，必须对它们进行抛光处理，在抛光过程中，由于摩擦生热少磨；粒散热时间长，可有效地减少工件的变形、烧伤，主要是提高表面的加工精度，使凸轮轴轴颈获得光亮光滑的表面，但不能提高产品尺寸和几何精度，对零件的形位误差不产生任何改变，按目前的工艺水平，抛光砂带采用纸质砂带，砂粒的粒度280—320，抛光液选用煤油，抛光机的专用工装为硬质树脂制的上下两个半圆。
6、凸轮轴的清洗
凸轮轴不仅仅要进行表面清洗，更主要的是主油道的清洗和油孔的清洗，防止铁屑等脏物滞留在主油道孔的搭结处，除去油孔孔口毛刺，一般来讲，单根凸轮轴的清洁度为10毫克左右，若清洁度超标，将加速发动机零件的磨损，缩短发动机的寿命，清洗后的凸轮轴，还要吹干，涂上防锈油，并且做好防尘工作，存放在通风干燥处。
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