康明斯动力设备（深圳）有限公司

摘要：主轴会因为磨损、弯曲、扭曲、裂纹等损伤而影响柴油发电机的正常工作，甚至会因裂纹导致柴油发电机主轴断裂而发生重大机械事故，康明斯厂家通过对主轴损坏的标准、检测与维修方法的介绍，提高柴油发电机主轴的维修质量。

　
一、柴油发电机主轴的常见损伤原因

 

主轴的主要损伤是：轴颈磨损、主轴裂纹和断裂。

（1）主轴裂纹产生的主要原因是应力集中造成的疲劳破坏。裂纹从油孔处产生，沿与轴线成45°～55°方向发展，造成主轴颈与连杆轴颈断裂;裂纹由圆角处产生，向曲柄臂发展造成曲柄臂断裂，常发生在主轴全长2/3的部位上（如图1所示）。

 

图1 主轴断裂实物图

（2）主轴发生弯曲和扭曲变形，主要原因是主轴在工作中受到周期性的气体压力、往复运动惯性力、旋转运动离心力和机械制动力作用而变形。还有人为因素如操作不当或机械事故导致主轴发生变形。

（3）轴颈磨损产生的主要原因是润滑不力导致的，如润滑油中存在着硬质磨料、轴颈与轴承的间隙过小、超速运转、轴颈或轴承表面粗糙度低等原因。

 

二、柴油发电机主轴的检测方法

 

1、主轴损坏的标准

用磁力探伤器对主轴进行检测，发现主轴表面有下列情况就不能再继续使用：

（1）在主轴的圆角处有损伤。

（2） 主轴颈表面油孔处或进入油孔的倒角处有裂纹或损伤。

（3）主轴上出现长达6 mm以上的裂纹。

（4）在一个轴颈上有多于4处以上的裂纹。

用磁力探伤器对主轴进行检测，在主轴表层下部，若有下列情况主轴就不能使用：

（1）在主轴圆角处或在圆周方向有裂纹与损坏。

（2）在主轴圆周方向有长达25 mm以上的裂纹。

（3）在主轴轴线方向有长达9.5 mm的裂纹。

（4）有离油孔倒角距离接近于1.5 mm的裂纹。

注意：经磁力探伤的主轴，必须完全地退磁和彻底地清洗，才能使用。

2、主轴磨损部位的检测

（1）用千分尺测量主轴的前端和后端应符合具体要求。

（2）用千分尺测量主轴颈、连杆轴颈和止推法兰的厚度，如康明斯NT885型的柴油发电机主轴主轴颈磨损的极限尺寸为114.237  mm，连杆轴颈磨损的极限尺寸为79.998  mm。

（3）用百分表和V形块测量主轴径向跳动量（如图2所示），检测主轴各主轴颈的同轴度。测量主轴主轴轴颈和连杆轴颈的不圆度和不柱度。如果不圆度大于0.05 mm或不柱度大于0.013 mm时，则需要磨削主轴轴颈。

 

图2 主轴径向跳动量测量方法

3、主轴弯曲度的测量

（1）主轴弯曲度：

当主轴用其两端轴颈支撑时，在中间主轴颈所测得的千分表总读数的1/2就是弯曲度或全长的不同心度（如图3所示）。

（2）轴颈的跳动量

。当主轴颈沿着一个共同的轴线转动时，一个主轴颈的千分表总读数和另一相邻的轴颈的千分表总读数之间的差值，即为相邻轴颈的跳动量。

（3）弯曲度的测量：

将主轴的两端轴颈支撑在V形铁上，用一千分表，将千分表的量杆放在轴颈中心线处，并使触头触到被测轴颈，转动主轴，测量每个轴颈，并作记录，把所测中间主轴颈的千分表读数除以2，即为弯曲度。

 

图3 主轴弯曲度的测量方法

三、柴油发电机主轴的维修

 

1、主轴的校直

当主轴弯曲度小于0.20  mm时，可通过修磨轴颈将轴修直。如弯曲度超过0.20 mm时，必须先校直而后磨轴，否则磨削量将太大而影响主轴的使用寿命。

（1）下面介绍用冷压方法对主轴进行校直：

    校直主轴可用20 t的油压机，将主轴置于压床上，两端主轴颈用衬有铜垫的V形支架支撑，在主轴弯曲的反方向对主轴颈加压。压校时弯曲度的大小，与主轴材科和弯曲变形的大小有关。因此，必须根据主轴的实际情况确定压较量，例如铸造中碳钢主轴弯曲变形度在0.10 mm，压校弯曲度约为3～4 mm（即为原弯曲度的30～40倍），在1～2 min内即可基本校直;而对相同弯曲度的球墨铸铁主轴，压校时，大约为原弯曲度的10～15倍即可基本校直。但必须指出，当主轴弯曲变形较大时，校直必须分多次进行，以防压校的弯曲变形过大而使主轴折断。尤其是球墨铸铁主轴更易折断，一般情况下主轴弯曲度的检查和校直工作，不可能是一次成功，必須反复进行，直至校正到符合规定标准为止。冷压校直后的主轴可能因弹性后效作用而重新弯曲。为了防止这种弹性后效作用，可以采取自然时效和人工时效处理。自然时效即将冷压后的主轴搁置5～10天，再重新检查校正。自然时效方法简单，但修理周期将要因此而延长，是不经济的。人工时效处理即冷压后将主轴加热300 ℃左右，保温0.5～1 h，便可消除冷压产生的内应力。这是一种有效的方法。

（2）冷压校直主轴的方法，还存在以下缺点：

    由于主轴的轴颈分别在不同平面上，而且沿长度方向主轴的刚度不同，因此最大的压校变形，不一定发生在新加压力的作用方向上，而往往发生在危险断面的轴颈圆角处，造成应力集中而降低主轴的疲劳强度。

2、其它损伤的处理

（1）对于主轴中油道的修理方法是：拆下所有孔塞;用一根钎子和擦布及清洗溶液清洗所有主轴中的油道;用清洁的机油润滑油孔，装回孔塞。

（2）对于轴颈磨损，可用磨削方法修理。磨主轴时，在主轴前端的曲柄臂上打记号以标明需配装的主轴瓦或连杆轴瓦的准确尺寸，在后端的曲柄臂上打上需装加厚止推环的尺寸和位置。

总结：主轴是柴油发电机的重要部件之一。柴油燃烧所发出的功率都由主轴输出，将动力传递给拖拉机的行走机构，或通过皮带轮或动力输出轴传递给作业机具。主轴在回转运动中承受着很大的气体压力、惯性力的冲击和离心力的作用，除了自然磨损外，还会出现其他一些损伤，如轴颈磨损，主轴弯曲、扭曲、裂纹和折断等，影响柴油发电机正常工作，甚至发生重大机械事故。在此我们对柴油发电机主轴检测与维修方法进行探讨。

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