新聞主題	康明斯柴油發(fā)電機主軸承的常規安裝方法

 

摘要：柴油機主軸承的作用是支撐曲軸，保證曲軸正常運轉和動(dòng)力輸出。軸承是由兩個(gè)半圓環(huán)組成，上半部裝在機體上，下半部由軸承蓋固定在機體上，同時(shí)也稱(chēng)為滑動(dòng)片。主軸承總成結構一般包括主軸承座、主軸承蓋和主軸瓦，其中，主軸承座安裝在柴油發(fā)電機的機架上，主軸承蓋通過(guò)螺栓和螺母連接在主軸承座上。由于軸承是柴油機零件中的易損件，因此，在柴油發(fā)電機大修時(shí)必須更換。

 

一、曲軸軸承選配方法

 

      曲軸各軸頸選定修理級別并進(jìn)行修磨后，需選配相應級別的軸承與其相配，安裝位置如圖1所示。軸承規格有加厚0.25mm、0.50mm、0.75mm和1.00mm四個(gè)級別。必須對軸承進(jìn)行嚴格地選配，其技術(shù)要求如下：

1、根據軸頸選配軸承

      根據曲軸的磨削尺寸（曲軸外觀(guān)結構如圖2所示），選用同一級別的軸承。即標準軸頸第一次修磨，磨削去0.25mm，則應選用加厚0.25mm的軸承，依此類(lèi)推。

2、軸承的長(cháng)度應符合規定

      將新軸承的瓦片裝入軸承座內，其長(cháng)度應使瓦片的兩端高出軸承座剖切平面0.03～0.05mm。這樣，安裝后可使軸承與座孔緊密貼合。檢查軸承長(cháng)度的經(jīng)驗作法是：將瓦片安裝進(jìn)軸承座后，扣上軸承蓋，按規定力矩擰緊軸承座上一側的緊固螺栓，將厚度為0.05mm的厚薄規插入沒(méi)有擰緊螺栓一側的座與蓋的接合面間，然后將該端緊固螺栓擰緊，當擰緊力矩達到10～20N.m時(shí)，試將墊片抽出。若不能抽出，說(shuō)明軸承長(cháng)度合適。若能抽出，說(shuō)明軸承超長(cháng)，可用銼刀將瓦片無(wú)定位突榫的一側銼低。若尚未擰到上述力矩，厚薄規即不能抽出，說(shuō)明軸承長(cháng)度不足，需重新選配軸承。

3、背面光滑、突榫完好

      軸承鋼帶的背面，應無(wú)斑點(diǎn)、毛刺、小凹坑等缺陷，其表面粗糙度不得低于Ra=0.8μm。鋼帶上的凸榫起定位作用，可防止軸承在軸承座內作橫向移動(dòng)和周向旋動(dòng)，故要求突榫不能過(guò)低。如果突榫過(guò)低，可用銃子沖出一個(gè)合理的高度。若突榫損壞，應選配新軸承。

4、彈力合適、無(wú)沙啞聲

      將軸承的新瓦片放入軸承座后，要求軸承的曲率半徑大于座孔的曲率半徑。這樣，當軸承裝好后，可借自身的彈力與軸承座緊密貼合，以利于熱的傳導和擴散。在安裝軸承前，應檢查瓦片上的合金層與鋼背結合得是否牢固，除用眼睛觀(guān)察合金層有無(wú)起泡和脫層之處外，可通過(guò)敲擊鋼背背面發(fā)出的聲音進(jìn)行判斷。若發(fā)出沙啞音，說(shuō)明合金層與鋼背結合不夠牢固，應重新選配。

5、軸承與軸頸的配合間隙要適當

（1）儀表測量法

      選配軸承時(shí)，必須對其配合間隙進(jìn)行檢查?？捎脙x表進(jìn)行測量，方法是：用分厘卡量出軸頸尺寸，將軸承洗凈裝好并按規定力矩擰緊軸承螺栓后，用量缸表量其內徑，用軸承內徑尺寸減去軸頸尺寸的差值即為二者的配合間隙。

（2）經(jīng)驗法測量

      對于主軸承來(lái)說(shuō)，檢查方法與連桿軸承基本相同，在各軸頸和軸承表面涂上機油，裝上曲軸，由中間主軸頸向兩邊逐道按規定力矩擰緊主軸承螺栓，每擰緊一道，轉動(dòng)一次曲軸，轉動(dòng)應輕便、省力，無(wú)任何卡滯現象。當擰緊最后一道主軸承螺栓時(shí)，雙手用力扳動(dòng)曲軸任一曲柄，曲軸旋轉不得小于1/2圈。達到上述要求，即可認定主軸承間隙適當。

6、同軸度符合標準

      各道主軸承的中心線(xiàn)應在同一條軸線(xiàn)上，否則，曲軸受力不勻，不僅旋轉阻力增大，還容易產(chǎn)生斷曲軸等重大故障。主軸承的同軸度檢查方法是：在檢查各道主軸承間隙后，再轉動(dòng)曲軸數圈，然后拆下各道主軸承蓋，抬下曲軸，擦去機油，察看各道主軸承與軸頸的接觸印跡。如各道軸承接觸不一致但相差不大時(shí)，可通過(guò)修刮軸承合金層來(lái)進(jìn)行調整。若相差過(guò)大，甚至一側接觸過(guò)重，另一側稍有接觸或不接觸，則須重新選配主軸承，必要時(shí)需檢查主軸承座孔的同軸度和曲軸有無(wú)變形。一定要查明原因，不可馬虎從事，以免留下隱患。

 

圖1  主軸承安裝裝置示意圖

圖2  柴油發(fā)電機曲軸示意圖

 

二、主軸承常規安裝方法

 

1、主軸承蓋安裝

       首先將主軸承蓋固定在主軸承座上，軸承座上開(kāi)有縱向螺紋孔，主軸承蓋上對應設置縱向螺紋孔，主軸承螺栓貫穿軸承座和軸承蓋上的縱向螺紋孔，將主軸承座與主軸承蓋之間連接，并通過(guò)液壓拉伸器，上緊螺母。

（1）主軸承蓋的連接配合面只能使用Loctite™518螺紋密封膠。其它密封膠可能變硬、變脆，從而使機和碎屑進(jìn)入到主軸承/缸體接合處，從而造成發(fā)動(dòng)機損壞。

（2）每道密封膠寬度必須在3至5 mm[0.12至0.20 in]之間，并且不得進(jìn)入到主軸瓦內徑中。主軸承中的密封膠可能損壞發(fā)動(dòng)機。

（3）如圖3所示，在每個(gè)主軸承蓋上的2個(gè)主軸承蓋表面涂上一層Loctite™518螺紋密封膠。

（4）使用清潔的15W-40發(fā)動(dòng)機機油潤滑螺釘螺紋和平墊圈（如果沒(méi)有使用墊圈，也可潤滑螺釘端頭的下面）。

（5）如圖4所示，安裝前，排出螺釘中多余的機油。主軸承蓋上標記有“V”字樣。使“V”標記指向發(fā)動(dòng)機的前面。定位不正確會(huì )導致發(fā)動(dòng)機嚴重損壞。

2、主軸承軸瓦安裝

（1）主軸承（包括連桿軸承）由上、下兩片軸瓦制有潤滑曲軸的油槽和油孔。康明斯6BT型柴油發(fā)電機第二、四和六道上軸瓦（由發(fā)動(dòng)機自由端算起）是相同的。第七道上軸瓦的油槽不在軸瓦中央，裝配時(shí)較寬一側應放在機體的飛輪端。每個(gè)軸瓦都有一個(gè)裝定位圈的槽，裝配時(shí)此槽應靠緊機體的定位圈止口孔。主軸承用螺釘緊固在機體的軸承座孔內。

（2） 主軸瓦的安裝位置的序號，是從氣缸體的額前端考試計為第一號。康明斯KTA型柴油發(fā)電機的軸瓦是從一至七號。 KTA型柴油發(fā)電機窄的軸瓦安裝是缸套上第一和第九軸承座孔。其余做空安裝寬的軸瓦。上軸瓦上有油孔，下軸瓦上沒(méi)有油孔。兩種軸瓦的瓦背上都有記號，以指明是標準的（STD）或是加大的尺寸（OS)。

（3）軸瓦是自由彈勢的，軸瓦在自由狀態(tài)時(shí)，并非呈真正平圓形，其曲率半徑略大于座孔的半徑，即R1>R2，此增大值稱(chēng)為只有彈勢或彈片量（一般為0.38～0.63mm）。這樣，軸瓦裝入做空后便產(chǎn)生外張彈力，能自動(dòng)卡在做空中正確就位，便于維修、裝配并能精密地和座孔結合。

（4）瓦背與座孔間貼合面上的摩擦力，是通過(guò)軸瓦和座孔間配合的過(guò)盈量來(lái)保證的。也就是軸瓦外徑周長(cháng)稍長(cháng)，當軸瓦壓入做空并用一定壓力壓緊后，軸瓦稍高于座孔平面，高出量為h。

（5）主軸承（含連桿軸承）螺栓緊固后，使上、下軸瓦壓緊，并將周?chē)叱霾糠秩繅喝胱隹諆群?，軸瓦的圓周過(guò)盈就變成徑向過(guò)盈，并對軸承座孔產(chǎn)生徑向壓緊力，保證工作時(shí)軸瓦與座孔相對固定，使軸瓦工作時(shí)不轉、不移、不振并有利于散熱。過(guò)盈量可在專(zhuān)門(mén)量具上測量，也可以報軸瓦放入座孔后，按規定力矩緊固螺釘，然后松開(kāi)一側螺釘，用塞尺測量分界面處的間隙。一般連桿0軸瓦此間隙為0.05～0.10mm，主軸承為0.08～0.10Mm，主軸承為0.08～0.15mm。

      安裝時(shí)，要保證機體上各主軸承孔同軸度的前提下，要注意軸瓦與軸頸配合間隙，主軸頸與主軸瓦間隙0.041~0.119，修理磨損極限0.20。連桿頸與軸瓦間隙0.038~0.116，修理磨損極限0.20。

 

主軸承蓋表面涂上螺紋密封膠

主軸承蓋螺釘螺紋潤滑圖示

 

三、主軸承蓋螺栓安裝

 

      一般來(lái)說(shuō)，為減小把合螺栓預緊力不均勻，正確擰緊螺栓時(shí)正確的操作方式是：按照螺栓把合分步角度將螺栓把合分為120°的幾組依次擰緊。先確定一個(gè)把合孔的螺栓為0°，實(shí)施預緊至預緊力的50%，再分別按照順時(shí)針120°的第二顆螺栓預緊至第一顆螺栓把合孔的同樣的預緊力，然后預緊第三顆，下一組重復第一組的所有步驟。直到所有把合螺栓均預緊完畢。重新回到第一次0點(diǎn)的螺栓，重復把合將預緊力剩余的50%按上述步驟用力矩扳手把合至圖紙要求扭力值，再按第一步的方法依次把合緊操作完成。

1、螺栓安裝步驟

（1）如圖5所示，主軸承蓋的螺釘孔對正缸體的孔，確保下軸瓦固定到位。

（2）如圖6所示，將螺釘穿過(guò)主軸承蓋安裝到缸體中。為了避免出現孔尺寸、間隙或同時(shí)出現上述兩種問(wèn)題，必須在涂上Loctite™518螺紋密封膠后15分鐘內擰緊主軸承螺釘。

（3）要先確保軸瓦不會(huì )移動(dòng)。然后充分擰緊螺釘，用一根撬棒將軸承蓋對正。

（4）如圖7所示，將主軸承蓋上的兩個(gè)螺釘擰緊到203 N•m[150 ft-lb]。

（5）完全松開(kāi)兩個(gè)螺釘。建議使用氣動(dòng)沖擊扳手和套筒（工具號分別為 3163059 和 3163060）將螺釘再轉動(dòng) 180 度。

（6）使用扭矩加角度法，按圖8所示順序擰緊主軸承螺釘。

2、安裝后復檢

（1）在支撐螺栓上緊后，由于上、下主軸承半塊的墊片受壓而略有變化，就會(huì )引起它們之間的間隙亦略會(huì )變化，為此，必須復測一下它們的間隙值?？捎瞄L(cháng)塞尺測量檢查主軸頸上部的間隙，其值應符合技術(shù)標準或說(shuō)明書(shū)的規定。

（2）為了適應發(fā)動(dòng)機機件正常工作的需要，曲軸必須留有一定的軸向間隙。間隙過(guò)大，會(huì )給活塞連桿組的機件帶來(lái)不正常的磨損；間隙過(guò)小，則會(huì )使機件因受熱膨脹而卡死。因此，在主軸承修配好后應檢查和調整曲軸的軸向間隙，檢查方法是將帶有正時(shí)齒輪和止推墊圈的曲軸裝上，按規定扭矩擰緊軸承蓋螺栓，用壓緊裝置將正時(shí)齒輪壓緊，把百分表的觸針抵在曲軸前部或與曲軸軸線(xiàn)垂直的平面上，前后撬動(dòng)曲軸，表針的擺差即為軸向間隙。間隙過(guò)大或過(guò)小時(shí)，應用更換或修刮止推墊圈的方法進(jìn)行調整。

 

 

圖5  主軸承蓋的螺釘孔對正	圖6  主軸承螺釘擰緊步驟
圖7  主軸承蓋上的螺釘擰緊力矩	圖8  柴油機主軸承蓋螺釘緊固順序

 

總結：

     軸承的損壞形式是磨損、疲勞和腐蝕。柴油機啟動(dòng)和停車(chē)過(guò)程中，機油供應不足造成軸和軸承的干摩擦，硬質(zhì)顆粒進(jìn)入軸承副形成磨粒磨損是造成軸承磨損的主要原因，相鄰軸承不均勻磨損會(huì )形成軸承之間的磨損階梯度。軸承的疲勞損壞是由于交變的油膜壓力造成的。機油的氧化變質(zhì)產(chǎn)生有機酸，對軸承合金造成腐蝕而損壞。在柴油機正常運轉情況下，軸承磨損是不可避免的。但是，當我們了解它們的工作狀況，正確地掌握使用與維護方法，可以大大地減少軸承的磨損，延長(cháng)其使用壽命。反之，因使用與維護不當，往往能使軸承在數秒內損壞，以致造成柴油發(fā)電機組重大事故。

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