康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

故障检查与技术维护

检测柴油发电机连杆的变形、弯曲度和扭曲度方法

  

摘要：连杆是柴油发电机重要零件之一，它把活塞与曲轴连接在一起，将活塞顶的燃气暴发压力传给曲轴，使活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动，对外输出动力。连杆一般由中碳钢或合金钢模锻而成，有很高的强度、刚度和较长的使用寿命。但在实际使用中，常常由于各种各样的原因促使连杆早期损坏失效，其中最常见的是变形，包括弯曲和扭曲。因此，在柴油发电机修理中，特别是在大修中，对连杆变形的检查和校正是一项重要的工作。 

 

一、连杆的变形检验

 

      我们都知道柴油发电机连杆属于持续工作的部件，在高负荷运转中容易出现变形问题，若柴油机出现烧瓦抱轴、活塞被卡死在汽缸内、超负荷运转和超转速运转时，则更易使柴油发电机连杆产生弯曲和扭曲现象，严重时还会造成柴油发电机连杆断裂等事故。

1、用百分表检测

      当活塞柴油发电机连杆组件从柴油机机体中拆出来之后，弯曲检查如图1所示，扭曲检查如图2所示。然后需要进行以下几个步骤：

（1）首先要通过外观检查柴油发电机连杆是否有裂纹或变形现象、柴油发电机连杆大头接合面配合是否严密、有无不正常磨损现象等。

（2）然后把柴油发电机连杆和柴油发电机连杆盖放在平整的木板上，检查接合端面的平整情况，可用厚薄规进行检查，要求不平度小于0.025mm。

（3）再按技术要求检査柴油发电机连杆盖座孔的深度，若不符合技术要求，则说明座孔内部出现磨损或连杄与连杄盖接合端面有损伤现象。若接合端面有轻微的损伤和不平时，则可用研磨法进行修复：如果端面损伤和不平度较严重时，则应用专用工具铣平，并按标准尺寸重新镗孔。柴油发电机连杆轴承座孔磨损后的圆柱度和椭圆度大于0.05mm时，应对座孔进行搪削。

 

图1  柴油机连杆弯曲变形的检测方法

图2  柴油机连杆扭曲变形的检测方法

 

2、用连杆检验器检验

（1）连杆检验器夹具校准

      柴油发电机连杆弯曲和扭曲可在两杆检验器上进行检验。检验前检验夹具应校准，其方法是：

① 用“标准”柴油发电机连杆或已知柴油发电机连杆长度的新柴油发电机连杆来校准检验夹具。

② 用一组定位心轴中选择合适的活塞销孔心轴，装到活塞销孔中。

③ 再将短轴装入大头孔中，紧固短轴，使它能正确地在大头孔的中心上定位。

④ 将标准柴油发电机连杆装入检验夹具上。扭松旋扭，移动千分表支架，使龙岗千分表的触头都碰到小头孔的心轴。扭紧支架固定千分表，并调整千分表的指针到“0”位。

⑤ 从经验夹具上拆下标准柴油发电机连杆，水平翻转180°，再将它转入到校验夹具内。此时千分表指针应处于“0”。    如果千分表指针并不回到“0”位，应调整千分表的表盘，使千分表的读数调整到读数差的一半。此时在柴油发电机连杆的两种安装位置上的读数应相同而表指示的方向相反。至此检验夹具校准完毕。

（2）检验步骤

      如图4所示，检验前，先拆除连杆衬套和连杆轴瓦，按规定的扭矩紧固连杆螺栓，然后按下述程序进行检验：

① 根据被检验连杆大小头孔内径，选取相应的可调销轴及半圆键，并将可调销轴直径为50 mm的一端插入检查平板的孔内，使销轴上的半圆键朝下，然后扳动偏心轴摇把，将销轴压紧。

② 旋转调整螺钉，使半圆键降到连杆大头孔能套入为止。将连杆大头孔套在可调销轴上，并使大头位于半圆键中间位置，使小头朝上处于垂直位置，然后再旋入调整螺钉，使半圆键顶紧连杆大头孔。调整限位器，使其与连杆相抵。

③ 按连杆小头孔内径选取标准销轴，如无标准销轴时，可在衬套装好后利用活塞销，穿入连杆小头孔内（或连杆衬套内），再将检查爪跨放在销轴上，轻轻移动，使量脚靠近平板的平面。

④ 用塞尺仔细测量三个量脚与平面之间的间隙。若三个量脚与平板平面的间隙相等，则表明连杆正直；若左、右量脚的间隙相等，但与上脚的间隙不等，则表明连杆弯曲；若左、右量脚的间隙不等，则表明连杆扭曲；若左、右量脚的间隙不等，且上脚的间隙不等于左、右量脚之和的1/2，则表明连杆同时存在着弯曲和扭曲现象。连杆直线度和扭曲度计算方法如下：左、右量脚的平均间隙与上量脚间隙的差，即为连杆在100 mm长度上的直线度；左、右量脚与平板之间的间隙之差，为连杆在100 mm长度上的扭曲度。

⑤ 为了准确起见，可把连杆再翻个面，用上述方法复检一次，取两次检查的平均值。连杆的直线度在100 mm长度上一般不超过0.06 mm；连杆的扭曲度在100 mm长度上一般不应超过0.08 mm。

 

图3  柴油机连杆检验器夹具示例三维图

图4  连杆检验器检验示意图

 

二、测量连杆的准确数据

 

1、测量连杆的长度：  

      将心轴和短轴装入待检验柴油发电机连杆，按上述步骤校检验夹具。记录千分表指示的读数。千分表“零”位的校准差值必须从标准柴油发电机连杆的已知长度中加上或减去，来确定正在被测量的柴油发电机连杆长度。6BT型康明斯柴油发电机连杆长度304.7492～304.800mm；KTTA型柴油发电机连杆长度289.69～289.74mm。如果柴油发电机连杆长度不在规定的范围内，就必须更换两个或加工活塞销衬套。

2、测量连杆的弯曲度

      记录（孔的平行度）千分表的读数，从检验夹具内拆下柴油发电机连杆，将柴油发电机连杆水平方向翻转180°，将千分表的读数和开始记录的千分表读数进行比较， 这两次千分表读数的差值，就是柴油发电机连杆的弯曲度值。弯曲度值，不带衬套时应不大于0.25mm；装衬套后不大于0.10mm。

3、测量连杆的扭曲度

      用塞尺检查活塞销孔夹具和心轴之间的间隙，夹具和心轴之间的间隙就是柴油发电机连杆的扭曲度。扭曲度装有衬套时，应不大于0.25mm；不装衬套时，应不大于0.51mm。

三、连杆校正和修理

 

      连杆弯曲一般发生在大小端中心线所形成的平面内（前后弯）；连杆扭曲将使大小端中心线不处在一个平面内，从而造成活塞在汽缸内歪斜使汽缸与活塞、连杆轴承与连杆轴颈偏磨；活塞环漏气、窜油；发动机工作粗暴等不良后果，破坏了发动机的正常工作，缩短了发动机的使用寿命。

1、台虎钳校正法

      如图5所示。校正弯曲时，用三根长100 mm直径18 mm的圆钢，一根置于弯曲点，其余两根放在相对处两侧，然后旋紧台虎钳施加压力，反复校正和检查，直至合格。校正扭曲时，可将连杆大头夹紧在台虎钳上（注意用软金属片保护大头端面）。用一根直径比小头略小的圆管套入小头，扳动长管校正扭曲，做到小心校正，反复检查。

2、连杆校正器校正法

      如图6所示。常用的连杆校正器有两种，一种是校正连杆弯曲变形的弯曲校正器，另一种是校正连杆扭曲的扭曲校正器。校正时拆去轴瓦和衬套，装回连杆盖，并按标准力矩拧紧。如存在两种变形，则先校正扭曲，再校正弯曲。在常温下校正连杆，由于材料的弹性，校正后又恢复原状。因此在校正弯曲和扭曲变形时，要将校正负荷保持一定的时间。对连杆弯曲和扭曲变形较大的，校正后要用喷灯稍许加温，做稳化处理，然后进行复查。为防止变形弹性恢复，通常校正时应过弯或过扭少许。

3、修刮法

     当连杆的直线度和扭曲度超限不大时，可采用更换小头衬套和连杆轴瓦的办法进行轻微修刮修正。修刮的要求，除中心线歪扭得到纠正外，配合面的接触面积均应符合要求。

4、热校法

      当连杆的直线度和扭曲度过大时，也可采用热校法。用氧-乙炔火焰均匀地加热需要校正部位，当温度达到450～600 ℃，使整个厚度热透后，再进行校正。校正后用石棉布包好，在空气中自然冷却。

 

图5  用台虎钳校正连杆变形

图6  连杆扭曲使用杠杆夹校正图

 

总结：

      连杆作为内燃机的重要部件之一，在发动机的工作中起着至关重要的作用。为了保证连杆的正常运行和长期使用，必须进行定期的检查和维护。连杆的检查方法包括目视检查、测量检查、磁粉检测、超声波检测和金相检测等多种方法。通过这些方法的应用，可以全面、准确地评估连杆的工作状态和健康程度，以确保发动机的正常工作和延长使用寿命。

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