淺談曲軸油堵組裝對(duì)曲軸動(dòng)平衡的影響
2019-08-13 姚洋
（南車戚墅堰機(jī)車有限公司，常州 213000）
摘 要：本司16V280曲軸在制造過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡工序驗(yàn)證方可視為合格品使用。而曲軸油堵對(duì)曲軸動(dòng)平衡的影響沒(méi)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，本文就完成曲軸在組裝油堵和不組裝油堵?tīng)顟B(tài)下的動(dòng)平衡研究，為曲軸工藝流程優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。
關(guān)鍵詞：曲軸；油堵；動(dòng)平衡
0 概述
由于16V280曲軸設(shè)計(jì)有很多油道，而油道的密封需裝油堵。由于工藝油堵的存在，導(dǎo)致現(xiàn)有曲軸工藝流程中清洗工序的重復(fù)發(fā)生和存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成的孔內(nèi)銹蝕等情況。要優(yōu)化工藝流程就得從曲軸動(dòng)平衡工序下手。因此，對(duì)曲軸油堵在組裝不組裝兩種狀態(tài)下的動(dòng)平衡研究就非常有必要了。
1 動(dòng)平衡原理
旋轉(zhuǎn)工件不平衡的離心力作用在轉(zhuǎn)子軸承上會(huì)引起振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲和加速軸承磨損，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能和壽命。曲軸在制造過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡才能平穩(wěn)、正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，如果曲軸動(dòng)平衡量過(guò)大，將會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的嚴(yán)重抖動(dòng)，會(huì)影響曲軸的疲勞壽命和相關(guān)功能。通常，轉(zhuǎn)子的平衡包括不平衡量的測(cè)量和校正兩個(gè)步驟，平衡機(jī)主要用于不平衡量的測(cè)量，而不平衡量的校正則往往借助于鉆床、銑床、電焊機(jī)等其他輔助設(shè)備。
2 問(wèn)題的提出
2.1原工藝流程
現(xiàn)有的工藝流程是：曲軸機(jī)加工→油道清洗→組裝油堵及平衡塊→動(dòng)平衡→檢查→組裝車間組裝，柴油機(jī)車間總組裝前對(duì)曲軸外表進(jìn)行清洗。此流程不足：一是若曲軸存放時(shí)間較長(zhǎng)油道可能會(huì)銹蝕，而組裝前已裝堵的油道已無(wú)法清洗到，難以確保清潔度要求；二是曲軸的二次重復(fù)清洗，影響人力物力增加生產(chǎn)成本。
2.2試驗(yàn)方法
選用至少二根以上曲軸進(jìn)行油道裝堵前后的動(dòng)平衡試驗(yàn)，比較不平衡量的大小，若在規(guī)定范圍內(nèi)，可對(duì)曲軸現(xiàn)有的生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化。前提是驗(yàn)證曲軸裝堵前后曲軸動(dòng)平衡后不平衡量的變化。若不平衡量的變化不大（在允許范圍內(nèi)），可以在機(jī)加工車間對(duì)曲軸動(dòng)平衡并檢查合格涂防銹油后，曲軸送柴油機(jī)組裝車間，當(dāng)柴油機(jī)總組裝前由組裝車間對(duì)曲軸油道及外表一次清洗并裝堵后組裝。
2.3試驗(yàn)過(guò)程概述
1.選取2根狀態(tài)良好、檢查合格的16V280曲軸，清洗后保證各油孔及曲軸體表面無(wú)雜質(zhì)，以免影響動(dòng)平衡效果。
2.為保證動(dòng)平衡的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，先用標(biāo)準(zhǔn)軸進(jìn)行動(dòng)平衡機(jī)的自校，以驗(yàn)證動(dòng)平衡機(jī)狀態(tài)是否正常。
3.將曲軸先不裝主油孔和斜油孔油堵，按照工藝文件要求組裝平衡塊后擦拭干凈軸頸表面進(jìn)行動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)。
4.將曲軸配裝直油孔和斜油孔油堵，再做動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)。
2.4試驗(yàn)結(jié)果分析
通過(guò)對(duì)兩根曲軸的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，表1、表2為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中裝堵前后動(dòng)平衡對(duì)比數(shù)據(jù)。
將表1、表2兩張表數(shù)據(jù)匯總對(duì)比分析后可知，兩根曲軸在沒(méi)裝堵之前做動(dòng)平衡去重再?gòu)?fù)平衡后合格（曲軸兩端不平衡量之和小于80g在要求范圍內(nèi)）。然后裝堵再做動(dòng)平衡曲軸兩端不平衡量之和為140g左右即超出要求范圍，說(shuō)明裝堵后對(duì)曲軸的動(dòng)平衡不平衡量會(huì)產(chǎn)生影響。
試驗(yàn)后分析曲軸動(dòng)平衡不平衡量會(huì)變大的原因，大概有以下幾點(diǎn)：1.曲軸斜油孔的堵是由壓套和螺紋堵組成，斜油孔在加工時(shí)即要求是φ48～φ52mm的尺寸范圍內(nèi)，加工后的尺寸基本都在φ50mm，個(gè)別超過(guò)φ50mm，而壓套是根據(jù)斜油孔尺寸單獨(dú)配做的，這樣就不能保證所有的壓套尺寸都一樣或者相差微小，而斜油孔的位置在較外側(cè)，動(dòng)平衡半徑大，對(duì)動(dòng)平衡影響較大。2.斜油孔在加工時(shí)要求和壓套的配合面深度是55mm，而實(shí)際在加工過(guò)程中，有的孔深度會(huì)長(zhǎng)1-2mm左右，在裝壓套時(shí)靠人工手動(dòng)壓入，也不能保證每個(gè)壓套都?jí)貉b到相同的深度位置，且16個(gè)壓套都有可能有變化，相對(duì)于曲軸（總重約2500Kg）的不平衡量80g來(lái)說(shuō)是很難保證的，也是很難控制的。
3 結(jié)論
通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，對(duì)16V280曲軸在裝堵前后的動(dòng)平衡量變化有了手的數(shù)據(jù)資料，對(duì)能否將曲軸清洗后的裝堵工序工藝流程調(diào)整提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。證明先動(dòng)平衡再裝油堵的工藝流程暫時(shí)是不可行的，有待繼續(xù)優(yōu)化。但是，我們對(duì)曲軸動(dòng)平衡有了新的認(rèn)識(shí)，對(duì)影響曲軸動(dòng)平衡的因素認(rèn)識(shí)的更深刻，積累了寶貴的數(shù)據(jù)，對(duì)后續(xù)的工藝優(yōu)化和改進(jìn)提供了數(shù)據(jù)支持。
來(lái)源：《科學(xué)與財(cái)富》
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