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淺談曲軸油堵組裝對曲軸動平衡的影響

2019-02-13

姚洋

（南車戚墅堰機車有限公司，常州 213000）

　　摘　要：本司16V280曲軸在制造過程中需要經(jīng)過動平衡工序驗證方可視為合格品使用。而曲軸油堵對曲軸動平衡的影響沒有實驗數(shù)據(jù)支持，本文就完成曲軸在組裝油堵和不組裝油堵狀態(tài)下的動平衡研究，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；動平衡
　　0　概述
　　由于16V280曲軸設(shè)計有很多油道，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)生和存放時間過長造成的孔內(nèi)銹蝕等情況。要優(yōu)化工藝流程就得從曲軸動平衡工序下手。因此，對曲軸油堵在組裝不組裝兩種狀態(tài)下的動平衡研究就非常有必要了。

　　1　動平衡原理
　　旋轉(zhuǎn)工件不平衡的離心力作用在轉(zhuǎn)子軸承上會引起振動，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。曲軸在制造過程中需要經(jīng)過動平衡才能平穩(wěn)、正常的運轉(zhuǎn)，如果曲軸動平衡量過大，將會造成發(fā)動機的嚴(yán)重抖動，會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量和校正兩個步驟，平衡機主要用于不平衡量的測量，而不平衡量的校正則往往借助于鉆床、銑床、電焊機等其他輔助設(shè)備。

　　2　問題的提出
　　2.1原工藝流程
　　現(xiàn)有的工藝流程是：曲軸機加工→油道清洗→組裝油堵及平衡塊→動平衡→檢查→組裝車間組裝，柴油機車間總組裝前對曲軸外表進行清洗。此流程不足：一是若曲軸存放時間較長油道可能會銹蝕，而組裝前已裝堵的油道已無法清洗到，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試驗方法
　　選用至少二根以上曲軸進行油道裝堵前后的動平衡試驗，比較不平衡量的大小，若在規(guī)定范圍內(nèi)，可對曲軸現(xiàn)有的生產(chǎn)流程進行優(yōu)化。前提是驗證曲軸裝堵前后曲軸動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)），可以在機加工車間對曲軸動平衡并檢查合格涂防銹油后，曲軸送柴油機組裝車間，當(dāng)柴油機總組裝前由組裝車間對曲軸油道及外表一次清洗并裝堵后組裝。

　　2.3試驗過程概述
　　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雜質(zhì)，以免影響動平衡效果。
　　2.為保證動平衡的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，先用標(biāo)準(zhǔn)軸進行動平衡機的自校，以驗證動平衡機狀態(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行動平衡實驗，同時記錄實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)。
　　4.將曲軸配裝直油孔和斜油孔油堵，再做動平衡實驗，記錄實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)。
　　2.4試驗結(jié)果分析
　　通過對兩根曲軸的動平衡實驗，表1、表2為實驗過程中裝堵前后動平衡對比數(shù)據(jù)。

　　將表1、表2兩張表數(shù)據(jù)匯總對比分析后可知，兩根曲軸在沒裝堵之前做動平衡去重再復(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)）。然后裝堵再做動平衡曲軸兩端不平衡量之和為140g左右即超出要求范圍，說明裝堵后對曲軸的動平衡不平衡量會產(chǎn)生影響。

　　試驗后分析曲軸動平衡不平衡量會變大的原因，大概有以下幾點：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，個別超過φ50mm，而壓套是根據(jù)斜油孔尺寸單獨配做的，這樣就不能保證所有的壓套尺寸都完全一樣或者相差微小，而斜油孔的位置在較外側(cè)，動平衡半徑大，對動平衡影響較大。2.斜油孔在加工時要求和壓套的配合面深度是55mm，而實際在加工過程中，有的孔深度會長1-2mm左右，在裝壓套時靠人工手動壓入，也不能保證每個壓套都壓裝到相同的深度位置，且16個壓套都有可能有變化，相對于曲軸（總重約2500Kg）的不平衡量80g來說是很難保證的，也是很難控制的。

　　3　結(jié)論
　　通過此次實驗，對16V280曲軸在裝堵前后的動平衡量變化有了手的數(shù)據(jù)資料，對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。證明先動平衡再裝油堵的工藝流程暫時是不可行的，有待繼續(xù)優(yōu)化。但是，我們對曲軸動平衡有了新的認(rèn)識，對影響曲軸動平衡的因素認(rèn)識的更深刻，積累了寶貴的數(shù)據(jù)，對后續(xù)的工藝優(yōu)化和改進提供了數(shù)據(jù)支持。

來源：《科學(xué)與財富》