Hư hỏng và phương pháp sửa chữa trục khuỷu
I. CÁC HIỆN TƯỢNG VÀ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG CỦA TRỤC KHUỶU
Những hư hỏng thường gặp trong quá trình làm việc của trục khuỷu là: cổ trục bị mòn và nứt, trục bị cong hoặc xoắn, bề mặt cổ trục bị xây xước, rãnh then, mặt bích lắp bánh đà bị hỏng bị vênh, bánh răng bị mòn hoặc tróc rỗ bề mặt.
1. Cổ trục, cổ biên bị mòn
Nguyên nhân gây ra mòn các cổ trục, cổ biên là do: chịu lực ma sát lớn, lực ly tâm, chịu áp lực, nhiệt độ cao, thiếu dầu bôi trơn hoặc dầu bôi trơn bẩn. Do đó làm tăng khe hở lắp ghép giữa trục và bạc, gây giảm áp suất dầu bôi trơn và phát sinh tiếng va đập khi động cơ làm việc
Cổ biên thường bị mòn nhanh hơn cổ trục và lượng mài mòn của nó gấp 2 lần lượng mài mòn của cổ trục. Sự mài mòn của các cổ trục không đều nhau.
2. Trục khuỷu bị cong, xoắn
Trục khuỷu biến dạng cong và xoắn chủ yếu do các nguyên nhân sau:
Chịu mô men xoắn quá lớn khi làm việc, gối đỡ trục khuỷu bị cháy làm cho trục khuỷu quay khó khăn.
Áp lực khí cháy tăng đột ngột, làm cho trục khuỷu chịu ứng suất quá lớn sinh ra biến dạng đột ngột.
Sự làm việc của các chi tiết như bánh đà, nhóm pit tông thanh truyền làm việc không bình thường, làm cho động cơ làm việc không ổn định, trục khuỷu chịu lực không đều sẽ làm cho trục khuỷu biến dạng.
3. Trục khuỷu bị rạn nứt
Vết nứt thường sinh ra ở vai trục khuỷu, do nhiều nguyên nhân như: bán kính góc lượn chuyển tiếp với vai trục không đúng mức sẽ gây ra ứng suất tập trung.
Khe hở gối đỡ quá lớn sẽ sinh ra va đập do ứng suất thay đổi tạo ra khi trục khuỷu bị cong, nếu để lâu trục khuỷu sẽ bị gãy.
4. Bánh răng bị mòn hoặc tróc rỗ bề mặt
Bánh răng thường bị mòn hoặc tróc rỗ bề mặt răng, do ma sát, độ ăn khớp lệch, lỏng bánh răng, thiếu dầu bôi trơn, do đó phát sinh tiếng ồn khi làm việc và có thể bị nứt chân răng do chịu tải lớn có thể dẫn đến gãy răng.
II. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA TRỤC KHUỶU
1. Kiểm tra vết nứt của trục khuỷu
Trục khuỷu dễ bị nứt ở góc lượn của vai trục và ở mép lỗ dầu. Khi kiểm tra vết nứt, trước hết phải lau sạch, sau đó dùng kính phóng đại 20 – 25 lần hoặc bằng cách thấm dầu hoả để xác định vết nứt.
 | |
| Hình 20 - 45. Kiểm tra độ côn và ôvan cổ trục hoặc cổ biên |
2. Kiểm tra độ côn và độ ô van của cổ trục hoặc cổ biên
Khi kiểm tra độ côn và độ ôvan của cổ trục hoặc cổ biên thường dùng pan me đo ở hai tiết diện A – A và B - B (hình 20 - 45) cách hai vai trục 10mm về phía ngoài, ở mỗi tiết diện đều phải đo cả hai chiều thẳng đứng 1- 1 và chiều nằm ngang 2 – 2, sau đó căn cứ vào kết quả đo được để tính độ côn và độ ô van
Hiệu số hai kích thước đo cùng phương A – A và B – B là độ côn của cổ trục hoặc cổ biên.
Hiệu số hai kích thước đo vuông góc 1 – 1 và 2 – 2 là độ ô van.
3. Kiểm tra độ cong xoắn của trục khuỷu
a. Kiểm tra độ cong
Đặt hai đầu trục khuỷu lên hai gối đỡ chữ V (hình 20 - 46), dùng đồng hồ để xác định độ cong. Khi kiểm tra cho mũi đồng hồ so tiếp xúc vào cổ trục giữa hoặc 2 cổ trục giữa ở phần không mòn của trục (do rãnh đâu trên bạc tạo nên), sau đó quay trục khuỷu 1800, xác định độ chênh lệch của đồng hồ tại hai vị trí ( Ä C ).
Độ cong của trục sẽ bằng (Ä C /2 ) - độ ôvan của trục.
Nếu không có đồng hồ so mà dùng mũi rà, khi quay trục khuỷu 1800, nếu trục khuỷu bị cong thì giữa mũi rà và mặt cổ trục sẽ có khe hở hoặc mũi rà bị đẩy lên.
Độ cong của trục khuỷu không được lớn hơn 0,06 mm.
b. Kiểm tra độ xoắn
Đặt hai đầu trục kuỷu lên khối đỡ chữ V, cho cổ biên nằm ngang, sau đó dùng thước cặp đo chiều cao các cổ biên có cùng một đường tâm đến mặt bàn rà, độ chênh lệch chiều cao giữa các cổ biên là mức độ xoắn của trục khuỷu.
 | |
| Hình 20 - 46. Kiểm tra độ cong của trục khuỷu |
Hoặc có thể dùng mũi ra để kiểm tra độ xoắn như sau: cho các cổ biên nằm ngang, sau đó cho mũi ra xê dịch đến điểm cao nhất của cổ biên số một, chuyển mũi rà sang cổ biên số hai và mũi ra cũng chạm vào vị trí cao nhất của cổ biên này. Quay trục khuỷu 1800, nếu mũi rà không chạm hoặc chạm mạnh thì trục khuỷu bị xoắn. Muốn biết trị số độ xoắn có thể dùng căn lá để đo khe hở giữa mũi rà và điểm cao nhất của cổ biên nhưng phảI chú ý đến độ ô van và độ côn của cổ biên.
Độ xoắn của trục khuỷu không được lớn hơn 0,06 mm.
4. Kiểm tra độ vênh của mặt bích lắp bánh đà
Đặt trục khuỷu lên máy tiện. Dùng đồng hồ so kiểm tra bằng cách: cho đầu đo của đồng hồ tiếp xúc với bề mặt của mặt bích, quay trục khuỷu sự chênh lệch tại các vị trí là độ vênh của mặt bích.
5. Kiểm tra hư hỏng bánh răng trục khuỷu
Việc kiểm tra bánh răng khi sửa chữa chủ yếu là kiểm tra mòn, sứt mẻ
- Quan sát để phát hiện các vết nứt, gãy, mòn rỗ bề mặt bánh răng và hư hỏng lỗ then.
- Để kiểm tra mòn răng có thể dùng dưỡng đo răng (hình 20 - 47). Nếu đáy dưỡng đo tý sát vào đỉnh răng chứng tỏ răng đã mòn đến giới hạn.
- Ngoài ra, có thể thể kiểm mòn răng bằng cách cho bánh răng ăn khớp với một bánh răng chuẩn có biên độ răng chính xác và không mòn, đặt dây chì có đường kính 1mm vào giữa hai bánh răng, quay trục khuỷu để dây chì bị ép lại, sau đó lấy dây chì ra để đo chiều dày dây chì. Chiều dày dây chì sau khi bị ép là độ mòn của bánh răng trục khuỷu hoặc có thể dũng dưỡng để kiểm tra.
 |
| Kiểm tra độ mòn răng bằng dưỡng và thước cặp |
1. Bánh răng còn dùng được
2. Bánh răng cần thay
6. Kiểm tra khe hở dọc trục khuỷu
Đẩy trục khuỷu về phía cuối động cơ sau khi lắp bạc và nắp đậy cổ trục và xiết chặt đúng lực, sau đó dùng căn lá có chiều dày khoảng 0,1 – 0,3mm cho vào giữa tay quay (má khuỷu) thứ nhất và vòng đệm (bạc đệm). Nếu quay trục hơi chặt là khe hở đạt yêu cầu, nếu quay nhẹ là đệm mòn (khe hở lớn).
IV. PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA TRỤC KHUỶU
1. Sửa chữa trục khuỷu bị cong
Khi trục khuỷu bị cong lớn hơn 0,1mm trên toàn bộ chiều dài thì tiến hành nắn nguội bằng máy ép 20 tấn.
 | |
| Hình 20 - 48. Nắn nguội trục khuỷu |
Đặt trục khuỷu lên giá đỡ chữ V, tác dụng một lực vào cổ trục chính ở giữa theo chiều ngượclại với chiều cong của trục khuỷu. Để tránh làm xây xước cổ trục cần đặt đẹm gỗ hoặc đệm đồng ở chỗ đầu ép và điểm đỡ của khối chữ V. ở phía dưới của cổ trục cần đặt đồng hồ đo để khống chế áp lực. Nếu trục khuỷu bị cong nhiều quá thì phải nắn nhiều lần, sau đó phải nung trong dầu nóng 2000C từ 5 - 6 giờ để khử ứng suất dư.
Trường hợp không có máy ép hoặc trục khuỷu nhỏ có thể dùng thân động cơ cũ hoặc bộ khuôn chuyên dùng, đặt trục khuỷu vào đó, ở hai đầu có đệm gỗ, tác dụng lực để nắn trục khuỷu hết cong.
2. Sửa chữa cổ trục và cổ biên
Trục khuỷu bị mòn, rỗ hay xây xước nhẹ chưa vượt quá giới hạn cho phép thì dùng giấy nhám mịn và dầu nhờn để để đánh bóng bề mặt hết rỗ, hết xước và tiếp tục sử dụng.
Khi cổ trục và cổ biên của trục khuỷu bị mòn quá giới hạn cho phép thì phải tiến hành mài lại trên máy mài chuyên dùng đến kích thước sủa chữa. Mỗi cấp sửa chữa, đường kính các cổ trục cổ biên được thu nhỏ 0,25mm. Sau khi mài xong dùng dạ hoặc da có bôi thuốc đánh bóng hay dùng giấy nhám mịn có bôi dầu hoả quấn lên cổ trục, cho trục khuỷu quay với tốc độ 40 - 60 vòng/phút để đánh bóng đạt độ bóng yêu cầu.
Trường hợp không có máy mài chuyên dùng, có thể giảm bớt độ côn, độ ô van của cổ trục hoặc cổ biên bằng cách: đặt trục khuỷu lên một giá đỡ quay được, dùng dũa và vải nhám mịn để dũa chỗ côn hoặc méo theo hình vòng cung thật nhịp nhàng, vừa dũa vừa quay trục khuỷu và thường xuyên kiểm tra độ tròn bằng com pa và bán kính góc lượn ở má khuỷu. Sau khi dũa tròn xong thì phải đánh bóng bằng cách dùng vảI nhám mịn quấn vào cổ trục hoặc cổ biên rồi lấy dây mềm quán hai vòng để giữ để giữ miếng vải nhám, sau đó cầm hai đầu dây kéo đi kéo lại nhiều lần cho đến khi cổ trục hoặc cổ biên nhẵn bóng. Cuối cùng dùng miếng dạ hoặc da có thấm dầu hoả để đánh bóng lại cho đến khi không còn vết chỉ nhỏ là được.
Khi cổ trục khuỷu đã mòn hết kích thước sửa chữa nhỏ nhất thì có thể dùng phương pháp phun đắp thép hoặc mạ thép, sau đó mài lại để phục hồi kích thước tiêu chuẩn. Chú ý không làm tắc lỗ dầu, các mép lỗ phải dùng đá dầu để mài lại cho vát.
3. Sửa chữa trục khủyu bị nứt
Nếu trục khuỷu bị nứt nhẹ ở phần không quan trọng như đầu, đuôi và vai má khuỷu, có thể hàn đắp và dũa phẳng.
Nếu trục khuỷu bị nứt ở phần cổ trục và cổ biên đều phải thay mới.
4. Sửa chữa ren răng hồi dầu
Khi bề mặt các ren răng đuổi dầu bị xước thì có thể dùng vảI nhám để sửa chữa. Nếu sau khi bị mòn, độ sâu của ren nhỏ hơn giới hạn cho phép, có thể tiện sâu hơn. Nếu vượt quá giới hạn cho phép thì sau khi tiện xong hàn một vòng thép bán nguyệt đã chế tạo lên đó. Khi hàn cần phải ngâm một nửa cổ trục chính kề đó để tránh cho trục khuỷu bị quá nhiệt, sau đó tiện ren lên vòng thép bán nguyệt.
5. Sửa chữa bánh răng trục khuỷu
Bánh răng trục khuỷu bị mòn gãy, nứt hỏng răng phải tiến hành thay mới cả cặp bánh răng trục cam và bánh răng trục khuỷu.
Nếu bề mặt răng chỉ có hiện tượng xước nhẹ có thể dùng đá mài phẳng để sửa chữa.
6. Cạo bạc lót cổ trục
Để đảm bảo cho bạc lót và trục khuỷu có diện tích tiếp xúc tương đối nhiều và có khe hở yêu cầu, cần phải cạo bạc lót cho phù hợp với yêu cầu lắp ghép.
Khi cạo rà bạc lót cổ trục thường cạo rà má dưới trước và có thể không cần lắp nắp của gối đỡ. Cạo rà xong má dưới mới cạo rà má trên và thường cạo rà bạc lót ở hai gối đỡ của hai cổ trục hai đầu trục khuỷu hoặc cũng có khi cạo rà hai gối đỡ ở giữa trước. Nói chung nên cạo rà theo từng cặp đối xứng.
Quá trình Kiểm tra và cạo bạc lót cổ trục được có thể tiến hành như sau:
Đặt ngửa thân máy, lắp tất cả các nửa bạc phía trên vào gối đỡ ở thân máy.
Đặt trục khuỷu lên các nửa bạc lót (không lắp nửa bạc lót trên và nắp).
Quay trục khuỷu, rồi lấy trục khuỷu ra và quan sát vết tiếp xúc của các nửa bạc lót. Nếu vết tiếp xúc của bạc lót ở hai phía miệng bạc lót đậm nhiều và ở giữa ít cần được cạo để tiếp tục sử dụng. Nếu vết tiếp xúc ở giữa bạc lót đậm nhiều, còn ở hai bên miệng bạc lót không có vết tiếp xúc tức là bạc lót bị lỏng quá phải thay nửa bạc lót khác.
Sau đó lắp trục khuỷu vào gối đỡ ở thân máy (có đủ hai nửa bạc lót và nắp).
Vặn chặt bu lông gỗi đỡ vừa đủ để quay trục khuỷu từ từ khoảng một hay hai vòng rối đưa trục khuỷu ra ngoài.
Quan sát lớp hợp kim chịu mòn có một dải đen hay một số vết đen, đó là những chỗ cần cạo đi.
Khi cạo rà bạc lót cần chú ý; đặt lưỡi dao cạo đúng vết đen rồi đưa đi một lượt mỏng và nhẹ nhàng theo một góc 300 - 450 so với đường sinh (song song với đường trục bạc lót), sau đó cạo lượt thứ hai cắt chéo với lượt cắt thứ nhất, chú ý không ấn mạnh tay, không cạo lan ra ngoài và không dí mũi dao cạo đi cạo lại nhiều lần.
Như vậy, muốn cạo rà bạc lót tốt phải cạo rà nhiều lần và đảm bảo ba yêu cầu chính là: Xiết chặt, quay nhẹ và trên mặt bạc xuất hiện nhiều những vết đốm.
Để vác vết đen hiện lên rỡ hơn trên bề mặt lớp hợp kim chịu mòn, thì lúc đầu mỗi lần cạo có thể bôi một lớp bột đỏ mỏng và đều lên cổ trục nhưng khi đã sắp hoàn thành thì không nên bột đỏ nữa mà chỉ nên quan sát vết sáng trên bề mặt lớp hợp kim để cạo sẽ đảm bảo chính xác hơn.
Kiểm tra sau khi cạo: cho dầu bôi trơn vào các bạc lót và cổ trục, lắp trục khuỷu vào gối đỡ, xiết chặt bu lông đến mô men quy định. Dùng lực tay quay trục khuỷu, nếu trục khuỷu quay đều hơi cản nhẹ và trên mặt lớp hợp kim chịu mòn của bạc lót có các lốm đốm đều là được. Nếu trục quay quá nặng thì phải tiếp tục cạo cho đến khi đạt yêu cầu.
V. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA ĐỘ CÂN BẰNG CỦA TRỤC KHUỶU
Trên hình 20 - 49 giới thiệu sơ đồ thiết bị kiểm tra cân bằng trục khuỷu. Thiết bị có bộ phận chính là khung dao động đặt trên các lò xo đỡ của bệ máy. Có hai ổ tỳ điều chỉnh là ổ tỳ 1 và ổ tỳ 2 đặt dưới đáy khung và cách nhau một khoảng xác định. Bộ chỉ thị mô men mất cân bằng được gắn cố định trên bộ phận truyền động. Trục khuỷu được đặt trên khung giao động qua hai con lăn tỳ và được dẫn động quay nhờ hệ thống truyền động có thể thay đổi tốc độ vô cấp.
 |
| Thiết bị kiểm tra cân bằng trục khuỷu |
1- Đế máy; 2- Đầu khoan; 3 – Khung dao động; 4, 7- Con lăn; 5 – Trục; 6- Trục khuỷu khiểm tra; Khớp nối; 9- Vành chia độ; 10- Bộ chỉ thi mô men cân bằng trục khuỷu; 11- Bộ phận điều chỉnh tốc độ; 12- Bộ phận truyền động; 13, 14- Các ổ tì điều chỉnh.
Khi kiểm tra cân bằng trục khuỷu, trước hết điều chỉnh ổ tì 1 cho tì vào khung dao động còn ổ tì 2 để tự do. Cho trục khuỷu quay đến một tốc độ thích hợp. Nếu mất cân bằng trục khuỷu sẽ rung và khung dao động cũng rung theo. Do đầu 1 bị khống chế nên khung chỉ có thể dao động ở đầu 2, biên độ dao động ở đầu 2 được xác định bởi bộ chỉ thị mô men mất cân bằng. Chuyển sang làm tương tự với đầu 1, ta sẽ xác định được khối lượng không cân bằng tại hai mặt phẳng tương ứng với hai vị trí.
No comments: