连杆、主轴、大小瓦和轴承孔的配合间隙测定法

曲柄连杆系统是一种常见的机械传动设备，广泛应用于各个领域中。它由曲柄、连杆和活塞结构，通过曲柄的旋转运动，将动力传递给连杆，再从连杆传递给活塞，实现机械运动。其中，连杆、曲轴、轴承以及轴瓦之间的配合间隙是一项非常重要的装配数据，在柴油发电机安装前一定要进行间隙测定，才能保证柴油发电机更好的运行。康明斯发电机OEM主机厂在本文将对曲柄连杆机构的构成和作用、配合间隙以及其他装配精度测量举措进行全面、具体、完整且深入地探求。

      曲柄连杆装置是发电机实现工作循环，完成能量切换的主要运动零件，其整体外观如图1所示。曲柄连杆系统的主要零件可以分为活塞连杆组和主轴飞轮组，如图2所示。

      曲柄通常是一个轴状零件，具有一个主轴和一个连杆小头的连接孔。曲轴是曲柄的详细部分，它是一个具有曲线轮廓的轴，在旋转程序中可以将旋转运动转化为往复运动。

      连杆是曲柄连杆机构的核心组成部分，它连接曲柄和活塞。连杆分为大头和小头两端，其中小头与曲柄连接，大头与活塞连接。连杆的长度和角度对系统运动的性能具有重要影响。

      活塞是曲柄连杆系统的一个关键构成部分，它位于连杆和曲柄的连接点。活塞通常是一个圆柱形零件，与气缸配合，负责往复运动。活塞的运动使气缸内的压缩空气或燃气产生往复运动，从而实现能量的转化。

      轴承在曲柄连杆机构中起到支撑和减少摩擦的功用。曲柄和连杆头连接处的轴承称为大头轴承，曲柄和连杆小头连接处的轴承称为小头轴承。轴承的品质和选型对装置的运动性能和寿命具有重要影响。

      曲柄连杆系统将主轴的旋转运动切换为连杆的往复运动，使得机械装置能够进行往复运动。往复运动在许多领域中都有广泛应用，例如内燃机中活塞的往复运动使得气缸内的气体能够通过气门进出，实现燃烧和能量的转化。

      曲柄连杆系统中，曲柄的长度和连杆的长度决定了连杆变速比例。通过调节连杆的长度，可以实现不一样的变速比例。连杆变速比例的调节对于一些需要不同运动转速的机械系统非常重要，例如发电机组中的变速器就是通过改变连杆变速比例来实现不同档位的换挡。

      曲柄连杆系统还可以实现力的平衡，将平行于曲柄的力垂直传递。在某些运用中，需要将平行力切换为垂直力进行传递，曲柄连杆系统可以实现这一转换。例如在发电机的机油盘中，由于连杆的设计，曲柄连杆机构可以将活塞的上下往复力转换为垂直向上的动力输出。

      曲柄连杆装置可以提供周期性的运动，适合于一些需要周期性运动的机械系统。例如，在组装线上，连杆系统可以用于实现物体的往复运动，从而实现智能化的生产。

      用外径千分尺检测连杆轴颈直径。在油道孔与两边曲柄的中间位置（图1位置Ⅰ和位置Ⅱ）进行测定，两个平面A向和B向各测得一个尺寸。这样每个轴颈得到4个测定值。

      如图2所示，将柴油发电机连杆轴瓦装入连杆大头，拧紧连杆螺栓。在瓦片*A、B、C三个方向测得3个内径尺寸值。

      测得连杆轴颈尺寸和轴瓦尺寸后，以连杆轴颈较大值来计算轴承间隙。测定出的轴瓦间隙较小值应大于下限值；较大值应小于上限值。一般发电机连杆轴承标准间隙值为0.059～0.135mm，如果测得间隙较小值小于0.059mm，或间隙较大值大于0.135mm，则都需要维修（换瓦片或修磨曲轴）。

      用塞尺检测连杆与主轴间的轴向间隙。测量轴向间隙时，将连杆沿轴向压向主轴的任何一侧，然后在另一侧检测间隙。如果连杆轴向间隙超过规定值，应更换连杆或主轴或两者一起更换。发电机连杆轴向间隙一般为0.13~0.38mm。

     将塑料间隙规装配在连杆轴颈上。注意塑料间隙规无法放在油孔上。用规定的功率拧紧连杆盖，注意不要转动连杆或主轴。然后拆下连杆盖，检验扁平塑料间隙规较宽点的宽度。如果该宽度对应的连杆轴颈间隙超过规定的极限值，则主轴连杆轴颈应研磨。发电机连杆轴承间隙通常为0.012~0.09mm。

      柴油发电机曲轴轴向间隙测量，如图5所示，应在主轴主轴颈装配完毕时进行，检测举措如下。

（1）将磁力百分表座固定于合适位置，百分表触头与曲柄平面相接处（也可以将磁力百分表固定于机体的前、后平面，百分表触头顶在主轴前端面或后端面进行测量）。

（2）用撬棍或一字螺钉旋具前后撬动曲轴。读取百分表摆动量，即为曲轴轴向间隙值。如康明斯柴油发电机曲轴轴向间隙值为0·052、0·255mm，若主轴轴向间隙过度，则需要更替止推垫片。

      如图6所示，根据图示位置测定主轴颈直径，检验各主轴颈的锥度和变形程度。较大锥度和变形程度为0.004mm（0.0002 in）。

 特别提示：对曾经大修过的柴油发电机的主轴轴颈进行测定时，轴颈尺寸有时会小于标准值0.25mm以上，这是修磨曲轴所致。通常轴颈每减少0.25mm为一个维修尺寸级别，较多可以有0.25mm、0.50mrn、0.75mm、1.0等4个修复尺寸级别，瓦片对应也有0.25mm、0.50mm、0.75mm、1.0mm等4种维修尺寸。是否有修复尺寸，以及有几个修复尺寸级别，会因机型不一样而不同。同一台发电机曲轴主轴颈和连杆轴颈的维修尺寸级别可以不同，但同一台柴油发电机的连杆轴颈修理尺寸级别一定相同，同一台发电机的曲轴颈维修尺寸级别也一定相同。

（1）用螺旋测微器测定各曲柄销的直径。标准直径为43.992～44.000 mm（1.7320~1.7323 in），如果直径不符合规定，则检修连杆油膜间隙或更换连杆。

（2）检测各曲柄销的锥度和变形程度。较大锥度和变形程度为0.004 mm（0.0002 in），如果锥度和变形程度大于较大值，则更替曲轴。

      用百分表和V形块测量径向跳动值。较大径向跳动为0.03 mm（0.0012in），如果锥度和变形程度大于较大值，则替换主轴。

      首先将曲轴承盖（包括调整垫片）按原位装回汽缸体曲轴承座上，并按规定力矩拧紧轴承盖紧固螺母。然后用内径千分尺沿同一断面检测3～5个点的直径，并沿轴线所示。测出各轴承孔的圆度误差与圆柱度误差。主轴承座孔的圆度误差与圆柱度误差，对于铸铁汽缸体，均应不大于0.01mm；对于铝合金汽缸体，均应不大于0.015mm。

       曲轴承座孔同轴度误差的测量，如图6所示。将心棒（心棒的直径比曲轴承孔直径的较小尺寸略小）放入，然后从中间开始逐个将曲轴承盖装好，按规定拧紧曲轴承盖螺栓，一边拧紧螺栓，一边转动心棒，找出各主轴承孔的同轴度误差，遇到拧紧曲轴承螺栓后心棒无法转动，则此孔的同轴度误差就大。同轴度误差在全长范围内应不大于0.15mm。

      配合紧度由轴承的自由弹性开口和剩余表面高度保证。根据检测剩余表面高度的对策：按照规定装配轴承，在阀盖螺栓紧固到*功率后松开其中一个螺栓，并用插头尺检测轴承盖接口处的间隙，其值应在0.05≤0.15 mm范围内。

      汽缸体曲轴承座孔因变形发生圆度误差、圆柱度误差和同轴度误差时，应视详细状况确定修理办法。如果是个别主轴孔失圆，失圆较小时可用修刮轴瓦厚度解除；失圆较大，或同轴度误差较大时，可将轴承盖两端接触面磨去少许，然后将轴承盖装好，按规定拧紧轴承盖螺栓，重新镗孔至规定尺寸。若主轴承座孔损伤变形没有超出极限，则无需镗削，微量误差只需膛削主轴承就可排除。

      气缸与主轴的垂直度指的是气缸中心轴线与主轴中心轴线之间的垂直距离。垂直度的要求一般由发电机制造商根据规划和工艺要求确定，并在生产程序中进行控制。理想状况下，汽缸与曲轴该当保持严格垂直的状态，以确保汽缸内的活塞能够顺畅运动，降低磨损和能源损失。影响气缸与曲轴垂直度的条件比较复杂。从设计角度来看，主轴曲轴的强度、扭曲刚度和汽缸部署等要素都会对垂直度产生影响。此外，加工工艺、安装精度和磨削技术等条件也会对垂直度出现一定的危害。因此，在制造流程中需要采取一系列控制方案来确保气缸与曲轴的垂直度满足布置要求。

      为了保证汽缸与主轴的垂直度，可以采取以下控制举措：

（1）在加工过程中要注意选用合适的夹具和工艺参数，确保气缸与曲轴在加工中的定位准确，如图9所示。

（2）制造过程中要进行严格的测量和测量，采用先进的测量仪器和技术，及时发现和纠正加工误差。举措如下：

      汽缸与曲轴承承孔垂直度偏差一般不大于0.03/100，在全长范围内不大于0.05。测量装备如图10所示，检修仪用定心套支撑在气缸中，并用调节螺钉轴向支承定位于汽缸体的上平面。检测时，用手转动手柄，测量头便水平转动与定心轴前、后两点接触，表针在两触点的指示差，即为气缸轴线与曲轴承承孔轴线的垂直度误差。汽缸轴心线对主轴承承孔轴心线垂直度误差超过规定值，可结合汽缸镗削予以修复。

      曲柄连杆机构由曲柄、连杆、活塞和轴承构造，通过曲柄的旋转运动，将动力传递给连杆，再从连杆传递给活塞，实现机械运动。曲柄连杆系统具有转换运动形式、提供连杆变速比例、平衡力的垂直传递和供应周期性运动等作用。在各个领域中广泛应用的曲柄连杆装置在机械传动中起到了至关重要的功用。