对主机曲柄销和主轴承座修理的分析

(江苏省江阴中等专业学校，江苏江阴 214400)

柴油机的曲轴由主轴颈、曲柄臂、曲柄销组成，曲柄销是组成曲轴的主要部件之一，是连杆大端连接曲轴的部分。柴油主机主轴承座的作用就是支承曲轴，一般采用滑动轴承，轴承是柴油机的易耗件，在大修时一般要作更换。因此在修理过程中经常会遇到主、辅柴油机曲柄销和主轴承座的修理工作。其修理质量与修理方法有着密切的关系，本文对此进行了探讨。

1 曲柄销修理

1.1 修理前的状态分析

通常曲柄销磨损有两种情况，一是曲柄销圆柱度超差，但没有局部的过量磨损；二是销颈除圆柱度超差外，还存在局部的过量磨损。例某曲柄销磨损情况分析，见图1“A”处位置，即曲柄处在死点位置,在销颈的下部有大面积的局部磨损。严重者深度可达2 mm以上。原因是曲柄由下死点向上运动时，活塞连杆组向下的惯性力对曲柄向上运动产生较大冲击，出现过快磨损。活塞到达上死点时，情况没有那么严重，因为活塞顶上的气体压力总是存在(对增压柴油机而言)，抵消了活塞连杆组向上的部分惯性力，故冲击较小，磨损较小。这种偏磨，都出现在上下死点转换瞬间，对于非增压柴油机而言上死点的惯性冲击力要大于下死点。磨损量的大小与它们之间实际间隙、机器负荷与运行时间有关(尤其是主机在航行中遇风浪，不能停车检修且要求继续航行时)。由于上述原因，便出现局部偏磨。[1]

图1 曲柄销

1.2 修理原则

要保持压缩比基本不变，就要将销颈左右及上方余量磨去并修圆，使圆柱度、表面粗糙度达到规范要求。

1.3 修理方法

1.3．1方法一

用硬模(又称拂套见图2)为检测工具，用风磨机、细齿锉刀作为修理工具。硬模做成哈夫型，结合面配置一定量铜薄片，用螺钉连接。使用时，将硬模内表面涂上色油，装配至销颈上，增减垫片使硬模与销颈之间配合松紧适度。用手来回转动硬模数次，再拆下硬模，用微型风磨机小磨头拂磨硬点。反复多次直至色油在销颈圆柱面上分布均匀，基本达标。[2]

图2 拂套1.对开套 2.扳手 3.螺栓 4定位销

将活塞连杆组装进气缸，检查销颈圆柱度是否符合规范要求。装前在轴瓦内表面涂上色油，转动曲轴1～2转，取出活塞连杆组，检查色油在销颈表面是否均匀达标，否则重复上述拂磨方法，直至色点分布规范。用细齿锉刀精修销颈表面并用砂皮作抛光处理，使粗糙度达标。按照规范或机器说明书规定的配合间隙，配置新轴瓦(专业生产厂家)。试车检查运转工况是否正常，否则重新修正。

1.3.2方法二

先用1.3.1方法一，使销颈圆柱度基本达标，完成粗磨工作。用硬模加研磨砂为修理工具，用半块硬模为检测工具，完成精磨工作。具体做法为，在硬模内表面轴向(纵向)相隔30～50 mm间距铣出深度与宽度为1～1.5 mm的沟槽(用钢锯锯槽也可)，然后再在内表面均匀涂上粗质研磨砂，把它装在表面已涂好机油的销颈上，也用薄铜片调整配合松紧至适度。用绳索绕在硬模外面，来回拉牵绳索，使硬模来回转动，用时均匀盘动曲轴(目的是模拟机床工况)，拉磨时可听到“砂砂”声响，经拉磨几分钟后拆下硬模工具。用已经准备好的半块硬模(不开槽)，在它的内表面涂上色油，检查销颈色点。用微型风磨机小磨头拂磨其硬点。更换硬模研磨砂(先粗后细的原则)重复上述工序，经过数次这样的操作，使色点达标，完成精磨。在精磨过程中，仍用活塞连杆组检查销颈圆柱度，用翻调硬模左右方向的办法，进行校正，使销颈圆柱度、表面粗糙度达到规范要求。在硬模内表面轴向开槽，涂上研磨砂，就相当于在沟槽中装上了许多的微型油石，可以加快磨削速度，提高圆柱度、表面粗糙度。[3]

1.3.3两种修理方法的对比

方法一修理速度快、周期短；方法二修理质量高，圆柱度、表面粗糙度可接近磨床水平。

2 轴承座的修理

2.1 主轴承的结构

按其安装形式可分正置式和倒挂式两种(参考图3)。正置式按其紧固形式又可分为螺栓收紧式和撑柱紧固式两种，现在分别叙述它们在修理时的方法与特点。倒挂式轴承机型其机架接受较为结实，刚性好，轴承座孔不易变形，故在本文不作修理方法的叙述。[4]

图3 主轴承座示意图

2.2 螺栓收紧式正置轴承座变形后的修理方法

2.2.1采用工具

假轴、微型风磨机、风动抛光机等。

2.2.2修理方法

采用假轴检查法，将假轴涂上色油放进座孔，盖上主轴承上盖，装好螺栓，转动假轴1～2转。拆下轴承上盖，取出假轴，检查座孔色点状态，用微型风磨机小磨头拂磨下座硬点，反复几次。使座孔内圆面色点面积达到75%以上。用风动抛光机对座孔进行抛光处理。此时，经修磨后的主轴承座孔内圆尺寸一般上下方向大于左右方向。为使座孔圆柱度达标，保证轴承正常的装配间隙，还须进行轴承座孔的测量并采用拂磨轴承上盖哈夫面的方法进行调正。达到要求后配置新轴瓦，再组装机器和试车试验。

2.3 撑柱紧固式正置轴承变形后的修理方法

采用工具与螺栓收紧式正置轴承修理工具相同。但修理方法有两种，且修理结果明显不同。

2.3.1原修理方法(以下简称原方法)

机架吊去，同样用假轴检查法修理。当假轴放入轴承下座时，发现该机型(撑柱紧固式正置轴承)的座孔变形严重，即水平方向内有向内收拢现象，以至假轴底面与轴承下座内圆弧之间有较大的间隙(3～5 mm)。此时对座孔修正，使圆柱度、表面粗糙度达标。将机架修复，测量座孔尺寸，发现轴承下座孔左右方向尺寸明显变大，装上轴瓦时，左右方向安装间隙超差，导致机器试车时发生滑油压力偏低的不良现象。

由此可认为对于撑柱紧固式轴承座的修理方法是不完善的。就此对该方法进行分析并查出原因，以作出改进并提高。[5]

2.3.2改进后修理方法(以下简称新方法)

从“原方法”中得知，机架安装前后的轴承座孔水平方向尺寸会有明显变异，则机架拆去后座孔有收拢现象。笔者认为发生此现象的原因是该机型的主轴承座除了承受常规机型同样的曲轴重量、活塞重量、机器作功时的爆炸压力之外，还必须承受撑柱螺栓的撑力。因此，机器工作时，轴承座增加承受了较大的附加力而导致座孔存在向下弯曲、向内收拢的应力，当机架拆卸后，机座轴承孔座就会产生上述的变形。

2.4 两种方法的区别

新方法与原方法采用相同的修理工具，相同的假轴检查法。所不同的是将机架安装到位后再按假轴修理法的全部工序进行，以避免轴承座修理后机器总装时发生变形。[6]

3 结 语

无论何种机型，在采用假轴法修理轴承座孔时，假轴的外径加工尺寸务必确定适度负公差，否则有可能将座孔内径尺寸拂磨超差。在修理主轴承座孔时，对于撑杆螺栓紧固式主轴承座的修理，应在装妥机架的条件下进行。主轴座孔发生异变不单单是撑柱附加力所致，其因素完全有可能与其机座、机架的强度及刚性有关。因此，在进行大修时，轴承孔座是否会发生上述的变异，需具体问题具体分析，以免出错。

曲柄销和主轴承座现场手工修理与整机拆卸机械加工修理相比，周期短、成本低，很容易被船东接受，但质量略低于机械加工。虽然如此，手工修理还是必不可少的。为了保证质量，关键是不断创新修理工具、修理方法以提高操作技能。