CN103604356A - 大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置及检测工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于内燃机的制造、修理和检测技术领域，提出一种大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置和检测工艺；提出的大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置包括有三个检测支承、百分表（13）和检测平台（14）；检测支承包括有支承座（1）、支承体（5）和丝杠螺母机构；设置在曲轴自由端主轴颈部位和设置在曲轴输出端主轴颈部位的检测支承为固定式检测支承；设置在曲轴中间主轴颈部位的检测支承为活动式检测支承，即在支承座（1）的下方设置有滑动机构，百分表（12）的测量触头与检测平台（14）垂直设置，检测每个主轴颈的同轴度。本发明保证了曲轴的修造工艺实施和产品质量，为内燃机及整体装备的可靠运行提供了技术、质量保障。

Description

大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置及检测工艺

技术领域

本发明属于内燃机的制造、修理和检测技术领域，主要提出一种大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置和检测工艺。 

背景技术

内燃机是多种装备的动力装置和心脏，曲轴是内燃机的关键回转部件，因此曲轴的精度直接决定了内燃机的性能；大功率多缸内燃机由若干个相同的单缸排列在一个机体上共用一根曲轴输出动力所组成，大功率多缸内燃机的曲轴包括有多个主轴颈和多个连杆颈，且主轴颈、连杆颈的直径较粗、重量较大，因此曲轴的精度主要体现在连杆颈、主轴颈的圆度、圆柱度、直线度、连杆颈与主轴颈的平行度、连杆颈与主轴颈的回转半径差值、各主轴颈的径向跳动和各主轴颈相对曲轴理想中心线的同轴度，各主轴颈的相对同轴度即整根曲轴的同轴度的检测是最关键的核心形位公差，如果曲轴同轴度检测不准或者控制超差，将直接导致内燃机燃轴碾瓦等故障现象的发生，造成“机破”等严重的质量事故；所以，采用精准的检测工艺方法和同轴度检测装置已成为大功率多缸内燃机修造的关键。在铁道内燃机车修造领域，长期以来一直采用在曲轴的首末位和中间主轴颈部位设置固定检测支承、并配合百分表进行垂向测量的方法对曲轴的精度进行检测，由于位于中间主轴颈部位的检测支承是固定式，因此无论是进行垂向打表检测或者水平打表检测，都得不到曲轴的真实同轴度；如DF7B、DF7C、DF5、DF11、DF12、DF4D、DF8B等内燃机车的12240ZJ、16V240ZJ、16V280ZJ等柴油机曲轴的同轴度分别要求不大于0.10mm、0.15mm,然而采用上述检测方法进行检测时，测出的数据最大值基本上不超出前述的设计标准值，厂内内燃机车柴油机的碾瓦燃轴重大质量故障的发生近90%与此有关。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置和检测工艺。   

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置，所述的曲轴同轴度检测装置包括有三个检测支承、百分表和检测平台；三个所述的检测支承分别设置在位于曲轴自由端的主轴颈部位、位于曲轴输出端的主轴颈部位和位于曲轴中间的主轴颈部位；三个所述的检测支撑与检测平台嵌入式结合，即检测支撑的底部具有用以与检测平台凸凹配合的矩形凸台；所述的检测平台上具有多个用以与支承座上的矩形凸台吻配的矩形凹槽，使检测支承不能沿曲轴的径向移动，可以根据所检测曲轴的长短和曲轴直径的大小调整支承座在曲轴轴向方向的位置；所述的检测支承包括有支承座、支承体和用以使支承体相对于支承座升降的丝杠螺母机构；所述的支承座上具有用以放置支承体的凹槽，所述的支承体通过丝杠螺母机构放置在支承座的凹槽内，所述支承体的上端面上具有用以支撑主轴颈的支撑槽，并在支承体上所述支撑槽的两端铰接有支承滚轮，所述的支承滚轮与所述的主轴颈滚动配合；所述的丝杠螺母机构包括有升降丝杠、调整螺母和锁紧螺母；所述的调整螺母和锁紧螺母均套置在升降丝杠上，锁紧螺母与所述的升降丝杠靠螺纹配合组装在一起，所述升降丝杠的上端与支承体内镶嵌的T型螺母连接，下端与位于支承座内的推力球轴承配合，通过外力使升降丝杠旋转实现支承体的升降，当升降到需要的高度时，逆时针旋转锁紧螺母，使其与支承体的下平面密贴，即实现了支承体的垂向位置锁紧；设置在曲轴自由端主轴颈部位和设置在曲轴输出端主轴颈部位的检测支承为固定式检测支承；设置在曲轴中间主轴颈部位的检测支承为活动式检测支承，即在支承座的下方设置有用以使支承座沿曲轴的径向滑动的滑动机构，所述的滑动机构包括有滚珠、保持架板和底板；所述的滚珠为固定在支承座下端面的多个；所述的底板上具有用以滚珠沿曲轴的径向进行滑动的滑道，所述的保持架板用以保证各个滚珠的间距与位置及滑动运行中的平滑，并在保持架板的外侧设置止挡螺钉；所述百分表的测量触头与检测平台垂直设置，依靠百分表所接触中间主轴颈水平母线的最远端、最近端的数值，就可得出每个主轴颈的同轴度，该种测量方法检测时，由于两个固定检测支承、一个活动检测支承的高度一致，即在曲轴的垂直高度方向，曲轴各主轴颈的垂直读数是不会变化的；而在水平方向，由于活动式检测支承的水平且垂直于曲轴主轴轴线方向的滑动，使曲轴在平行于检测平台平面的方向内做水平回转摆动，当曲轴的各个主轴颈不同轴就是曲轴存在有弯曲或者挠度时，曲轴的弯曲度或者挠度的最大值则在曲轴的中间部位，而曲轴的的弯曲度或者挠度的最大值就是该曲轴的最大不同轴度，弯曲度或者挠度是通过曲轴的水平摆动的变化值来显示出来的。

利用上述大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置对大功率多缸内燃机的曲轴进行检测的检测工艺，其具体步骤如下： 

1）、准备检测用工具：百分表、百分表磁力表架、另套固定式检测支承、一套活动式检测支承和两套工艺检测支承；

2）、对应所要检测曲轴的尺寸在检测平台标记出五套检测支承的位置，使活动式检测支承对应曲轴中间的主轴颈部位设置，两套固定式检测支承中一套固定式检测支承对应曲轴自由端的主轴颈部位设置、一套对应曲轴输出端的主轴颈部位设置；两套工艺检测支承的结构同固定式检测支承，分别位于固定式检测支承与活动式检测支承之间，所述工艺支承的高度高于检测支承的高度；并根据位于曲轴自由端、位于曲轴输出端和位于曲轴中部的主轴颈的直径尺寸计算出三个主轴颈的最高点母线示值即应调整支承的高度，并做好记录；

3）、将曲轴吊放在两个工艺检测支承上，缓慢调整两个工艺检测支承的下降高度，使曲轴平缓地落放到两个固定式检测支承和活动式检测支承上，根据事先记录的主轴颈直径尺寸和支承高度，用百分表打表检测并逐步调整两个固定式检测支承和活动式检测支承的高度，确保固定式检测支承和活动式检测支承支承后三处主轴颈的曲轴中心线高度一致即同轴；在调整过程中，由于前后两个固定式检测支承的纵向定位是靠支承座的矩形块和检测平台的矩形槽定位，因此，这两个固定式检测支承的同轴度即纵向一致度能够得到保证，然而活动式检测支承的纵横向都可以调整，所以当活动式检测支承支紧后，会自动地与前后两个固定式检测支承的轴向中心线保持一致；然后，按照曲轴的设计或者大中修形位公差检测标准逐个部位、逐项参数地检测；在各个主轴颈的最高点母线处检测到的最大值即为该曲轴的主轴颈径跳，在每个主轴颈的水平母线即与曲轴中心线同高度的水平位置检测到的最大径跳就是曲轴每个主轴颈的同轴度，在活动式检测支承部位检测到的最大水平径跳就是该曲轴的最大同轴度；记录每个主轴颈同轴度；

4）、升高两个工艺检测支承，使曲轴升高与两个固定式检测支承、移动式检测支承分离，然后再将曲轴吊走，至此完成一根曲轴的同轴度、径跳形位公差的检测。   

工艺支承的滚轮采用尼龙材质，且工艺支承的高度要高于检测支承的高度，待落放好后再降低工艺支承高度，升起检测支承，减少撞击检测平台，避免磕碰轴颈，起到了保护三个检测支承和检测平台的作用。

本发明提出的一种大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置和检测工艺，采用在设置自由端与输出端固定式检测支承、在中间部位设置活动式检测支承并配合百分表进行检测的结构，精确的测量出曲轴的主轴颈同轴度和径跳形位公差，纠正并改变了长期以来、传统的甚至错误的多缸长大曲轴检测工艺和检测方法，保证了曲轴的修造工艺实施和产品质量，为内燃机及整体装备的可靠运行提供了技术、质量保障；另外本发明还具有设计合理、便于制造，便于检测人员现场操作，调整方便，安全可靠的特点，支承曲轴后不冲击磕碰、硌伤轴颈，减轻了劳动强度，提高了作业效率。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2为本发明中固定式检测支承的结构示意图。 

图3为本发明中活动式检测支承的结构示意图。 

图中：1、支承座，2、升降丝杆，3、调整螺母，4、锁紧螺母，5、支承体，6、销轴，7、支承滚轮，8、滚柱 ，9、保持架板，10、止挡螺钉，11、座板，12、曲轴，13、百分表，14、检测平台，15、固定式检测支承，16、活动式检测支承,17、矩形凸台。 

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明： 

如图1所示，一种大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置，所述的曲轴同轴度检测装置包括有三个检测支承、百分表13和检测平台6；三个所述的检测支承分别设置在位于曲轴12自由端的主轴颈部位、位于曲轴12输出端的主轴颈部位和位于曲轴12中间的主轴颈部位；结合图2、图3，现有技术中的固定检测支承的结构相同，这种支承在水平垂直于曲轴的轴线的方向因为有矩形槽定位而不能移动，因此，称之为固定支承；包括有支承座1、支承体5和用以使支承体5相对于支承座升降的丝杠螺母机构；所述的支承座1上具有用以放置支承体的凹槽，所述的支承体5通过丝杠螺母机构放置在支承座1的凹槽内，所述支承体5的上端面上具有用以支撑主轴颈的支撑槽，并在支承体5上所述支撑槽的两端通过销轴6铰接有支承滚轮7，所述的支承滚轮7与所述的主轴颈滚动配合；为保护曲轴轴颈并保证支承滚轮的精度，支承滚轮7采用N205E-2Z双防尘盖的E级深沟球轴承，这样，一方面满足了滚轮的精度需求，一方面也可以随机灵活更换；并保证了支撑装置零部件的刚度、强度和长期使用的稳定性、不变形性；该实施例中，支承体和支承座采用HT20-40铸铁并经时效、抛丸处理，销轴采用9CrSi轴承钢并经调质、发蓝处理。所述的丝杠螺母机构包括有升降丝杠2、调整螺母3和锁紧螺母4；所述的调整螺母3和锁紧螺母4均套置在升降丝杠2上，并与所述的升降丝杠2螺纹配合；所述升降丝杠的上端与支承体内镶嵌的同规格的T型螺母连接，下端与位于支承座1内的推力球轴承配合，承体靠人工拨动升降丝杠上的调整螺母转动来实现升降，升降的时候升降丝杠和调整螺母只做旋转运动，通过丝杠的旋转使支承体上升或者下降，锁紧螺母与升降丝杠做成一体式，当升降到需要的高度时，逆时针旋转锁紧4螺母，使其与支承体的下平面密贴，即实现了支承体的垂向位置锁紧；设置在曲轴自由端主轴颈部位和设置在曲轴输出端主轴颈部位的检测支承为固定式检测支承；结合图2，即支承座1的底部具有用以与检测平台凸凹配合的矩形凸台17；所述的检测平台6上具有多个用以与支承座上的矩形凸台吻配的矩形凹槽，使检测支承不能沿曲轴的径向移动，可以根据所检测曲轴的长短、机型大小调整支承座在曲轴轴向方向的位置；为了防止支承座上的矩形凸台与检测平台上矩形凹槽之间的间隙过大造成支承体倾斜，在矩形凸台与矩形槽之间安装内六方调整螺栓；设置在曲轴中间主轴颈部位的检测支承为活动式检测支承，同前述的两端固定支承一样靠平台的矩形槽定位直接放置在检测平台上，结合图3，即在支承座1的下方设置有用以使支承座沿曲轴的径向滑动的滑动机构，所述的滑动机构包括有滚珠8、保持架板9和底板11；所述的滚珠8为固定在支承座下端面的多个；所述的底板11上具有用以滚珠沿曲轴的径向进行滑动的滑道，在保持架板9的外侧设置止挡螺钉10。所述的滚珠为固定在支承座下端面的多个滑动体；所述的底板上具有用以滚珠沿曲轴的径向进行滑动的滑道，所述的保持架板起到类似滚动轴承保持架的作用，用以保证各个滚珠的间距与位置及滑动运行中的平滑，并在保持架板的外侧设置止挡螺钉；所述百分表的测量触头与平台成90°垂直状态；依靠百分表13所接触中间主轴颈水平母线的最远端、最近端的数值，就可得出每个主轴颈的同轴度，该种测量方法检测时，由于两个固定检测支承、一个活动检测支承的高度一致，即在曲轴的垂直高度方向，曲轴各主轴颈的垂直读数是不会变化的；而在水平方向，由于活动式检测支承的水平且垂直于曲轴主轴轴线方向的滑动，使曲轴在平行于检测平台平面的方向内做水平回转摆动，当曲轴的各个主轴颈不同轴就是曲轴存在有弯曲或者挠度时，曲轴的弯曲度或者挠度的最大值则在曲轴的中间部位，而曲轴的的弯曲度或者挠度的最大值就是该曲轴的最大不同轴度，弯曲度或者挠度是通过曲轴的水平摆动的变化值来显示出来的。

利用上述大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置对大功率多缸内燃机的曲轴进行检测的检测工艺，其具体步骤如下： 

1）、准备检测用工具：百分表、百分表磁力表架、另套固定式检测支承、一套活动式检测支承和两套工艺检测支承；

2）、对应所要检测曲轴的尺寸在检测平台标记出五套检测支承的位置，使活动式检测支承对应曲轴中间的主轴颈部位设置，两套固定式检测支承中一套固定式检测支承对应曲轴自由端的主轴颈部位设置、一套对应曲轴输出端的主轴颈部位设置；两套工艺检测支承的结构同固定式检测支承，分别位于固定式检测支承与活动式检测支承之间；并根据位于曲轴自由端、位于曲轴输出端和位于曲轴中部的主轴颈的直径尺寸计算出三个主轴颈的最高点母线示值即应调整支承的高度，并做好记录；工艺支承的支承滚轮采用尼龙材质，使曲轴吊放时先落放到这两个工艺支承上，前提条件是工艺支承的高度要高于三个检测支承，待落放好后再降低工艺支承高度，升起检测支承；这样，减少撞击平台，避免磕碰轴颈，起到了保护三个检测支承和检测平台的作用；

3）、将曲轴吊放在两个工艺检测支承上，缓慢调整两个工艺检测支承的下降高度，使曲轴平缓地落放到两个固定式检测支承和活动式检测支承上，根据事先记录的主轴颈直径尺寸和支承高度，用百分表打表检测并逐步调整两个固定式检测支承和活动式检测支承的高度，确保固定式检测支承和活动式检测支承支承后三处主轴颈的曲轴中心线高度一致即同轴；在调整过程中，由于前后两个固定式检测支承的纵向定位是靠支承座的矩形块和检测平台的矩形槽定位，因此，这两个固定式检测支承的同轴度即纵向一致度能够得到保证，然而活动式检测支承的纵横向都可以调整，所以当活动式检测支承支紧后，会自动地与前后两个固定式检测支承的轴向中心线保持一致；然后，按照曲轴的设计或者大中修形位公差检测标准逐个部位、逐项参数地检测；在各个主轴颈的最高点母线处检测到的最大值即为该曲轴的主轴颈径跳，在每个主轴颈的水平母线即与曲轴中心线同高度的水平位置检测到的最大径跳就是曲轴每个主轴颈的同轴度，在活动式检测支承部位检测到的最大水平径跳就是该曲轴的最大同轴度；记录每个主轴颈同轴度；

4）、升高两个工艺检测支承，使曲轴升高与两个固定式检测支承、移动式检测支承分离，然后再将曲轴吊走，至此完成一根曲轴的同轴度、径跳形位公差的检测。

Claims (2)

1.一种大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置，所述的曲轴同轴度检测装置包括有三个检测支承、百分表（13）和检测平台（14）；三个所述的检测支承分别设置在位于曲轴自由端的主轴颈部位、位于曲轴输出端的主轴颈部位和位于曲轴中间的主轴颈部位；三个所述的检测支撑与检测平台（14）嵌入式结合，即检测支撑的底部具有用以与检测平台凸凹配合的矩形凸台（17）；所述的检测平台上具有多个用以与支承座上的矩形凸台吻配的矩形凹槽；所述的检测支承包括有支承座（1）、支承体（5）和用以使支承体相对于支承座升降的丝杠螺母机构；所述的支承座（1）上具有用以放置支承体（5）的凹槽，所述的支承体（5）通过丝杠螺母机构放置在支承座（1）的凹槽内，所述支承体（5）的上端面上具有用以支撑主轴颈的支撑槽，并在支承体上所述支撑槽的两端铰接有支承滚轮（7），所述的支承滚轮（7）与所述的主轴颈滚动配合；所述的丝杠螺母机构包括有升降丝杠（2）、调整螺母（3）和锁紧螺母（4）；所述的调整螺母（3）和锁紧螺母（4）均套置在升降丝杠（2）上，锁紧螺母（4）与所述的升降丝杠（2）靠螺纹配合组装在一起，所述升降丝杠（2）的上端与支承体（5）内镶嵌的T型螺母连接，下端与位于支承座（1）内的推力球轴承配合，通过外力使升降丝杠（2）旋转实现支承体（5）的升降，当升降到需要的高度时，逆时针旋转锁紧螺母（4），使其与支承体的下平面密贴，即实现了支承体的垂向位置锁紧；设置在曲轴自由端主轴颈部位和设置在曲轴输出端主轴颈部位的检测支承为固定式检测支承（15）；设置在曲轴中间主轴颈部位的检测支承为活动式检测支承（16），即在支承座（1）的下方设置有用以使支承座沿曲轴的径向滑动的滑动机构，所述的滑动机构包括有滚珠（8）、保持架板（9）和底板（11）；所述的滚珠（8）为固定在支承座（1）下端面的多个；所述的底板（11）上具有用以滚珠沿曲轴的径向进行滑动的滑道，所述的保持架板用以保证各个滚珠的间距与位置及滑动运行中的平滑，并在保持架板（9）的外侧设置止挡螺钉（10）；所述百分表（12）的测量触头与检测平台（14）垂直设置，依靠百分表所接触中间主轴颈水平母线的最远端、最近端的数值，就可得出每个主轴颈的同轴度，该种测量方法检测时，由于两个固定检测支承、一个活动检测支承的高度一致，即在曲轴的垂直高度方向，曲轴各主轴颈的垂直读数是不会变化的；而在水平方向，由于活动式检测支承的水平且垂直于曲轴主轴轴线方向的滑动，使曲轴在平行于检测平台平面的方向内做水平回转摆动，当曲轴的各个主轴颈不同轴就是曲轴存在有弯曲或者挠度时，曲轴的弯曲度或者挠度的最大值则在曲轴的中间部位，而曲轴的的弯曲度或者挠度的最大值就是该曲轴的最大不同轴度，弯曲度或者挠度是通过曲轴的水平摆动的变化值来显示出来的。

2.利用上述大功率多缸内燃机的曲轴同轴度检测装置对大功率多缸内燃机的曲轴进行检测的检测工艺，其特征在于：所述检测工艺的具体步骤如下：

1）、准备检测用工具：百分表（12）、百分表磁力表架、另套固定式检测支承、一套活动式检测支承和两套工艺检测支承；

2）、对应所要检测曲轴的尺寸在检测平台标记出五套检测支承的位置，使活动式检测支承对应曲轴中间的主轴颈部位设置，两套固定式检测支承中一套固定式检测支承对应曲轴自由端的主轴颈部位设置、一套对应曲轴输出端的主轴颈部位设置；两套工艺检测支承的结构同固定式检测支承，分别位于固定式检测支承与活动式检测支承之间，所述工艺支承的高度高于检测支承的高度；并根据位于曲轴自由端、位于曲轴输出端和位于曲轴中部的主轴颈的直径尺寸计算出三个主轴颈的最高点母线示值即应调整支承的高度，并做好记录；

3）、将曲轴吊放在两个工艺检测支承上，缓慢调整两个工艺检测支承的下降高度，使曲轴平缓地落放到两个固定式检测支承和活动式检测支承上，根据事先记录的主轴颈直径尺寸和支承高度，用百分表打表检测并逐步调整两个固定式检测支承和活动式检测支承的高度，确保固定式检测支承和活动式检测支承支承后三处主轴颈的曲轴中心线高度一致即同轴；在调整过程中，由于前后两个固定式检测支承的纵向定位是靠支承座的矩形块和检测平台的矩形槽定位，因此，这两个固定式检测支承的同轴度即纵向一致度能够得到保证，然而活动式检测支承的纵横向都可以调整，所以当活动式检测支承支紧后，会自动地与前后两个固定式检测支承的轴向中心线保持一致；然后，按照曲轴的设计或者大中修形位公差检测标准逐个部位、逐项参数地检测；在各个主轴颈的最高点母线处检测到的最大值即为该曲轴的主轴颈径跳，在每个主轴颈的水平母线即与曲轴中心线同高度的水平位置检测到的最大径跳就是曲轴每个主轴颈的同轴度，在活动式检测支承部位检测到的最大水平径跳就是该曲轴的最大同轴度；记录每个主轴颈同轴度；

4）、升高两个工艺检测支承，使曲轴升高与两个固定式检测支承、移动式检测支承分离，然后再将曲轴吊走，至此完成一根曲轴的同轴度、径跳形位公差的检测。

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