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康明斯QSK95 CM2350柴油发动机、柴油发电机组维修手册之发动机的曲轴拆卸安装与标准的维修技术参数

2018/12/25 9:53:28

康明斯QSK95 CM2350柴油发动机、柴油发电机组维修手册之发动机的曲轴拆卸安装与标准的维修技术参数

分解图

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曲轴分解图
  1. 曲轴
  2. 配重
  3. 上主轴瓦
  4. 环形定位销
  5. 曲轴齿轮

选择维修工具

推荐的 Cummins® 维修工具

  • 定位销拆卸器(零件号 3163720)
  • Loctite® 271,零件号 3375068
  • Lubriplate™ 105(零件号 3163086)或等同物

其他维修物品

  • 燃油容器 - 约 46 升 [12 加仑]
  • 适用于收集机油的容器 - 大约 625 升 [165 加仑]
  • 适用于收集冷却液的容器

概述

曲轴是一个完全平衡的锻造单件式曲轴。使用了三种不同的曲轴配重。前后配重是唯一的。其余的配重则是常见的。

曲轴重约 1179 kg [2,600 lb],将需要专用起吊设备。由于部件的大小和维修的复杂性,此过程需要两名技术人员。

准备步骤

WARNING 

蓄电池可能有易爆性气体逸出。为降低人身伤害的可能性,在维护蓄电池前,必须保持发动机舱通风良好。为了降低产生电弧的可能性,应首先拆下负极 (-) 蓄电池电缆,并最后连接负极 (-) 蓄电池电缆。


  • 断开蓄电池和电源。参考设备制造商维修信息。
  • 从空气起动马达上断开供气管(如果配备)。参考第 12 节中的步骤 012-022。
  • 拆下发动机。参考第 0 节中的步骤 000-001。
  • 拆下曲轴,以便拆下发动机部件。参考第 DS 节中的步骤 304-001。

拆卸

WARNING 

该部件或总成重达 23 kg [50 lb] 以上。若要防止造成严重的人身伤害,一定要寻求帮助或使用合适的提升设备来提升此部件或总成。


使用尼龙吊索和起重机拆下曲轴。

将曲轴放在木制或尼龙支架上以避免损坏。

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拆卸上主轴承。

标记轴承在定位舌上的位置。主轴承的位置应该从缸体前面为数字 1 开始编号。

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拆解

CAUTION 

如果拆下了配重,必须安装回被安装在相同的位置,否则可能导致发动机损坏。


如有必要,拆下曲轴配重。

从曲轴前面编号 1 开始,曲柄板和配重压印用标识号。

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如有必要,从配重配合面拆下环形定位销。

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如有必要,从曲轴两端拆下定位销。使用定位销拆卸器(零件号 3163720)。

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去除曲柄板中机油油道的螺纹塞。

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如有必要,拆下曲轴齿轮。参考第 1 节中的步骤 001-018。

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清洁并检查能否继续使用

检查曲轴齿轮。

如果出现以下情况,则更换齿轮:

  • 轮齿碎裂
  • 裂纹
  • 缸孔损坏
  • 其他损坏

如有拆下齿轮,检查曲轴上的曲轴齿轮安装面。

如果齿轮安装面有以下情况,则更换曲轴:

  • 擦伤
  • 划痕
  • 其他损坏
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WARNING 

当使用溶剂、酸或碱性材料清洁时,请遵循制造商的使用建议。戴上护目镜并穿上防护服,以避免人身伤害。


WARNING 

使用压缩空气时,戴上合适的护目镜和防护面罩。飞扬的碎屑和脏物会造成人身伤害。


注 : 新曲轴涂覆有一薄层防护油。使用溶剂彻底去除涂层。

清洁曲轴。使用溶剂。

如有必要,使用磨石来去除曲轴端的损坏。

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WARNING 

使用压缩空气时,戴上合适的护目镜和防护面罩。飞扬的碎屑和脏物会造成人身伤害。


清洁所有曲轴机油油道。使用软毛刷和溶剂。用压缩空气吹干。

在曲轴上涂覆一薄层防护油以防止生锈。

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WARNING 

当使用溶剂、酸或碱性材料清洁时,请遵循制造商的使用建议。戴上护目镜并穿上防护服,以避免人身伤害。


WARNING 

使用压缩空气时,戴上合适的护目镜和防护面罩。飞扬的碎屑和脏物会造成人身伤害。


注 : 曲轴端部的螺纹是切削螺纹,如果需要,可以用螺纹切削来清理。

清洁曲轴端的 M25 螺纹孔。使用溶剂。用压缩空气吹干。

检查螺纹有无损坏。

如果发现损坏,更换曲轴。

检查定位销是否损坏。

如果发现损坏,更换定位销。

用胶带盖住螺纹孔。

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检查主轴承轴颈和连杆轴承轴颈有无损坏或过度磨损。细微的划痕是可以接受的。

如果手指甲可以感觉到划痕,必须更换或机加工曲轴。

测量连杆和主轴承曲轴轴颈的外径。

标准曲轴主轴承轴颈外径
mm in
199.9875 最小 7.8735
200.0125 最大 7.8745

减小尺寸曲轴主轴承轴颈外径
mm in
199.4875 最小 7.8538
199.5125 最大 7.8548

标准的曲轴连杆轴颈外径
mm in
154.9875 最小 6.1019
155.0125 最大 6.1029

减小尺寸的曲轴连杆轴颈外径
mm in
154.4875 最小 6.0822
154.5125 最大 6.0832

如果外径符合技术规范,可以机加工曲轴,缩小尺寸。当一个轴颈符合技术规范时,务必要研磨所有的轴颈。

可提供加大尺寸的连杆轴承、主轴承和止推轴承。

如果针对加大尺寸主或连杆轴承加工曲轴,则使用合适的轴承规格标记 1 号配重。

如果曲轴是用于超大止推轴承的机械加工,则用相应的轴承规格标记相邻的配重。

在曲轴上涂覆一薄层防护油以防止生锈。如果不会马上安装曲轴,涂覆厚厚一层防护油。

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检查配重是否有与其它部件接触造成的损坏。

如果发现损坏,更换配重或曲轴。

如果更换配重,曲轴必须保持平衡。

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用扭矩扳手检查配重安装螺栓的扭矩。

扭矩值:  720  n•m    [ 531 ft-lb ]

拆下并检查安装螺栓松动的所有配重。

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如有拆下,检查配重安装螺栓法兰下的表面是否损坏。

如果损坏,必须更换配重。

如有拆下,检查配重和曲轴配合面是否损坏。

如果发现损坏,尝试将其拆下。使用 Scotch-Brite™ 7448 研磨垫。

如果无法去除损坏,则必须加工或更换部件。

不要从曲轴安装垫拆下超过 0.51 mm [0.020 in] 来修复损坏。

不要从配重垫拆下超过 0.51 mm [0.020 in] 来修复损坏。

如果加工或更换了配重,必须平衡曲轴。

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WARNING 

当使用溶剂、酸或碱性材料清洁时,请遵循制造商的使用建议。戴上护目镜并穿上防护服,以避免人身伤害。


如果已拆下配重,清洁配重安装孔。使用溶剂。

检查配重安装孔螺纹是否有损坏。

如果发现损坏,更换曲轴。

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如果已拆下配重,检查环形定位销。

如果出现以下情况,更换齿圈定位销:

  • 裂纹
  • 其他损坏
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在将配重安装到曲轴之前,确保曲轴、配重和环形定位销之间有足够的间隙。

  • 测量配重 (A) 和曲轴 (C) 中定位销孔的深度
  • 测量定位销 (B) 的高度

如果定位销高度 (B) 大于此总深度 (A+C),可以切除定位销一端最多 0.51mm [0.020 in] 的材料。

去除材料切除中产生的所有毛刺。

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检查配重有无伸出到主轴承轴颈和连杆轴承轴颈侧壁上。配重伸出量不得超出下表中所示的最大极限值。

如果伸出量超出这些最大极限值中的任意一个,必须更换配重。如果新配重的伸出量超出这些最大极限值中的任意一个,必须更换曲轴。

如果加工或更换了配重,必须平衡曲轴。

规格尺寸
配重/
曲柄板位置
伸出
mm in
A 1 0.672 0.02646
A 2-15 5.672 0.2233
A 16 0.372 0.01465
B 所有位置 17.872 0.7036

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磁力探伤检查

执行磁性裂纹检查之前先拆下配重。

对于配重,也应使用磁粉探伤设备检查有无裂纹。使用磁粉探伤设备进行测试。

先进行工件通电检查方法,再进行线圈通电检查方法。

将测试仪调整至 1800 安培直流电或经过整流后的交流电。

使用连续法。每次只能浸湿曲轴的 1/3。

检查曲轴有无裂纹。

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使用线圈通电法。使用最小直径为 514 mm [20.236 in] 的线圈。

使用连续法。对线圈施加电流。

电流(安匝数)
最小值 最大值
4500 直流电或整流后的交流电 5000 直流电或整流后的交流电

安培匝数是指流经线圈的电流与线圈匝数的乘积。

检查曲轴有无裂纹。

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完成浸湿操作后,可以看到开裂迹象。完成浸湿操作后,能看到表面以下的开裂痕迹。通过使用紫外线灯,可以看到表面以下的裂痕。

表面裂痕的接受极限

如果存在以下情况,使用曲轴:

  • 在圆角或阴影区域有裂痕
  • 有一条与机油孔相交成 45 度斜线或开裂到机油孔倒角的裂痕
  • 有超过 3 mm [0.118 in] 的裂痕
  • 有进入机油孔的裂痕
  • 任一轴颈上开式纵向裂痕总累计长度超过 15 mm [0.591 in]
  • 销和主侧壁中或进入其中的裂痕长度超过 3 mm [0.118 in]
  • 有任何形式的圆周裂痕
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表面以下裂痕的接受极限

如果存在以下情况,使用曲轴:

  • 在圆角或圆周方向阴影区域有裂痕
  • 纵向有长度超过 3 mm [0.118 in] 的裂纹
  • 有一条距离机油孔倒角小于 1.5 mm [0.059 in] 的裂痕
  • 有一条与机油孔相交成 45 度斜线的裂痕
  • 有任何形式的圆周裂痕
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WARNING 

使用蒸汽清洗器时,戴上安全眼镜或防护面罩,并穿上防护服。热蒸汽可能会造成严重的人身伤害。


WARNING 

当使用溶剂、酸或碱性材料清洁时,请遵循制造商的使用建议。戴上护目镜并穿上防护服,以避免人身伤害。


CAUTION 

必须对曲轴进行彻底消磁和清洁。微小金属微粒将会导致发动机损坏。


对曲轴进行退磁。使用换向的 DC-30 点降压设备或等效设备。

清洁曲轴机油油道。使用蒸汽或溶剂。

在曲轴上涂覆一薄层防护油以防止生锈。

如果打算立即安装曲轴,则使用大量防护油。

盖住曲轴以防止污垢粘附在机油上。

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弯曲度和扭曲度检查

曲轴平直度由总跳动量和相邻轴颈跳动量决定。

总跳动量定义为当在编号 2 和 8 轴颈上支持曲轴时,在中间轴承轴颈处测得的总千分表跳动量。

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轴颈跳动量定义为:当曲轴转动一整圈(360 度)时,主轴承轴颈的千分表总跳动量(总指针摆动量)。

相邻轴颈的跳动量定义为:主轴承轴颈绕其共同轴旋转时,所测得主轴承轴颈的千分表总跳动量与相邻轴颈的千分表总跳动量之间的关系。

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时钟位置就是指千分表最高总跳动点时轴颈所在的位置。

它是从曲轴的前面看,其与 1 号曲轴销之间的角度相对关系。在图中,曲轴销位于 8 点钟位置。这就是被测轴颈的时钟位置。

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WARNING 

该部件或总成重达 23 kg [50 lb] 以上。若要防止造成严重的人身伤害,一定要寻求帮助或使用合适的提升设备来提升此部件或总成。


将两个 V 形限位块放置在平面上。

在轴颈编号 2 和 8 处用 V 形块支撑曲轴。

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定位千分表,使阀杆与机油油道正前方的主轴承轴颈接触。指针归零。

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转动曲轴,同时测出各轴承轴颈的千分表总读数。

转动曲轴一整圈。

如果总千分表跳动量大于 0.220 mm [0.0087 in],更换曲轴。

记录各位置的值和时钟位置。

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对于每个轴颈,绘制极坐标图上时钟位置的总千分表跳动量值,如图所示。

由 V 形块支撑的轴颈 2 和 8 必须绘制在图表的中心。

如图所示,参阅绘图点。

轴颈 千分表的总跳动量读数 时钟位置
(1) 0.0559 mm [0.0022 in] 12
(2) 0 0
(3) 0.0762 mm [0.003 in] 2
(4) 0.1016 mm [0.004 in] 1

在标定的各点之间画一条直线。从 1 号轴颈到 2 号轴颈、从 2 号轴颈到 3 号轴颈,直到所有轴颈都标在图表中。

只要测量各轴颈与其相应轴颈点之间的直线长度,便可以确定相邻轴颈的跳动量。

记录各主轴承轴颈间的相邻轴颈跳动量。

扭矩值:
最大相邻轴颈跳动量  0.07  mm    [ 0.00276 in ]

如果曲轴符合技术规范,必须加以更换。

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极坐标图表

上图是用来绘制每个轴颈时钟位置总千分表跳动量的极坐标图表。

组装

在曲柄板上安装螺塞。使用 Loctite® 271,零件号 3375068。

扭矩值:  16  n•m    [ 142 in-lb ]
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如有拆下,将定位销安装在曲轴的两端。

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如有拆下,安装环形定位销。

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CAUTION 

安装配重后,倒棱 (1) 必须背离主轴轴颈 (2) ,否则会发生发动机损坏。


注 : 从曲轴前面编号 1 开始,曲柄板和配重压印用标识号。在原来的位置安装配重。

润滑安装螺栓法兰和螺纹。使用清洁的机油。

安装配重。

扭矩值:
      1. 435  n•m [ 321 ft-lb ]
      2. 转动 90°。
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检查配重是否与曲轴发生干涉。

如果发现干涉,修正干涉或更换曲轴。

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如果曲轴齿轮被拆下,将其装上。参考第 1 节中的步骤 001-018。

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平衡

CAUTION 

平衡在现场不能进行测量或修改,只能由有资质的人员在适当的机器上进行,否则将导致发动机损坏。


平衡设置规格和限制:

  • 测量主轴颈 2 和 8 处的平衡
  • 平衡机器速度:200 至 300 rpm。

限制不平衡:300 g*cm.

如果需要平衡,必须符合以下限制:

  • 平衡孔直径 B:27 mm [1.063 in]
  • 每个配重最多五个孔
  • 每个配重孔深度的总和必须小于 200 mm [7.87 in]
  • 孔之间的角度必须大于 12.5 度
  • 平衡孔必须距配重侧 9 mm [0.03 in] 以上
  • 对于给定的配重区域,平衡孔的深度必须小于“C”
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最大深度“C”
A 电弧 A C
角度范围 长度范围 最大深度
WEB 1 到 15
0 23 0 mm [0 in]
100.3 mm
[3.949 in]
0 mm [0 in]
23 26
100.3 mm
[3.949 in]
113.4 mm
[4.465 in]
45 mm
[1.772 in]
26 32
113.4 mm
[4.465 in]
139.6 mm
[5.496 in]
65 mm
[2.559 in]
32 46
139.6 mm
[5.496 in]
200.7 mm
[7.902 in]
90 mm
[3.543 in]
WEB 16
0 23 0 mm [0 in]
100.3 mm
[3.949 in]
0 mm [0 in]
23 26
100.3 mm
[3.949 in]
113.4 mm
[4.465 in]
45 mm
[1.772 in]
26 32
113.4 mm
[4.465 in]
139.6 mm
[5.496 in]
65 mm
[2.559 in]

安装

注 : 可继续使用的轴承必须装回原来的位置。

所有轴承都在侧面 (1) 上标记以指示规格。如果轴承是标准尺寸,则标记为 STD。如果轴承为加大尺寸,则加大尺寸将以美制惯例单位(英寸)表示。加大尺寸的轴承将标有 OD 或 ID 以标识加大尺寸。

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曲轴将在 1 号配重 (1) 上标记以指示是否已研磨为缩小尺寸。止推轴承的尺寸标记在与止推位置相邻的曲轴配重上。

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CAUTION 

防止污垢混入润滑剂。脏润滑剂可造成延迟故障。


清洁上部主轴承和主轴承安装面。使用不起毛的干净布。

不要润滑主轴承的背面。

注 : 上部主轴承可以通过机油槽识别。

安装合适尺寸的上部轴承。将主轴承中的定位舌与缸体中的槽对齐。轴承端部必须与主轴承盖安装面平齐。

润滑上部轴承。使用 Lubriplate™ 105(零件号 3163086)或等同物。

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WARNING 

该部件或总成重达 23 kg [50 lb] 以上。若要防止造成严重的人身伤害,一定要寻求帮助或使用合适的提升设备来提升此部件或总成。


清洁主轴承轴颈。使用不起毛的干净布。

在发动机缸体前部安装带齿轮的曲轴。

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最后步骤

WARNING 

蓄电池可能有易爆性气体逸出。为降低人身伤害的可能性,在维护蓄电池前,必须保持发动机舱通风良好。为了降低产生电弧的可能性,应首先拆下负极 (-) 蓄电池电缆,并最后连接负极 (-) 蓄电池电缆。


  • 安装拆下的发动机部件。参考第 AS 节中的步骤 305-001。
  • 安装发动机。参考第 0 节中的步骤 000-001。
  • 将供气管连接到空气起动马达上(如果配备)。参考第 12 节中的步骤 012-022。
  • 连接蓄电池和电源。参考设备制造商维修信息。
  • 运转发动机。检查有无泄漏。

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