微精选

一、曲柄销磨削

1、原理和工艺方法

因该曲柄销的表面已严重磨损，准确确定加工的基准，关系到修复加工后的曲柄销与曲轴主轴颈的平行度及曲柄销与原始中心线的同心度能否得到保证。

经与船东、船检商定，笔者提出采取以曲柄销两端的圆角 R 作为定位基准进行曲柄销的现场磨削修复的方案。

理由是曲柄销外圆已与布司接触磨损，但两端 R 圆弧凹角处是非磨损表面，因此可以作为曲柄销原始轮廓的定位基准。

而对曲柄销的布司浇铅修复，采取连杆整体拆卸，外协浇铅后镗削加工修复的工艺方法[1-2]。

2、加工过程

曲柄销的磨削修复按粗磨—表面裂纹磁粉探伤检查—直径测量—表面硬度检查—精磨—曲柄销两端 R 角加工—完工检验等工艺步骤进行。

加工时，曲柄销定位于上止点。当从原始直径 Ø570mm，长度295mm 磨削至直径Ø565.75mm，长度295mm 时，经测量和磁粉探伤检查，该曲柄销外圆的椭圆度、锥度已基本消除，但表面仍存在较大面积（约50%）的细碎裂纹。

继续进行粗磨削，当直径缩小至 Ø565.25 mm 后，再次磁粉探伤，曲柄销表面裂纹已全部消除。

由于曲柄销直径缩小量必须控制在主机修理技术要求的 0.01D以内，即 5.7mm 以内，否则将影响该曲柄销的机械强度，所以边磨削，边测量后认定，已达到的曲柄销粗磨直径 Ø565.25 mm 符合要求。

随后精磨加工曲柄销 直 径， 完工尺寸为Ø565.15 mm，亦符合上述技术要求。

再加工曲柄销两端 R 角 （见图2），完成曲柄销全部现场磨削工作[3]。

图 2 磨削加工

3、完工检验

（1） 尺寸测量

检测曲柄销直径，得到不同测量点的数据在Ø565.15～Ø565.17mm 之间，曲柄销外圆椭圆度为Ø0.02 mm，符合相关技术规范的要求[4]。

（2） 表面粗糙度检验

由于精磨质量控制得较好，加工后的表面粗糙达到 Ra0.8，符合相关技术规范的要求。

（3） 表面硬度检验

经检验，共在曲柄销前后三个位置，八个方向，共 24 个检测点检测得到表面硬度在 177～220HB 之间，平均硬度值为188 HB，符合相关技术规范要求。

（4） 表面磁粉探伤检验

经检验，磨削加工完成后，曲柄销表面无裂纹[5]。

（5） 曲柄销两端 R 圆角检验

加工结束后，已形成的凸台尖角经过磨削得到修正，凹坑处低于曲柄销外圆表面 0.20 mm （见图2），符合相关技术规范中对曲柄销与布司装配的要求。

表面粗糙度、圆角过渡尺寸等也通过了船东、船检的检验。

二、曲柄销布司浇铅加工

1、布司外协浇巴氏合金

该曲柄销布司上下轴瓦的内表面原为厚度约 3mm 的巴氏合金层，布司座需要外协，完成布司旧层的烊熔，炉内加温去油气，表面化学清洗处理，搪锡打底增加合金与铸钢轴承座结合力，新巴氏合金层浇铸，粗镗加工检验气孔，超声波探伤检测巴氏合金与本体结合情况等工艺[1-2]。

2、布司加工

该曲柄销轴承与连杆虽是分体式结构 （见图3），但考虑到该布司加工时需以连杆十字头的布司内孔作为加工的基准，为了确保连杆两个孔中心线的平行度，必须将该曲柄销布司座把合在连杆上整体加工。

图3 分体式连杆

该曲柄销布司浇铸巴氏合金结束后进行测量，发现上、下轴瓦的钢背因在炉内加热已产生了变形，造成了曲柄销承拂螺丝孔中心线不平行度达 3mm，导致上平面挠曲，平面度达 0.5mm，所以加工镗削前，需要先将该轴承整体送加工中心校正，待消除热变形后，对上平面进行加工拂磨[6]。

因该船布司烧蚀原因是润滑油断供所致，故施工人员决定对连接连杆轴孔的所有润滑油孔用压缩空气吹扫处理。

随后，将连杆整体吊上镗床，以小轴孔 （十字头布司孔） 为基准，对大轴孔 （即曲柄销布司孔）进行镗削加工。

加工直径按照曲柄销直径，以及与布司的装配间隙 0.4～0.56 mm 进行，完工尺寸为Ø565.60 mm，符合该间隙要求[7]。

三、装配调试

1、连杆安装

将修理完工的连杆吊进机舱，安装入第四缸内。

连杆十字头布司装配到位后，对曲柄销与布司进行了兰油检查，检查结果接触面兰油达到 75%以上，符合船东、船检的安装要求。

2、提缸及十字头导板间隙的调正

连杆安装到位后，由现场施工人员进行提缸检查，得到理想的提缸数据，并且通过了船东、船检的验收。

随后对更换的新活塞进行测量及安装，扫气箱，拆装曲拐箱道门，进行内部清洁，以及对1～6 号缸拐档差的测量，安装缸头，排查冷却水、压缩空气及润滑滑油路的泄露点，检查曲柄销布司润滑油的注油效果等一系列工作。

四、结 语

经过船东、船检方在码头的系泊试验，证明该柄销的修复工作达到船东的要求。

参考文献

[1] 船舶入级规范 [Z] . 挪威船级社，2006.

[2] 宋亚军. 大型曲轴随动磨削加工控制模型研究 [D] 南京：东南大学，2016.

[3] 宋亚军，周怡君，曹火光. 基于 ANSYS 的曲轴随动磨削支撑方案研究 [J] 机械制造与自动化， 2017， 46 (1)：87-89.

[4] 李静，沈南燕，方明伦. 随动磨削中船用曲轴自动校直系统研究 [J] 机械工程学报，2015，51 (23)：196-204.

[5] 范晋伟，吕琦，王鸿亮. 基于多体系统理论的发动机曲轴随动磨削研究 [J] 制造技术与机床，2017 (4)：108-112.

[6] 俞红祥，张昱，潘旭华. 基于双砂轮水平对置的曲轴随动磨削方法研究 [J] 中国机械工程，2013，24 (6) .

[7] 杨忻，何猛刚，杨武刚，等. 柴油机曲轴磨削用随动滚环中心架 [J] 金属加工 （冷加工），2015 (12)：50-51.

原创作者系：

江苏省江阴中等专业学校    朱达新