連桿是內(nèi)燃機(jī)的重要零部件之一。它連接活塞和曲軸,將活塞頂部的瓦斯爆炸壓力傳遞到曲軸,將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,并向外界輸出動力。連桿一般采用中碳鋼或合金鋼模鍛而成,強(qiáng)度、剛度高,使用壽命長。但在實(shí)際使用中,連桿的早期損壞和失效往往是由多種原因造成的,其中最常見的是變形,包括彎曲和扭曲。連桿的彎曲一般發(fā)生在大小端(前后彎曲)中心線所形成的平面內(nèi);連桿的扭轉(zhuǎn)會導(dǎo)致大端和小端的中心線不在同一平面上,導(dǎo)致活塞在氣缸內(nèi)歪斜,導(dǎo)致氣缸與活塞和連桿接觸。軸承和連桿軸頸偏磨、活塞環(huán)泄漏和漏油、發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)粗暴等不良后果,破壞發(fā)動機(jī)的正常工作,縮短發(fā)動機(jī)的使用壽命。因此,在內(nèi)燃機(jī)的修理中,特別是大修中,連桿變形的檢查和修正是一項(xiàng)重要的工作。
1、變形原因
(1)連桿在工作中承受較強(qiáng)的壓縮和拉伸,容易產(chǎn)生疲勞損壞。(2)使用過程中超載或供油時間過早,經(jīng)常打油門,易造成連桿變形。(3)活塞銷中心線與曲軸連桿軸頸中心線不平行,連桿容易疲勞彎曲甚至斷裂。(4)安裝不當(dāng),活塞連桿總成零件配合間隙過大,連桿在工作中受到過大的橫向彎曲應(yīng)力,造成變形。(5)“超速”、活塞卡死等嚴(yán)重機(jī)械事故,常造成連桿變形。
2、檢測方法
(1)用百分表測試:將兩塊V形鐵片放在平板(或平臺)上,選擇合適的樣軸裝入連桿大小頭孔內(nèi),將大、小頭孔放入連桿的大、小頭孔內(nèi),端部樣品軸連同連桿一起放在V型鐵上,使連桿直立。用百分表分別測量兩軸兩端的高度。兩端測量點(diǎn)之間的距離一般為100mm,檢查連桿的直線度,如圖1a所示。當(dāng)連桿垂直時,如果左下高度減去右下高度不等于左上高度減去右上高度,則表明連桿彎曲。
檢查連桿扭轉(zhuǎn)時,將連桿水平放置,用墊板將連桿小端抬起,然后測量兩軸兩端的高度,如圖1b所示。當(dāng)連桿水平放置時,如果大端左高減去右高不等于小端左高減去右高,則表明連桿扭曲變形。
(2)用連桿檢查器檢查。如圖2所示,檢查前,先拆下連桿襯套和連桿軸瓦,按規(guī)定扭矩擰緊連桿螺栓,然后按下列程序進(jìn)行檢查:①根據(jù)連桿內(nèi)徑將被檢連桿的大、小頭孔,選擇相應(yīng)的可調(diào)銷和半圓鍵,將直徑為50mm的可調(diào)銷一端插入檢板孔中,使半圓鍵將銷軸上的圓鍵朝下,然后拉動偏心軸曲柄,將銷軸擰緊。②旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘,降低半圓鍵,直至連桿大頭孔能插入連桿。將連桿大端孔放在調(diào)節(jié)銷軸上,大端放在半圓鍵中間,使小端朝上垂直位置,然后旋入調(diào)節(jié)螺釘使半圓鍵壓在連桿大端孔上。調(diào)整限位器,使其偏離連桿。③根據(jù)連桿小端孔內(nèi)徑選擇標(biāo)準(zhǔn)銷釘。如果沒有標(biāo)準(zhǔn)銷,可以使用襯套安裝后的活塞銷,將其插入連桿(或連桿襯套)的小端孔中,然后將卡爪跨過銷并將其移動稍微使測量腳接近板的平坦表面。④用塞尺仔細(xì)測量三個測量腳與平面之間的間隙。如果三個測量腳與板平面的間隙相等,則說明連桿是直的;如果左右測量腳的間隙相等但與上腳不同,則說明連桿彎曲;如果左右測腳間隙相等,則說明連桿彎曲。如果間隙不相等,則說明連桿扭曲;若左右測腳間隙不等,且上腳間隙不等于左右測腳之和的1/2,則說明連桿在同一時間?,F(xiàn)象。連桿直線度和扭曲度的計算方法如下:左右測腳與上測腳的平均間隙之差,即為連桿在100mm長度上的直線度;左右測腳與平板的間隙差就是連桿在100mm長度上的扭轉(zhuǎn)量。⑤為了準(zhǔn)確起見,可以將連桿翻過來,用上述方法重新檢查,取兩次檢查的平均值。連桿的直線度在100毫米的長度上一般不超過0。06毫米;連桿的扭轉(zhuǎn)在100毫米的長度上一般不應(yīng)超過0。08毫米。
3、修復(fù)
(1)用臺虎鉗矯正連桿變形:矯正彎曲時,用三根長100毫米、直徑18毫米的圓鋼,其中一根置于彎曲處,另外兩個放在相對的兩側(cè),然后擰緊虎鉗。用鉗子施加壓力,反復(fù)校準(zhǔn)、檢查,直至合格。校正扭曲時,可用臺虎鉗夾住連桿大端(注意用軟金屬片保護(hù)大端端面)。在小頭上套上一根直徑比小頭稍小的圓管,拉長管矯正扭曲,仔細(xì)修正,反復(fù)檢查。
(2)用連桿矯正器矯正連桿變形:常用的連桿矯正器有兩種,一種是彎曲矯正器,矯正連桿的彎曲變形,另一種是扭轉(zhuǎn)矯正器,矯正連桿的扭曲。連桿。校正時,拆下軸瓦、襯套,裝回連桿蓋,按標(biāo)準(zhǔn)扭矩擰緊。如果有兩次變形,先矯正扭曲,再矯正彎曲。當(dāng)連桿在室溫下校準(zhǔn)時,由于材料的彈性,校準(zhǔn)后會恢復(fù)到原來的形狀。因此,在矯正彎曲和扭轉(zhuǎn)變形時,矯正載荷必須保持一定的時間。對于彎曲、扭轉(zhuǎn)變形較大的連桿,校正后用噴燈稍微加熱,進(jìn)行穩(wěn)定化處理,然后重新檢驗(yàn)。為了防止變形彈性恢復(fù),矯正時應(yīng)進(jìn)行輕微的過度彎曲或過度扭曲。
當(dāng)連桿的直線度和扭曲度不超過極限時,可以采用更換小頭襯套和連桿軸瓦的方法進(jìn)行輕微修理和校正。對于刮修要求,除了校正中心線畸變外,配合面的接觸面積還應(yīng)滿足要求。
當(dāng)連桿的直線度和扭曲度過大時,也可采用熱校準(zhǔn)方法。使用氧-乙炔火焰均勻加熱需要矯正的區(qū)域。當(dāng)溫度達(dá)到450-600°C時,在校正之前將整個厚度加熱透。校正后,用石棉布包好,在空氣中自然冷卻。