曲轴解体教程和装配方式及加工专业技巧

主轴是柴油发电机的曲柄飞轮组中较重要的零部件，其详细功能是通过连杆将柴油发电机气缸内活塞的直线运动转化为旋转运动柴油发电机故障灯图案，以及把活塞做的功转变为转矩通过主轴输出。主轴的作业环境恶劣，在工作时，主轴承载着气体力、往复惯性力和旋转惯性力以及它们发生的力矩，这些载荷和产生的震动使曲轴承受复杂的扭转和弯曲应力。因此，要点曲轴具有足够的刚度、强度和尺寸精度。本文内容主要分享针对康明斯柴油发电机曲轴构成组成、危害寿命的条件、以及加工、拆装和装配程序。

      柴油发电机的曲轴主要由曲轴颈、连杆轴颈（又称曲柄销）、曲柄臂、平衡重块、前端及后端等部分构造，3D外观如图1所示，构造案例如图2所示。

      曲轴颈与连杆轴颈都是尺寸精度较高的圆柱体，它们与曲柄臂相连接，组成曲柄。主轴颈是用来支撑曲轴的，主轴绕曲轴颈中心高速运转。连杆轴颈则是用来与连杆大端相连接的。

曲柄臂:曲柄臂的作用是连接主轴颈与连杆轴颈，一般制成椭圆形或圆形，其厚度与宽度应使曲轴有足够的刚度和强度。平衡重块，平衡重块一般设在与连杆轴颈相对的一侧曲轴臂上，形状多为扇形。平衡重块的功用是平衡连杆轴颈及陆柄臂的重量、离心力及其力矩康明斯发电机组公司，以减小曲轴承的负荷，增加运行时的平衡性能。

      曲轴的前端装有皮带轮，用以装配直接或间接驱动风扇、水泵及充电机等的皮带。它上面还装有正时齿轮、油封等。

      曲轴后端装有法兰盘，用螺栓紧固连接飞轮，还设置有油封、回油槽等。

      曲轴承和连杆轴承用来与主轴颈和连杆轴颈形成良好的摩擦副，以降低摩擦损失。大部分柴油发电机选用摩擦表面有耐磨合金层的滑动轴承。此轴承做成剖分式，俗称轴瓦。上轴瓦和下轴瓦之间用主轴承螺栓固紧，在轴瓦中还有油孔和油槽，并与主轴颈中的油孔相通，润滑油从孔内流通，以强制润滑主轴承摩擦表面和连杆轴颈摩擦表面。另外，现在有许多柴油发电机的主轴承选取滚动轴承，这样做的结果使曲轴承的润滑由压力式润滑变成了飞溅式润滑，减小了润滑油管路，但是使用滚动轴承会使柴油发电机的作业噪声有所增加，使用耐磨合金轴瓦可以高效地减轻曲轴转动时的噪声，但是必须增加主轴承的润滑强度。

      飞轮的具体用途是存储做功冲程出现的能量，克服其他冲程的阻力，以保持曲轴旋转的连续性和均匀性，使柴油发电机运行平稳。飞轮多是由灰口铸铁或球墨铸铁制成的大圆盘，轮边尺寸宽而厚，这是由于在重意一定的情形下，可获得较大的转动惯量。飞轮在轮边刻有第1缸活塞位于上止点的标记，可根据此标记调整柴油发电机的配气正时、供油或点火提前角。

      在磨曲轴时，连杆轴颈尺寸变小后，与原始出厂相比，重量会减少柴油发电机故障诊断。

      主轴弯曲所选用的磨曲轴颈的方法来保证各个曲轴颈的同心度工艺，会引起主轴净重减少，曲轴轴线向曲柄方向平移，出现不平衡力臂。

      不平衡毛重和不平衡力臂导致不平衡转矩产生。主轴旋转运动时，不平衡转矩加剧了曲轴的扭振功能。 在柴油发电机主轴的修复步骤中，不平衡离心力对主轴的作业危害不可忽视，应想措施处置不平衡离心力对曲轴寿命的危害。

      柴油发电机运行时，曲轴装置受到大小和方向周期性变化着的气体压力和运动零件惯性力的用途，这些力会使曲轴相对于飞轮出现扭转变形而引起扭振，即强制振动。柴油发电机运转时，易在工作转速范围内产生强烈共振，产生共振时的主轴速度即临界速度，轻则引发较大的噪声，加剧与主轴相连齿轮系的损伤，重则使曲轴扭断。柴油发电机主轴的自振频率是8000次／min左右，当柴油发电机的速度为临界转速的某一分数时，主轴的扭振振幅也可以超出允许限度。如果柴油发电机工作步骤中，把其转速设置在主临界速度次临界速度这两个转速附近，对主轴来说都是比较危险的。

      原产的柴油发电机主轴颈表面经氮化排除，具有过高的耐磨性。经过磨修后，轴颈表面渗氮层的厚度降低，减小了主轴的抗疲劳性和耐磨性。

      主轴经过磨修或矫直后，若不进行动平衡调试，未使不平衡载荷得到有效控制，主轴的疲劳强度会大大减轻。

      经过磨修后的曲轴，各个过渡圆角半径R比设计图纸上标注的小，致使曲轴过渡圆角处应力集中加大，易促成曲轴在此产生初始微观裂纹。

      具体起因是连杆轴颈表面油道口的位置及油道方向“非法”，导致在局部形成的油膜品质变差，引起主轴的连杆轴颈内侧磨耗大，轴颈椭圆度超差，从而磨修曲轴，进而引起不平衡载荷的出现。尤其是当活塞处于膨胀做功下行程序中，连杆轴颈旋转到某特定位置时，使其承载宽度变小，单位面积上承受的压力相对较高，油膜易遭破坏；其次，当连杆大头中心旋转至曲轴轴线以下位置时，连杆轴瓦内表面相对连杆轴颈表面滑动转速偏低，油膜厚度变薄，均使轴颈表面产生磨耗；油道方向“非法”也降低了润滑油的相对流动速度，导致所形成的油膜品质变差。除此之外，主轴意外负载突增、冲击、操作维保“非法”，均可促成主轴断裂。

（2）改变连杆轴颈表面油道口位置和油道方向。当连杆轴颈表面承受连杆较大的单位面积用途力时，预防油道口附近表面处于偏高压力位置；通过改变油道方向提升润滑油的相对流动速度，从而改良连杆轴颈内侧磨耗大的现象。预防在一次大修周期内连杆轴颈偏磨或减轻连杆轴颈偏磨，就可以在大修时按照修复标准要点不磨曲轴或降低磨削量。

（3）加大过渡圆角半径。使得R/D0.05或R=0.05～0.06D（R—圆角半径，D—主轴直径或连杆轴径），减少高效应力集中系数。

      拆卸主轴需要扳手、套筒、扭力扳手、拉杆、螺栓等工具。严查工具状态确保不会损坏螺纹。以四缸机为例，曲轴解体的具体程序如下：

（1） 将汽缸体倒置在作业台上，旋松飞轮紧固螺钉， 拆卸飞轮（飞轮较重， 拆卸时注意安全）。

（4）拆下主轴主轴承盖紧固螺栓，无法一次全部拧松，必须分次从两端到中间逐步拧松， 取下主轴承盖。 注意： 各缸主轴承盖有装配标记， 不同缸的曲轴承盖及轴瓦无法互相调换。

（5）抬下主轴，再将主轴承盖及垫片按原位装回，并将固定螺钉拧入少许。注意曲轴推力、轴承的定位及开口的装配方向。

      以cumminsNT855系列柴油机曲轴为例，样品如图3所示，加工部位如图4所示。

      以上主轴加工方法通过粗车?精车?半精磨?二次半精磨?精磨的教程提升了曲轴的疲劳强度。

      在安装主轴之前，需要先将曲轴进行清洁和验查，确保主轴表面光滑无损。同时，需要准备好相应的工具，如扳手、千斤顶、起重机等。

注意：  瓦背不得涂抹机油。  如果轴瓦为旧件，则要保证原位装复，不得换位安装。察看轴瓦弹张量，用力压入为合适，如果无需用力轴瓦即可入位，则说明弹张量不足，应当换新件。  通常上曲轴瓦有油孔，而下主轴瓦没有油孔，不得装错。  一些柴油发电机的各道轴五零件号可能不一样，注意区分，不得装错。 

（3）将曲轴置于气缸体轴承座孔内，主轴较重时使用吊装装置。将下轴瓦装人轴承盖中，确认定位叶舌正确人位。最后在每片五上涂抹机油。轴承盖按准确位置和方向装在气缸体上。多数柴油发电机曲轴承盖上的箭头指向柴油发电机前端（以维修手册说明为准）

      油封与油封座间应涂抹密封胶，油封唇口涂抹机油，然后使用专用装配工具将油封装人油封座，最后将油封座装到机体上。

      飞轮壳与机体间通常有两个定位销定位，不得漏装。

（7）由中间向两端拧紧各道轴承盖螺栓，然后用扭力扳分三次（或以上）拧紧至规定力矩。拧紧后，用一只手扳动主轴，曲轴应转动自如，否则应查明缘由并及时处理。

注意：  每个轴承盖的两个螺栓应交替拧紧，以便轴承盖顺利入位。  用于主轴轴向定位的止推片应在装配轴承盖时装人，注意安装方向：有含油槽的一侧朝向曲轴。有些柴油发电机选取翻边瓦（即止推片与轴制成一体），应整体装配。  主轴承盖螺栓拧紧次序和力矩标准应按修理手册要求进行。例如cumminsISM柴油发电机按下列流程拧紧曲轴承螺栓。 一些柴油发电机机体后平面设有凸轮轴塞堵、主油道油堵，安装飞轮壳体时应先将这些零件装好。 一些较小的机型，为便于使用，飞轮壳体和飞轮可以最后装配，装配中需要盘转主轴时，可将飞轮暂时装上。

      应交叉分数次拧紧飞轮螺栓至规定力矩。装配飞轮前应对齿圈进行验看，必要时进行替换。

      在飞轮后端而较外端进行测定，其圆跳动量应不大于0.20mm（参考值）。如果圆跳动量过量则应查明因由，必要时替换飞轮。

注意： 飞轮上的定位销不得漏装，否则飞轮位置装错会使飞轮上的正时标记失准。紧固飞轮螺栓时，应将主轴固定。对于齿轮室前置柴油发电机，在装配飞轮前应完成飞轮壳、曲轴后油封装配；对于齿轮室后置柴油发电机，在装配飞轮前，应先完成飞轮壳、凸轮轴（中、下置式）、齿轮室和主轴后油封的安装。

      柴油发电机是一种易发的发电装备，而主轴则是柴油机的核心部件之一。在柴油机修复中，主轴的拆除和安装是一项非常重要的工作，需要耐心和细致，预防因操作不当而导致曲轴变形。此外，所有的部件都要全面检查清洗后再安装，同时应严格按照扭矩要求进行拧紧，确保曲轴作业寿命。因此，只有掌握了准确的拆除和安装步骤，才能更好地维保柴油机的正常运转。