曲轴常见损伤及预防措施
石玉田
曲轴是柴油机最重要的机件之一，曲轴主要由前端、主轴颈、曲柄、连杆轴颈和尾部构成。曲轴的前端装有曲轴正时齿轮，尾部安装飞轮的圆锥面。主轴颈支承在机体主轴承中，并在其中旋转，是整个曲轴的支承部分。在主轴颈上钻有通往连杆轴颈的油道。由于主轴颈与主轴承之间的相对滑动速度通常很高，故除了必须采用压力供油润滑之外，主轴颈表面常经淬火处理提高硬度，以提高其耐磨性。
柴油发动机在工作中,曲轴由于受力和工作条件复杂,各摩擦表面滑动速度很高,散热条件又差,因此,曲轴不仅轴颈容易磨损,而且还会出现弯曲和扭曲变形,甚至产生裂纹或折断等。所以检修时要进行仔细检查,根据查出的损伤部位和损伤程度,采取相应的修理措施。
一、曲轴常见损伤产生的原因
1．曲轴颈表面磨损
曲轴在长期运转中，会产生主轴颈和连杆轴颈尺寸的减小，以及因磨损不均匀产生圆度(椭圆)、圆柱度(锥度)，由于连杆弯曲，缸套偏斜等，使作用在连杆轴颈的力分布不均而出现椭圆;由于油道中杂质在轴颈上偏积而磨成锥形。因工作中气体压力，活塞连杆运动惯性力及连杆大头离心力所形成的合力，作用在连杆轴颈内侧，致使连杆轴颈偏磨。
2．曲轴颈损伤
曲轴轴颈表面往往会出现烧伤、裂纹及划痕等缺陷。其原因是由于润滑油不清洁或轴承上的缺陷，使轴颈表面上产生划痕。曲轴烧瓦时轴颈表面也会烧伤，并易造成油道口周围裂纹，曲柄与轴颈过渡处的圆弧半径太小，也常因应力集中而产生裂纹。一种裂纹为横向裂纹，是曲轴断裂的先兆，即从出现微细裂纹逐渐延伸，最后在特定条件下发生断裂；一种裂纹为纵向裂纹，由油孔处往轴向展开。
3．曲轴的弯曲、扭曲和断裂
曲轴产生弯曲和扭曲变形，往往是由于曲轴受到过大的冲击负荷所造成的。当拖拉机在使用中出现严重的爆燃或起步过猛等，都将使曲轴受到较大的冲击负荷，尤其是发动机出现烧瓦、抱轴等事故时，容易使曲轴产生弯曲及扭曲。当曲轴、飞轮、活塞连杆组等联动机件的相互位置关系不正确，工作不协调，不平稳时，使曲轴受力不均，也会引起曲轴的变形。曲轴变形后，将加速轴颈和轴承的磨损，同时增加轴颈圆角部分的应力，易使曲轴断裂。
下列因素将有导致曲轴断裂的可能：如修理时轴颈同轴度超过技术标准规定，飞轮不平衡；轴颈圆角半径太小或圆角在磨削中烧伤，加工粗糙，表面出现裂纹以及曲轴材料内部的缺陷等。
二、曲轴常见损伤检查与修理
1．曲轴磨损的检查与修理
曲轴轴颈的磨损可用外径千分尺测量其直径来确定。发动机曲轴轴颈的圆度和圆柱度一般超过0.01～0.0125 mm时，应进行磨削修理，轴颈直径达到其使用极限时应更换曲轴。
曲轴主轴颈磨损严重失圆时，发动机熄火后曲轴往往停在同一位置上，发动机启动时则飞轮上总是局部的几个齿与起动机齿轮啮合，所以可根据飞轮齿圈磨损情况判断。连杆弯曲变形可导致连杆轴颈锥形磨损，所以连杆轴颈圆柱度过大时，应检查曲轴是否有弯曲变形。
2．曲轴轴颈表面损伤的检查与修理
曲轴颈表面上的裂纹可用肉眼或借助放大镜来观察判断。但轴颈表面上的微细裂纹，用肉眼难以观察出来时，应采用可靠的科学方法，如磁力探伤法进行检查，也可以采用简单而有效的方法，如用煤油白垩粉来检查。
后者检查的具体方法是：将检查的部位擦拭干净，涂上(或浸入)煤油，使煤油渗透到裂纹的内部，再将表面擦干，涂上白垩粉调成的浆液，待干燥后用小锤轻轻敲击曲轴，裂纹因受到振动而挤出渗透在其内部的煤油，并且润湿了涂拭在表面上的白垩粉，如此便可检查出裂纹情况。
如轴颈表面的划痕及纵向裂纹较浅，能通过表面光磨后消除的，则该曲轴可继续使用，否则应予以更换。横向裂纹，在交变负荷的作用下会逐渐扩大，易导致曲轴的断裂，应予以足够的重视。可采取堆焊的方法加以修复或更换曲轴。
3．曲轴弯曲的检查与修理
曲轴弯曲的检查。将曲轴放在检测平板上的V形架上，百分表指针抵触在中间主轴颈上，转动曲轴一圈，百分表指针的摆差(径向圆跳动误差)一般应不超过004～006 mm。
曲轴弯曲较轻(径向圆跳动误差小于0.1 mm)时，一般可经磨削曲轴后消除。弯曲严重的曲轴必须进行校正，必要时更换曲轴。
三、曲轴损伤的预防措施
1.检修发动机时，必须仔细检查曲轴应力集中部位有无裂纹，有条件可用仪器作磁力探伤检查，发现损伤应及时修复。
2.光磨曲轴时应保持轴颈与曲柄连接处的过渡圆角，切不可磨成尖角，否则会产生较大的应力集中，致使曲轴断损。
3.注意曲轴、飞轮和离合器的平衡，离合器总成固装在飞轮上时，其固定螺栓处应配置垫片，不应有抖震，避免使曲轴工作条件恶化。
4.定期检查轴承及飞轮等件固定螺栓的预紧力。在安装曲轴拧紧主轴承盖螺母时，要按规定的扭矩、次序分多次拧紧。
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曲轴是柴油机最重要的机件之一，曲轴主要由前端、主轴颈、曲柄、连杆轴颈和尾部构成。曲轴的前端装有曲轴正时齿轮，尾部安装飞轮的圆锥面。主轴颈支承在机体主轴承中，并在其中旋转，是整个曲轴的支承部分。在主轴颈上钻有通往连杆轴颈的油道。由于主轴颈与主轴承之间的相对滑动速度通常很高，故除了必须采用压力供油润滑之外，主轴颈表面常经淬火处理提高硬度，以提高其耐磨性。
柴油发动机在工作中,曲轴由于受力和工作条件复杂,各摩擦表面滑动速度很高,散热条件又差,因此,曲轴不仅轴颈容易磨损,而且还会出现弯曲和扭曲变形,甚至产生裂纹或折断等。所以检修时要进行仔细检查,根据查出的损伤部位和损伤程度,采取相应的修理措施。
一、曲轴常见损伤产生的原因
1．曲轴颈表面磨损
曲轴在长期运转中，会产生主轴颈和连杆轴颈尺寸的减小，以及因磨损不均匀产生圆度(椭圆)、圆柱度(锥度)，由于连杆弯曲，缸套偏斜等，使作用在连杆轴颈的力分布不均而出现椭圆;由于油道中杂质在轴颈上偏积而磨成锥形。因工作中气体压力，活塞连杆运动惯性力及连杆大头离心力所形成的合力，作用在连杆轴颈内侧，致使连杆轴颈偏磨。
2．曲轴颈损伤
曲轴轴颈表面往往会出现烧伤、裂纹及划痕等缺陷。其原因是由于润滑油不清洁或轴承上的缺陷，使轴颈表面上产生划痕。曲轴烧瓦时轴颈表面也会烧伤，并易造成油道口周围裂纹，曲柄与轴颈过渡处的圆弧半径太小，也常因应力集中而产生裂纹。一种裂纹为横向裂纹，是曲轴断裂的先兆，即从出现微细裂纹逐渐延伸，最后在特定条件下发生断裂；一种裂纹为纵向裂纹，由油孔处往轴向展开。
3．曲轴的弯曲、扭曲和断裂
曲轴产生弯曲和扭曲变形，往往是由于曲轴受到过大的冲击负荷所造成的。当拖拉机在使用中出现严重的爆燃或起步过猛等，都将使曲轴受到较大的冲击负荷，尤其是发动机出现烧瓦、抱轴等事故时，容易使曲轴产生弯曲及扭曲。当曲轴、飞轮、活塞连杆组等联动机件的相互位置关系不正确，工作不协调，不平稳时，使曲轴受力不均，也会引起曲轴的变形。曲轴变形后，将加速轴颈和轴承的磨损，同时增加轴颈圆角部分的应力，易使曲轴断裂。
下列因素将有导致曲轴断裂的可能：如修理时轴颈同轴度超过技术标准规定，飞轮不平衡；轴颈圆角半径太小或圆角在磨削中烧伤，加工粗糙，表面出现裂纹以及曲轴材料内部的缺陷等。
二、曲轴常见损伤检查与修理
1．曲轴磨损的检查与修理
曲轴轴颈的磨损可用外径千分尺测量其直径来确定。发动机曲轴轴颈的圆度和圆柱度一般超过0.01～0.0125 mm时，应进行磨削修理，轴颈直径达到其使用极限时应更换曲轴。
曲轴主轴颈磨损严重失圆时，发动机熄火后曲轴往往停在同一位置上，发动机启动时则飞轮上总是局部的几个齿与起动机齿轮啮合，所以可根据飞轮齿圈磨损情况判断。连杆弯曲变形可导致连杆轴颈锥形磨损，所以连杆轴颈圆柱度过大时，应检查曲轴是否有弯曲变形。
2．曲轴轴颈表面损伤的检查与修理
曲轴颈表面上的裂纹可用肉眼或借助放大镜来观察判断。但轴颈表面上的微细裂纹，用肉眼难以观察出来时，应采用可靠的科学方法，如磁力探伤法进行检查，也可以采用简单而有效的方法，如用煤油白垩粉来检查。
后者检查的具体方法是：将检查的部位擦拭干净，涂上(或浸入)煤油，使煤油渗透到裂纹的内部，再将表面擦干，涂上白垩粉调成的浆液，待干燥后用小锤轻轻敲击曲轴，裂纹因受到振动而挤出渗透在其内部的煤油，并且润湿了涂拭在表面上的白垩粉，如此便可检查出裂纹情况。
如轴颈表面的划痕及纵向裂纹较浅，能通过表面光磨后消除的，则该曲轴可继续使用，否则应予以更换。横向裂纹，在交变负荷的作用下会逐渐扩大，易导致曲轴的断裂，应予以足够的重视。可采取堆焊的方法加以修复或更换曲轴。
3．曲轴弯曲的检查与修理
曲轴弯曲的检查。将曲轴放在检测平板上的V形架上，百分表指针抵触在中间主轴颈上，转动曲轴一圈，百分表指针的摆差(径向圆跳动误差)一般应不超过004～006 mm。
曲轴弯曲较轻(径向圆跳动误差小于0.1 mm)时，一般可经磨削曲轴后消除。弯曲严重的曲轴必须进行校正，必要时更换曲轴。
三、曲轴损伤的预防措施
1.检修发动机时，必须仔细检查曲轴应力集中部位有无裂纹，有条件可用仪器作磁力探伤检查，发现损伤应及时修复。
2.光磨曲轴时应保持轴颈与曲柄连接处的过渡圆角，切不可磨成尖角，否则会产生较大的应力集中，致使曲轴断损。
3.注意曲轴、飞轮和离合器的平衡，离合器总成固装在飞轮上时，其固定螺栓处应配置垫片，不应有抖震，避免使曲轴工作条件恶化。
4.定期检查轴承及飞轮等件固定螺栓的预紧力。在安装曲轴拧紧主轴承盖螺母时，要按规定的扭矩、次序分多次拧紧。
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