故障檢修與技術(shù)維護

康明斯凸輪軸間隙、損傷、裂紋、和彎曲的檢查方法

 

摘要：凸輪軸的作用是控制進(jìn)、排氣門(mén)按時(shí)開(kāi)閉，同時(shí)驅動(dòng)分電器、油泵和機油泵等機件進(jìn)行工作。凸輪軸主要由凸輪軸頸、凸輪、驅動(dòng)齒輪和偏心輪等組成。凸輪軸經(jīng)長(cháng)期使用后，會(huì )出現凸輪軸彎曲、軸頸和凸輪的磨損，齒輪磨損或損壞?？得魉构驹诒疚闹芯筒裼桶l(fā)電機凸輪軸以及軸承的檢修方法做了詳細闡述，希望為用戶(hù)和機修人員帶來(lái)幫助。

 

一、凸輪軸的作用與結構

 

      凸輪軸的作用是控制各缸氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉，每一個(gè)進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)分別有相對應的凸輪進(jìn)行控制，使進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)、閉符合發(fā)動(dòng)機工作順序、配氣相位及氣門(mén)開(kāi)度的變化規律等要求。由于在發(fā)動(dòng)機工作中，凸輪受氣門(mén)間歇性開(kāi)啟的周期性沖擊載荷，因此要求凸輪表面耐磨，凸輪軸要有足夠的韌性和剛度，因此，凸輪軸一般采用優(yōu)質(zhì)鋼模鍛而成，也有采用合金鑄鐵或球墨鑄鐵的，外觀(guān)如圖1所示。

1、凸輪

      凸輪承受氣門(mén)彈簧的張力，間歇性的沖擊載荷，要求凸輪表面有良好的耐磨性、足夠的剛度，故凸輪表面一般經(jīng)熱處理后精磨。凸輪的形狀直接影響氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)刻和氣門(mén)的開(kāi)度，凸輪的排列影響發(fā)動(dòng)機的工作順序。因此，凸輪的輪廓必須符合發(fā)動(dòng)機工作順序和配氣相位要求。

      如圖2所示的凸輪輪廓中，O點(diǎn)為凸輪軸的軸心，圓弧EA為凸輪的基圓，AB和DE為凸輪的緩沖段，其中圓弧AM段為消除氣門(mén)間隙階段，至M點(diǎn)是氣門(mén)開(kāi)啟，至B點(diǎn)緩沖結束。此階段中，凸輪的升程變化速度較慢，即氣門(mén)開(kāi)啟是速度較慢。BCD為凸輪的工作段，此段升程較快，BC段氣門(mén)的開(kāi)度由小逐漸變大，直至C點(diǎn)時(shí)氣門(mén)開(kāi)度最大，它決定了氣門(mén)的最大開(kāi)度。CD段氣門(mén)開(kāi)度由大到小，DN端為氣門(mén)緩沖階段，這段氣門(mén)關(guān)閉的速度較慢，直至N點(diǎn)氣門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，NE段為出現氣門(mén)間隙階段，即此階段的氣門(mén)間隙由小變大到E點(diǎn)結束。

2、凸輪軸軸頸

      凸輪軸軸頸的作用是支承凸輪軸。凸輪軸各道軸頸的直徑有的相等，但也有的從前往后逐漸減小，以便于安裝。有些發(fā)動(dòng)機其搖臂的潤滑是靠凸輪軸軸承處通過(guò)缸體上的油道輸送潤滑油。為此，在凸輪軸頸上(2，4道)有兩個(gè)不通的圓弧形節油槽，潤滑油經(jīng)該槽間歇地輸送到搖臂軸。該槽對油量有節流作用，防止供油過(guò)多而造成搖臂軸過(guò)量潤滑，其目的有二：一是減小氣門(mén)油封的負擔，防止吸入汽缸；二是汽缸蓋的溫度高，是潤滑油的加熱源，可防止潤滑油變稀，潤滑性能變壞。

 

圖1  康明斯柴油機凸輪軸零件圖

圖2  凸輪輪廓示意圖

 

二、凸輪軸的檢修方法

 

1、凸輪軸的彎曲檢查

      可將凸輪軸安裝于車(chē)床兩頂針間，或以V形鐵安放在平板上以?xún)啥溯S頸為支點(diǎn)，用百分表檢查各中間軸頸的偏差。如果最大彎曲量大于0.025mm時(shí)，應進(jìn)行冷壓校正修復。

2、凸輪凸角的檢修

      凸輪凸角的檢驗，可用標準樣板測量，也可以用千分尺測量（如圖3所示）。當凸輪頂端的磨損量大于1mm時(shí)（柴油機1.2mm)，應堆焊修復或更換凸輪軸。凸輪的表面如有擊痕、毛刺及不均勻的磨損時(shí)，應用凸輪軸專(zhuān)用磨床進(jìn)行修整，或根據標準樣板予以細致的修理。凸輪高度因磨損減少至一定限度時(shí)，可進(jìn)行合金焊條堆焊，然后進(jìn)行光磨恢復原來(lái)的幾何形狀。

3、凸輪軸頸的圓度及圓柱度

      凸輪軸頸的圓度及圓柱度的誤差應不大于0.03mm，軸頸磨損量應不大于1mm。在修理時(shí)，可用磨小軸頸尺寸和配用相應尺寸的凸輪軸承；或用鍍鉻加大，再磨至與之配合的修理尺寸或標準尺寸。

4、檢查凸輪軸的端隙

      端隙應為0.15～0.33mm。如果不在規定范圍內，就應拆卸齒輪更換墊片。止推墊片的厚度為9.14～9.45mm。

5、檢查凸輪軸軸頸

      用千分尺測量凸輪軸徑，如圖4所示。6BT型柴油機凸輪軸頸為50.70mm；KTTA型柴油機凸輪軸軸頸為63.37mm，如小于這個(gè)數值則凸輪軸應更換。

 

圖3  柴油機凸輪磨損檢查

圖4  柴油機凸輪軸頸磨損檢查

 

6、探傷

      用磁力探傷法檢查是否凸輪表面裂紋、刮傷等損失。有以下情況者，凸輪軸不能使用：

① 在整圓周方向有裂紋。

② 在黑色的或陰影的區域內有裂紋或損傷。

③ 有長(cháng)度超過(guò)6mm的裂紋。

④ 有離邊緣距離進(jìn)于5mm裂紋或損傷。

⑤ 在一個(gè)凸輪型上有多于兩處以上的裂紋或損傷。

注意：凸輪軸經(jīng)磁力探傷后，必須完全地退磁，消除磁性，并徹底清洗后才能使用。在技術(shù)不達標時(shí)，請委托第三方進(jìn)行檢測。

7、齒輪損傷檢查

（1）凸輪軸裝正時(shí)齒輪固定螺母的螺紋有損傷，應堆焊修復。正時(shí)齒輪鍵與鍵槽須吻合，否則應換新鍵。

（2）機油泵驅動(dòng)齒輪，其磨損量應不大于0.5mm；偏心輪表面磨損量應不大于0.5mm，當大于時(shí)應予堆焊修復。

（3）驅動(dòng)齒輪磨損過(guò)大時(shí)，則應更換凸輪軸。

（4）檢查凸輪軸齒輪是否有裂紋、齒和斷裂或齒面凹坑，如果零件已損壞就必須更換。

 8、凸輪軸軸向間隙檢查

      凸輪軸軸向間隙指的是軸承在未安裝于軸或軸承箱時(shí)，將其內圈或外圈的一方固定，然后使未被固定的一方做徑向或軸向移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)量。根據移動(dòng)方向，可分為徑向游隙和軸向游隙。凸軸軸距的檢查方法如下：

（1）增減固定在氣缸體前端面上，位于凸輪軸第一道軸頸端面與正時(shí)齒輪或鏈輪之間的推力凸緣的厚度來(lái)調整。檢查方法如圖5所示，用塞尺塞入推力凸緣與正時(shí)齒輪端面之間，測得的間隙應為0.10mm左右，若超過(guò)，可減小隔圈厚度或更換止推凸緣。

（2）凸輪軸軸向間隙檢查拆下氣門(mén)傳動(dòng)組其他零件后，用百分表頭抵住凸輪軸軸端，前后推動(dòng)凸輪軸，百分表指針的擺動(dòng)量即為凸輪軸軸問(wèn)間隙。

9、凸輪軸承檢查

（1）凸輪軸頸與凸輪軸軸承的配合間隙

      檢查方法如圖6所示，一般為0.03-0.07mm，最大不得大于0.15mm，當配合間隙大于0.15mm時(shí)，應更換新軸承。

（2）凸輪軸軸承的選配

      應根據凸輪軸頸尺寸選配同級修理尺寸的凸輪軸承。將選好的凸輪軸軸承用專(zhuān)用工具沖入，注意凸輪軸軸承油孔，應對準汽缸體上的油道孔。為防止凸輪軸軸承轉動(dòng)，軸承與軸承座孔的配合一般應有0.05-0.1mm的過(guò)盈量。

      為獲得軸頸與軸承間有0.03-0.07mm的配合間隙和保證各道軸承的同軸度，應用鉸削凸輪軸軸承的專(zhuān)用鉸刀進(jìn)行鉸削。軸承鉸削后，其軸承內孔圓度和圓柱度誤差應不大于0.01mm，表面粗糙度小于0.8μm。

 

圖5  凸輪軸軸向間隙檢測示意圖

圖6  凸輪軸頸和座孔配合間隙檢查

 

 

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