談農業機械零件變形與校正

趙洪軍

摘要：零件的彎曲變形是農業機械零件失效的主要形式，嚴重影響農業機械的正常使用。對零件變形的危害、原因進行了分析，對變形零件的校正方式進行了介紹，以提高零件的修理質量。

關鍵詞：農業機械；零件；彎曲；校正

中圖分類號：TH133.2文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.11.037

農業機械許多零件在使用中會產生彎曲、扭曲和翹曲變形，達到極限值時會導致零件失效或折斷，是機械零件失效的主要形式。拖拉機的車架易發生扭曲變形，發動機曲軸易發生彎曲和扭曲變形、殼體類零件易發生翹曲變形。連桿零件發生彎曲、扭曲后，將造成活塞不能按著正確的軌跡運行，而是偏向缸筒的一側，造成氣缸偏磨，活塞環密封不好燃氣下竄曲軸箱，機油上竄燃燒室參與燃燒；連桿的變形還會造成連桿大小端孔磨損失圓、連桿襯套磨損，工作時有異響，活塞達不到要求的上止點，壓縮比下降，啟動困難。變速器齒輪軸剛度不足時，在較大載荷作用下也會發生彎曲變形，使齒輪嚙合印痕位置及齒側間隙改變，造成齒輪傳動不平穩噪聲大。曲軸因受到周期性的氣體壓力、往復運動慣性力、旋轉運動離心力和機械制動力作用而變形。曲軸的變形通常為彎曲變形和扭曲變形。曲軸發生彎曲變形會導致自身和相連零件加劇磨損，會使發動機動平衡被破壞，輕者發動機工作振動大， 加速疲勞，時間長了會出現機件斷裂的后果。殼體類的基礎零件的變形，會破壞組裝在這個基礎零件上的所有零件的相互關系，加劇這些零件的磨損撞擊，加速零件的損壞。因此，對農業機械零件變形要給予足夠的重視。

1零件變形的原因

零件產生變形的原因是多方面的，如不合理的使用和裝配造成的額外載荷、零件的剛度不足以及零件中未消除的殘余應力等都是引起零件變形的因素。

（1）修理方面。①裝配精度過低，曲軸軸承和連桿軸承間隙過大，工作時曲軸受到沖擊就會過大，造成曲軸或連桿變形。發動機修理時，沒有認真做動平衡實驗，導致曲軸旋轉產生的附加慣性力和慣性力矩，引起機組振動加大。活塞連桿組零件配合間隙過大，連桿在工作中受過大的側向彎曲應力，而促使連桿變形。②連接螺栓的扭力不均勻，未按要求力矩上緊，會造成被連接件形位誤差過大，如缸蓋螺栓拆裝時，要用扭力扳手或專用套筒按對角順序將每個螺栓擰松或擰緊，要分幾次來達到規定力矩，以使缸蓋及缸墊均勻受力，正確就位，避免變形。③農機修理中采用的焊接或壓力加工方法，易使零件產生新的應力和變形。

（2）使用不當。農業機械所能承擔的載荷在設計時都是經過認真計算得出的，如機器經常在超載、過熱的條件下工作必將增加零件的負荷，引起零件的變形甚至斷裂。因此，農業機械在使用時要嚴格按操作規程做，盡量避免超負荷、超速運行，發動機過熱或其他部位過熱應停機檢修，以減小零件的變形。

2變形零件的校正

零件校正的基本原理是利用外力或者火焰使零件產生新的塑性變形，去消除原來的變形。變形零件的校正方法分冷校法和熱校法。冷校法又分壓力校正與冷作校正。

2.1靜壓力校正

將零件（軸）放在壓力機上的V形塊上，使凸面朝上，用壓力將零件壓彎，彎曲變形量為原變形量的10～15倍，保持1～2 min后撤除壓力，檢查變形。一次校不直，可進行多次，直到校直為止。

為了使零件冷校后的變形穩定，并提高零件的剛性，在零件校正后，進行消除應力穩定變形的熱處理。對表面淬火零件（如曲軸），可加熱到200～250 ℃保持5～6 h。

靜壓力校正的優點是簡單易行，缺點是校正精度不易控制，零件內留下較大的殘余應力，校正效果不穩定，零件的疲勞強度下降。

2.2冷作校正

冷作校正是利用圓錘或尖錘敲擊軸的凹側表面，使其產生塑性變形，并由于變形層中的殘余應力而校直零件。在錘擊時，塑性變形部分的金屬被擠壓延展，在這個塑性變形層（冷作層）中產生壓縮應力，使變形的零件被校直。如用金屬打擊曲軸的曲柄臂表面，以此使得曲柄臂產生彎曲變形，從而得到理想的曲軸中心線變位。校直時，可根據曲軸的彎曲狀態，選擇適當的曲柄臂表面進行冷作敲擊，使曲軸的各種不同變形均可校直。

2.3火焰校正

軸徑較大剛度也大的零件，如果采用手工冷矯正，需施加很大的矯正力，所以通常采用火焰矯正法。火焰校正法是將軸彎曲部分的最高點用氣焊的中性焰迅速加熱到450 ℃以上，然后迅速冷卻。在加熱開始以后，由于被加熱部分金屬膨脹，軸的彎曲度反而增加，但被加熱部分的金屬冷卻收縮后，軸被校直。金屬加熱后，它的塑性隨溫度升高而增加，一般碳鋼在溫度達到600 ℃時塑性很好，由于它受周圍冷金屬的阻礙，不可能隨溫度增加而伸展。

（1）加熱溫度與加熱面積。加熱溫度依零件的彎曲程度而定，彎曲越大，加熱溫度越高。如拖拉機后軸彎曲度小于0.5 mm，加熱溫度為600 ℃；后軸彎曲度在0.5～1.0 mm時，加熱溫度為650～700 ℃；后軸彎曲度大于1.0 mm時，加熱溫度為700～720 ℃。校正彎曲變形的能力隨加熱面積的增加而增加。校正時可根據變形情況確定加熱面積。

（2）加熱深度。加熱深度增加，校正變形的能力增加，加熱深度增加到零件厚度（圓柱形零件直徑）的1/3時，校直效果是最好的，但加熱深度繼續增加時，校直效果反而降低，零件全部熱透則不起校直作用。在校直過程中，主要靠經驗掌握加熱深度，切不可將零件熱透，必要時采取冷卻措施。

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