单术梅 李中伟 佟士财
摘 要:简要地分析了轴类零件常见损伤产生的原因,介绍了轴类零件缺陷的检验方法,强调了提高轴类零件的修理质量应注意的事项。
关键词:农业机械;轴类零件;修理质量
轴类零件是农业机械中常见的零部件,也是重要的零部件。农业机械上的轴类零件有曲轴、凸轮轴、变速器轴、传动轴、半轴等。轴类零件在送修的各类零件中,占有较大的数量,对其修复,不仅因它具有良好的工艺性,而且还可获得较高的经济效益,因而它是农机修理部门旧件修复的主要对象之一。
1 轴类零件的常见损伤及原因
轴类零件也是旋转类零件,结构特点是长度要大于直径几倍至几十倍,所以易弯曲;转速高,轴上都要带一些附件与其一同旋转,轴颈易磨损。有些轴在工作中还要受很多力的作用,如发动机曲轴在工作中,要承受着很大的气体压力、惯性力冲击,易引起不正常磨损、烧瓦、弯曲、扭曲、断裂等故障。轴类零件的常见损伤分析如下(以曲轴为例):
(1)轴颈磨损。表现为主轴颈和连杆轴颈尺寸的减小和产生椭圆度、锥度。原因是:轴油道中的磨料在轴颈上偏积,润滑油中机械杂质的积累,连杆弯曲、缸筒在发动机体纵向偏斜,连杆瓦作用在连杆轴颈上的力分布不均,曲轴的磨修没有达到技术要求等。
(2)划伤。轴颈表面有划痕及斑点。原因是:装配时带进了磨粒,润滑油中有渣滓、金属物等。
(3)烧伤。轴颈表面不光亮,有时粘有轴瓦合金。原因是:轴颈表面润滑不良,主要是缺少润滑油,油质太差,润滑油标号不对,油道堵塞,轴瓦与轴颈装配间隙过小等,导致轴颈表面金属烧熔,常被称为烧瓦抱轴。
(4)弯曲与扭曲。曲轴等轴类零件如果发生了弯曲与扭曲,将导致与之相關的配合件磨损加快,发动机工作状况恶化。原因是:曲轴受大的冲击,如发动机爆燃,重负荷起步过猛,突然发生烧瓦抱轴事故。
(5)裂纹与断裂。轴颈裂纹与断裂易发生在油孔边缘和轴肩处,因为该部位易产生应力集中。原因:①制造上,主轴承座孔变形(超过允许值),飞轮与曲轴接盘不同心等。②修理上,修磨曲轴时轴肩圆角半径过小,没有留过渡圆角,造成应力集中。③使用上,缺机油而产生严重的烧瓦抱轴,将曲轴扭断。④材料上,制造曲轴的材质不合要求。
2 轴类零件的检验
(1)弯曲的检验:将轴两端用V形铁水平支撑,使微分表触针顶在轴的中间,然后慢慢转动一周,观察并记录表针的摆动情况,表针的摆差Z大值即反映了轴的弯曲程度(摆差的1/2就是轴的实际弯曲度)。检验时应注意,若轴颈为单数,测中间轴颈即可;若轴颈为双数,应测两个中间轴颈,并取Z大值。为了减少轴颈失圆对检查精度的影响,检查时微分表Z好抵在轴颈的一端。对于某些形状简单的轴,可直接放在平板上滚动观察或插以厚薄规,检验是否有弯曲。
(2)磨损检验:一般是用外径千分尺来检验。对于磨损较均匀的轴,只需检验其外径大小。但对某些磨损不均匀的轴,还需检查其失圆度及不柱度的大小。为测量曲轴轴颈磨损的情况,在同一横截面找出Z大与Z小直径,二者之差即为失圆度;在同一纵断面找出Z大与Z小直径,二者之差即为不柱度。
(3)断裂的检验:可用检视法、浸油锤击法或磁力探伤法检查。
3 提高修理质量的措施
(1)拆卸时注意保护轴类零件的中心孔。中心孔的重要性表现为以下几方面:①从维护零件精度上看,轴类零件一般都由几个或多个表面组成,但是,日常要维修的常是其中的一两个表面,故对零件修复时,除了恢复磨损了的表面自身精度外,还必须遵照零件图上的技术要求,即一定的形位误差值(轴类零件指同轴度、平行度等)。中心孔是轴类零件诸表面的组合基准要素——中心线的实施。因而维护零件各表面相互位置符合技术图纸要求,保持中心孔的精度是十分重要的。②从维修零件过程上看,目前修配部门对轴类零件的修复工艺过程大致可分为两部分:一是按零件的磨损状态及磨损程度选择适当的方法填补缺损的表面;二是按零件的技术要求选用合理的工艺方法修复失去了精度的表面。从上述两个过程中,无论是填补缺损表面常用的振动堆焊、埋弧焊,喷焊和刷镀,还是恢复表面精度贯用的车、磨等工艺,一般都需要用中心孔。③从装配、使用、检测上看,一是带螺纹的中心孔是用来固定其它零件或拆装时使用的;二是中心孔有时也作为检测、装配时的依据。
轴类零件的中心孔不仅在制造、检测、装配、使用上起着不同的作用,而在维护零件精度,延长其使用寿命的意义就更大了。但是,在实际中,常因部分送修的轴类零件中心孔毁坏,而给旧件修复工作带来了不应有的损失。因此,我们在检修、拆装时,应该维护好轴类零件的中心孔的精度。
(2)修理前应对曲轴进行仔细清洗,特别是油道中的渣滓和表面上的油垢要除净,然后对曲轴有无裂纹、弯曲、扭曲、轴颈尺寸进行必要的技术鉴定,检查和测量;按规定的扭矩拧紧瓦盖,否则就会将曲轴压弯;安装曲轴时,各道主轴瓦的中心线应在同一轴线上,并且各道瓦的间隙应符合规定。
(3)轴类零件装配时,要注意调整配合间隙,保证润滑油路畅通,轴与轴瓦的配合间隙超限时,必须进行修理或更换。
(4)轴类零件保管不当,可导致零件变形,如将长轴类件平放时间过长,轴上又有重物易使其产生弯曲变形;多缸曲轴应使飞轮接盘在下,把曲轴立于地面或垫板上。
来源:《农机使用与维修》2019年12期