发动机滑动轴承的维修
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 6039 次点击
口肖永清
1.维修要点
(1)薄壁轴瓦不允许修刮,只能按相应尺寸选配
现代发动机曲轴主轴承和连杆轴瓦的耐磨合金涂层均很薄,加工的尺寸精度很高,粗糙度很低,一般不允许修刮,只能按相应的尺寸选配;如果没有合适尺寸的轴承,可采用基孔制的方法磨削曲轴。对于三层合金轴瓦(由钢背一铜铅合金一表层构成),电镀在铜铅合金上的表层合金厚度一般为0.02~0.03mm,若刮削将会破坏其配合性能,故直接装配成品瓦。镬瓦或直接装配成品瓦时,主要以配合尺寸合适为主,同时检查接触印痕和松紧度,印痕稍小于75%也是允许的。轴瓦磨损后,不可在瓦背上加垫。轴瓦装配后不允许松动。
(2)削薄轴瓦工作面分界处
采用工作面分界处削薄结构的轴瓦,因轴瓦装配时有一定的过盈量,可能引起分界面的微量变形,破坏轴瓦的润滑和工作条件。为此,将轴瓦工作面分界处削薄15~35μm,等于在轴瓦内圆周面分界处开出了一道截面很小的纵向油槽,有利于润滑和冲出杂质。修理厂如采用自己浇注的轴瓦,须加工出上述结构,以保证发动机修理质量。
(3)轴瓦背面有定位唇也要预防滚瓦
轴瓦工作时不允许转动、移动和振动,可靠定位的关键是过盈量适当,而不是依靠定位唇,定位唇的作用是装配时作初始定位用。
(4)曲轴胶带松紧度调整适当
若胶带过紧,不仅会造成传动阻力增加,还会引起水泵轴、风扇轴和交流发电机轴变形,甚至加速轴承损坏。
(5)曲轴及连杆轴瓦合金厚度多趋减薄
若轴瓦合金层比较薄,使用时内部应力分布会比厚的要均匀得多,同时合金层间的剪应力可以减少到零,表面的疲劳状况也就大大改善。经过试验,发现薄的合金层最耐用,粘合的情况也好。对曲轴和连杆铀瓦的合金层厚度,推荐白合金为0.25~0.4mm,铜铅合金为0.4~0.8mm,上述合金层厚度不包括刮削量。
(6)轴瓦或轴承套与轴颈间要留出一定的间隙
滑动轴承的间隙有径向间隙和轴向间隙两种。径向间隙又分顶间隙和侧间隙,前者的数值约为后者的两倍;轴向间隙也叫轴间窜动量,又分为推力间隙和膨胀间隙。
2.研磨和刮削
内燃机轴瓦有3类:锡基巴氏合金轴瓦、铜铅合金轴瓦和铝合金轴瓦。通常使用1500h后瓦片的磨损量为15μm,若使用不当,磨损量还会增大,因此必须定期检查、调整轴瓦的间隙。
修理曲轴滑动轴承(瓦)时,应按规定力矩拧紧上轴承盖固定螺栓,用量缸表检查轴承座孔的圆度,如超过0.05mm,应对轴承盖两端面堆焊加工或加垫片进行调整。新轴承装入座孔后,先将轴承盖螺帽拧紧,然后松开一只螺帽,用厚薄规测量间隙,应为0.05~0.1mm,过高可锉去少许,过低应重新选配。
如果发现轴瓦内圆配合接触面不符合要求时,应先将轴瓦内圆刮削好后,再检查其间隙是否合适。对主轴承的研磨校核方法是:将曲轴安装于轴承座上,装上轴承盖。进行校核时应严格按次序进行。例如,对具有5道主轴承的X4105型柴油机,首先紧1、3、5道主轴承盖,撬转曲轴数周后将其分别松开,然后紧2、4道主轴承盖,也转动数周后将其分别松开,最后拆卸全部主轴承盖,对其修刮。一般轴瓦与轴颈均匀接触的面积已达到全部轴瓦面积的75%以上时,即认为研磨良好,否则仍应继续修刮。修刮时,将轴瓦夹在台钳上(不要太紧以防轴瓦变形),用三角刮刀前端15~20mm的两刀刃同时与合金面贴紧,作来回斜向拖带运动(刮刀与工作面轴向形成交叉),起刀、落刀时用力要均匀,防l止刀痕出现。为保持刮刀锋利,防止粘刀,要经常用油石研磨刮刀,或用带少量机油的布擦刀刃、并在刮削工作面上加少许锭子油,以降低表面粗糙度。研磨刮瓦时应注意:因铝基轴瓦膨胀系数比铜铅合金及锡基巴氏合金的大,在调试装配间隙时,铝合金轴瓦的间隙应大些,以免引起咬轴。一般使用铝合金轴瓦的曲轴,每毫米曲轴轴径与轴瓦的配合间隙,应比前两种的大1.2~1.5μm。
3.修理注意事项
(1)主轴承座孔同心度
柴油机气缸体在使用过程中,既有纵向变形,又有横向变形,变形程度越大,座孔同心度误差也越大。若误差符合原厂规定或小于0.04mm时,可按规定磨削轴颈并选用同一修理尺寸的轴承直接装用;若误差按近标准规定的最大值(全长上不大于0.15mm),相邻两孔的同心度误差不大于0.10mm时,可选用减磨合金轴承,也就是具有抗咬粘性、嵌藏性、顺应性和抗腐蚀性的轴承,如高锡铝基合金轴承等;若同心度误差大大超过标准值时,可对座孔进行镗削(最好采用加工精度高的轴承镗床),然后选配钢背加厚的轴承。为减小装配偏差与相位位置偏差的影晌,在镗削或刮削轴承前必须先校正水平线,即把一侧的轴瓦放在倒置的气缸体轴承座上,再将曲轴抬上,在不装轴承盖的情况下转动曲轴数圈,然后抬下曲轴查看接触印痕,并修刮或调置轴瓦,使接触印痕大体相同,以保证轴承上片接触面处于同一水平线上。
(2)连杆轴承座孔
在选配轴承前,应对座孔的圆度进行检验,防止其超差。方法是:擦净座孔,加上轴承盖,按规定力矩拧紧螺母,然后测量座孔的圆度。如圆度误差小于0.03mm,可不加垫片;若为0.03~0.07mm,则可在每端分别加0.05mm厚的“不压轴承垫”;当超过0.07mm时,应在轴承盖两端堆焊,或采用刷镀工艺使端面变厚。
(3)轴承的自由弹势
为使轴承易于装配并使之与座孔紧密贴合,防止轴承盖上紧后在压力的作用下轴承盖工作表面皱缩,须保证修理后装用的轴承自由弹势符合要求。一般薄壁轴承自由弹势最小值为0.25~0.50mm,最大值为1.20~1.50mm。若弹势过小,会导致工作时轴承背与座孔表面发生相对位移,甚至造成“拉瓦”事故;自由弹势过大,将使减磨合金层与轴承背接合处的剪应力增大,容易使合金层在接合处发生剥落。
(4)轴承背面的贴合印痕
该印痕能鉴定座孔的圆柱度误差、轴承的端面高度以及代用瓦的弯度等。检验时,可在座孔内表面涂一层薄红丹油,装上轴承和轴承盖,以规定力矩拧紧螺母后,再拆下轴承查看其背面的贴合印痕,正常的贴合面积应在85%以上。如两片轴承端部印痕浅,中部无印痕,并在螺母未加力矩时两端就无间隙,说明轴承端面高度过低;如两片轴承一端有印痕,另一端无印痕,说明座孔圆柱度超差;如两端印痕深,中部无印痕或印痕浅,说明弯度过小,可用榔头轻击轴承背部。
(5)轴承的修配
严禁挑剔刮削轴承工作面,挑剔刮削会刮掉第三合金层使其磨损加剧;工作面星点密布产生应力集中会导致合金层疲劳碎裂或掉块,甚至使轴承合金层局部烧熔。因此,应以镗削取代刮削工艺。
现代柴油机滑动轴承对故障的敏感性很差,故当轴承正常工作条件被破坏时,一般不易察觉。一旦发生“烧瓦”、“抱轴”事故,其温度已高达800~900℃。在此高温下,曲轴会局部变色退火,甚至产生微细裂纹,一般不能继续使用。由于高温还会使轴承座变色,基至发生变形,修复起来也很困难。因此,除优先选用铜铅合金轴承外,在修配时应重视以下问题:先对磨损的轴颈进行磨削,然后再配相应尺寸的轴承,切不可用刮削或镗削的轴承以配合已磨损的轴颈。在没有曲轴磨床且曲轴轴颈磨损属正常时,采用过渡刮削法修配轴承,即选用比轴颈加大一级的轴承,如果间隙过小,可使用“压瓦垫”,然后视情况对两片轴承分界面附近的工作表面进行适当修刮,但刮削量不得超过“压瓦垫”厚度的一半。修刮需分2~3次完成,直到间隙符合规定为止。
(6)轴承盖固定螺检的拧紧力矩
装配时必须以规定力矩拧紧轴承盖固定螺栓,各缸主轴承盖的拧紧顺序一般为先中间后两端,6缸直列柴油机的拧紧顺序4-3-5-2-6-1-7。