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康明斯柴油发电机组主轴瓦的修配 |
摘要：柴油发电机的上下主轴瓦（曲轴轴承）修配的基本工艺与轴颈接触面积的要求，以及松紧度与接触面积之间关系的处理等同连杆瓦基本一致。但连杆轴承是单个配合，而曲轴轴承是几道曲轴轴承支持着一根曲轴，这就要求修配后的各道曲轴轴承中心线必须一致，因此首先应进行水平线的校正，而后再研合各轴承。康明斯发电机厂家在本文中列举了柴油机曲轴轴承水平线校正和检验方法，并详细陈述了发动机曲轴飞轮组的装配步骤（包含主轴瓦的安装）。
一、曲轴轴承的装配要求
1、轴瓦长度规定
新轴承装入座孔内，上下两片的每端均应高出轴瓦座平面0.03-0.05mm。以保证轴瓦与座孔紧密贴合，提升散热效果。
轴瓦长度检查方法：将轴瓦安装好，装上轴瓦盖，按规定力矩值拧紧一端螺栓，在另一端盖与轴瓦座平面间插入厚度为0.05mm的垫片，当拧该端螺栓的力矩达到10-20N·m时，如垫片能抽不出，说明轴承长度过长，应将无定位突榫的一端锉低;如垫片能抽出，说明轴瓦长度合适;如未拧到规定力矩值垫片就抽不出，说明轴瓦过短，应重新选配。
2、背面光滑突榫要好
轴承背面应无斑点，表面粗糙度Ra为0.8m，突榫可防止轴瓦转动，起定位作用，如突榫过低，可用尖统冲击理想的高度，如突榫损坏，应重新选轴瓦。
3、弹性合适无哑声
把新轴瓦放入轴瓦座上后，要求轴瓦的曲率半径大于座孔的曲率半径，当轴瓦装入座孔后，可借轴瓦自身的弹力与轴承座孔紧密贴合，以利于散热。检查轴瓦有无哑声，可敲击轴瓦背面查听，有哑声说明合金与底板结合不牢，应重新选配。
4、轴瓦轴颈的配合间隙要适当
选用轴瓦时，必须对其配合间隙进行检查。检查时，用量缸表和测微器测量轴瓦和轴颈，其差值即为配合间隙。轴瓦的配合间隙的检验检查方法是：关于连杆瓦，在轴瓦上涂一层薄机油，将连杆在相应轴颈上，按规定力矩值拧紧螺栓，然后用手甩动连杆，能转动1-1/2圈，沿轴线方向扳动连杆，没有间隙感觉，即符合要求；关于曲轴瓦，在各道轴颈鹤轴瓦表面涂以机油，装好曲轴按规定力矩值拧紧螺栓，双手扳动曲轴，以曲轴能转动1/2圈，且转动轻便、均匀无阻滞现象为合适。
5、曲轴径向间隙应符合标准
一般而言，曲轴轴承的配件中都有检验曲轴径向间隙的专用塑料线规，如图2所示。检验时，拆下轴承盖，把线规纵向放入轴承中，再按原厂规定的扭矩紧固轴承盖。拧紧过程中要注意防止轴承转动，然后拆下轴承盖，取出已压展的塑料线规，与附带的不同宽度色标的量规或第一道轴承盖侧面不同宽度的刻线比照，其值即为轴承的间隙值。
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图1 柴油机曲轴主轴承配合示意图 |
图2 柴油机主轴承间隙测量法（塑料线规） |
二、曲轴轴承修理方法
1、水平线的校正
在修刮前，首先检查当柴油发电机轴瓦装入座孔时，各道轴瓦是否在一条水平线上。
（1）检查方法
在柴油发电机曲轴轴颈上涂上一层红丹油，并把曲轴放在装有轴瓦的汽缸体上，装上轴瓦盖适当拧紧螺栓（用约60cm长的撬棍能以臂力撬动曲轴为宜），撬动曲轴数圈，然后取下瓦盖，抬下曲轴，查看各道轴瓦的接触情况。若各道轴瓦接触面积相差很大或个别轴瓦根本不接触，一般应另行选配轴瓦。若各道轴瓦虽然不一致，但相差不多，可把下瓦接触重的部分刮去，直至达到接触面积为75％以上为止，此时，下轴瓦的水平线即校好。
曲轴箱有三种常见结构形式：底座式、隧道式和悬挂式。在校正水平线时，前二者校下瓦，后者校上瓦。主轴瓦上下瓦区分如图3所示。
（2）注意事项
在校正水平线的过程中，因各道轴瓦的水平线是很不相同的，并且它们之间相互影响，因此，要经常而准确地观察与分析各道轴瓦的变化情况及其原因，并注意以下两点：
① 在水平线未校正好前，最好不要刮削上瓦，否则可能会造成当水平线尚未校好时，扭力已达到规定值，而上瓦接触仍很差，松紧度也过松等不良现象。
② 当水平线校好后，除下瓦的个别较重部分适当刮去外，最好不用刮削下瓦的方法来达到松紧度适当的目的，否则，可能使校好的水平线又遭到破坏。
2、刮配各道轴瓦
水平线校好后，抬上曲轴，并按记号装上主轴瓦盖和轴瓦，如图4所示。以一定次序逐道拧紧螺栓，每拧紧一道，转动曲轴数圈，松开该道螺栓，再拧紧另一道，全部这样做完后，取下主轴瓦盖，根据接触面情况修刮轴瓦合金。修刮方法与连杆瓦的修刮方法相同。
3、刮配的检验标准
主轴与轴瓦接触面如图5所示。曲轴轴承接触面积最后一道：95％以上；其他各道：75％以上，而且接触点分布均匀，无较重的接触痕迹。间隙（松紧度）适当检查方法如下：
① 经验法：
在柴油发电机轴瓦表面加入一薄层机油，如图6所示。并将瓦盖按规定力矩拧紧（拧紧顺序同上），用双手的腕力扳动曲轴臂，能使曲轴转动一圈左右为合适。
② 公斤扳手法（比较可靠的方法）：
用扭力扳手在曲轴后端装飞轮的螺栓处转动，其转动力矩为：3道瓦：2~3kgf•m；4道瓦：3~4kgf•m；5道瓦：4~5kgf•m；6道瓦：6~7kgf•m；7道瓦：7~8kgf•m即为合适。另外还有测量法和铅丝、铜皮法，这两种方法已在前面讲过，在这里就不再重述。
经过检查，若配合间隙过小，应进行适当修刮；若配合间隙过大，可将轴瓦两端的调整垫片减少，或在轴瓦背面垫适当厚度的铜皮（大修时不允许），必要时可更换轴瓦。切不可用锉刀锉削轴瓦盖或座孔的两端。关于轴瓦与轴颈的径向间隙，每种机型都有明确的规定。配合间隙大小与轴瓦合金层的材料、轴颈直径、柴油机转速及轴瓦单位面积上承受的载荷有关，但起决定性作用的还是轴瓦合金层的材料。一般而言：巴氏合金轴瓦<铜合金轴瓦<铝合金轴瓦<镍合金轴瓦。
4、轴瓦松紧度不当的后果
（1）配合间隙过大的后果：
机油流失；油压减小；油膜形成困难；轴瓦承受的冲击负荷加剧；产生敲击声。
（2）配合间隙过小的后果：
油膜形成困难；产生半干摩擦；轴承的工作温度上升；轴瓦磨损加剧；烧瓦或“抱轴”。
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图3 曲轴主轴瓦的上下瓦区分 |
图4 主轴瓦盖与轴瓦安装示意图 |
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图5 轴瓦与主轴接触面刮配 |
图6 曲轴主轴瓦润滑涂抹 |
三、曲轴飞轮组的安装
1、轴承安装
（1）安装曲轴上轴承（除3号轴颈外）
如图7（a）所示，将带机油槽的上轴承安装到气缸体上，用刻度尺测量气缸体边缘和上轴承边缘间的距离。
（2）安装3号轴颈曲轴上轴承
如图7（b）所示，将带机油槽的上轴承安装到气缸体上，用游标卡尺测量气缸体边缘和上轴承边缘间的距离。尺寸（A、B）为0.7 mm（0.0276in）或更小。
（3）安装曲轴上止推垫圈
使机油槽向外，将2个止推垫圈安装到气缸体的3号轴颈下方，并在曲轴止推垫圈上涂抹发动机机油。
（4）安装曲轴下轴承
如图8所示，将下轴承安装到轴承盖上，用游标卡尺测量轴承盖边缘和下轴承边缘间的距离。尺寸（A、B）为0.7 mm（0.0276in）或更小。
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图7 柴油机曲轴上轴承安装图 |
图8 柴油机曲轴下轴承安装图 |
2、安装曲轴
（1）在上轴承上涂抹发动机机油。
（2）在下轴承上涂抹发动机机油。
（3）将曲轴安装到气缸体上。
（4）检查数字标记，并将轴承盖安装到气缸体上。
（5）在轴承盖螺栓的螺纹上和轴承盖螺栓下涂抹一薄层发动机机油，暂时安装10个主轴承盖螺栓。
提示：确保轴承盖安装正确。
（6）用塑料锤轻轻敲击轴承盖以确保正确安装。
（7）安装曲轴轴承盖螺栓。
第一步：按图9所示的顺序安装并均匀紧固10个主轴承盖螺栓，扭矩为40 N-m。
第二步：用油漆在轴承盖螺栓前端做标记，将轴承盖螺栓再紧固90°，检查并确认油漆标记现在与前端成90°角，如图10所示。
（8）检查并确认曲轴转动顺畅，检查曲轴轴向间隙。
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图9 曲轴主轴承盖螺栓紧固顺序 |
图10 曲轴主轴承盖螺栓标记 |
3、安装发动机后油封
（1）在新油封唇口涂抹通用润滑脂。注意：使唇口远离异物。
（2）用锤子敲入油封，直到其表面与后油封座圈边缘齐平。
注意：擦去曲轴上多余的润滑脂。不要斜敲油封。
4、安装加强曲轴箱总成
（1）清洁加强曲轴箱。
（2）在接合面及螺栓孔位置连续涂抹密封胶（直径为2.5mm）。
注意：清除接触面的所有机油。涂抹密封胶后3min内安装曲轴箱；安装加强曲轴箱后，至少2h内不要启动发动机。
（3）用11个螺栓安装加强曲轴箱，扭矩为21N-m。
（4）用干净的布擦去多余的密封胶。
5、安装飞轮分总成
（1）暂时安装曲轴皮带轮，并用SST固定住曲轴。
注意：安装SST时要检查其安装位置，以防止SST安装螺栓接触正时链条盖分总成。
（2）在新螺栓的2个或3个螺纹端上涂抹黏合剂。
（3）如图11所示，在螺栓上做标记，用油漆在螺栓前端做标记。
（4）如图12所示，按相同的顺序将8个螺栓再紧固90°。
（5）检查并确认油漆标记现在与前端成90°角。
（6）检查并确认曲轴转动顺畅。
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图11 柴油机飞轮紧固螺栓拧紧顺序 |
图12 柴油机飞轮紧固螺栓二次拧紧 |
总结：
在进行柴油发电机主轴承修理时，一般都采用刮削的方法来达到其精度要求，保证其使用性能。因此，刮削的质量对曲轴飞轮组的运转至关重要。削刮质量不好，柴油机在试车时就会很容易地在极短的时间内是轴瓦由局部粘损而达到大部分粘损，直至轴被粘着咬死，轴瓦损坏不能使用。因此，无论是曲轴飞轮组装配工作还是在刮削轴瓦时应交给康明斯公司授权的经销商，并由经过培训的技术经验丰富的机修工操作。
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