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摘要:某內燃機機體遭受斷裂連桿撞擊，缸套冷卻水腔下密封內表面和滑油噴嘴安裝法蘭表面嚴重破損、變形;主軸瓦孔內徑和中心線直線度超差。采用鑄鐵焊工藝局部焊補破損位置后加工至標準尺寸，然后采用電刷鍍工藝修復主軸瓦孔至標準尺寸，用激光自準儀檢測主軸瓦孔中心線直線度達到標準要求。

關鍵詞:內燃機;機體;損壞;修復

引言

為了減少溫室氣體排放，充分利用垃圾填埋場釋放的沼氣，國內許多大中城市均在垃圾填埋場安裝沼氣發電機組。這些以沼氣為燃料的內燃機負荷較大，且受沼氣中所含雜質影響，容易出現各類機損事故。例如，2015年11月，某垃圾填埋場一發電機組在運行過程中A3缸連桿螺栓突然斷裂，斷裂后的連桿撞擊曲軸與機體，導致后者嚴重變形，該發電機組被迫停機。故障內燃機型號為MWMTCG2020V20，缸徑170mm，沖程195mm，轉速1500(r•min－1)，功率2056kW。

1修前檢測

該機解體后對曲軸和機體進行了仔細檢測，檢測項目及結果如下。

1.1外觀目視檢查

(1)3#缸套潤滑油噴油嘴安裝法蘭位受損，表面凹凸不平;法蘭6只螺栓及2只定位銷斷裂在螺栓孔內，見圖1所示;(2)A3、B3缸套腔內孔口受損，缸套水密封圈位置有缺失，見圖1所示;(3)A3側道門密封面有明顯外凸現象，見圖2。

1.2著色探傷

對機體內部及外部表面進行滲透著色探傷，未發現裂紋。

1.3形位尺寸檢測

(1)探傷后清洗瓦蓋、機體，然后裝配瓦蓋，在未扭緊螺栓的情況下測量瓦蓋左右側定位面與機座的間隙，結果見表1;(2)將全部主軸瓦蓋螺栓及側拉螺栓按標準扭矩扭緊;(3)用內徑量表測量主軸瓦座孔內徑，結果見表2;(4)用激光檢測儀檢測主軸瓦座孔中心線直線度，測量結果見表3。

2修理方案檢測結果表明:

A3、B3缸套潤滑油噴油嘴安裝法蘭位，及其相鄰的A3、B3缸套密封內圓和曲柄箱道門均遭撞擊，發生變形;主軸座瓦孔內徑和中心線直線度均超出標準要求。為了恢復機體的適用性，決定先采用鑄鐵焊工藝焊補受撞擊部位;然后加工焊補位置后電刷鍍主瓦蓋兩側定位面和主軸瓦孔內表面，鏜削加工到標準尺寸并恢復中心線直線度。 

3修理

3.1焊補及加工機體材料

為球墨鑄鐵，碳含量較高，硅、硫、磷等雜質成分含量也較高，焊接性能較差。目前焊接鑄鐵件常用方法主要有氧炔焰釬焊、二氧化碳保護焊、手工電渣焊、焊條電弧焊等。此處采用比較成熟的焊條電弧焊工藝。(1)電源選取:BX1－400型交流焊機。(2)施焊參數選擇:為了減小焊接熱輸出，應盡量選擇小電流，此處電流90～110A，電壓18～26V。(3)焊材選取:為了獲得較好的焊接韌性和焊接后良好的可加工性能，選擇WE777鑄鐵專用純鎳焊條，直徑3.2mm。(4)焊前準備:取出斷裂螺栓及定位銷，用砂輪機打磨破損位置表面，消除毛刺并使之順滑。(5)施焊:①用氧炔焰局部加熱焊縫周邊區域，使溫度保持在300℃左右;②小電流斷續施焊，每焊10～20mm即停下，用氣錘連續敲擊焊縫以消除應力。③重復第②步直至焊完，然后覆蓋保溫棉保溫6h，使其緩慢冷卻以防急冷造成應力集中。(6)探傷檢驗:采用滲透探傷法檢驗焊縫及周圍區域有無裂紋、氣孔等缺陷，如有則應消除缺陷后焊補，直至檢驗合格。(7)利用數控銑床對焊補后的滑油噴嘴法蘭銑削加工，加工深度參考未受損滑油噴嘴法蘭。加工后法蘭形貌見圖3。(8)采用銑床加工A3側道門密封面，直至平整。(9)采用鏜床加工焊補后的A3、B3缸套密封位內孔，加工尺寸參考未受損位置尺寸，加工過程如圖4。加工后的A3、B3缸套密封位形貌見圖5和圖6。(10)為檢驗焊補對機架的影響，焊補后重新檢測主軸瓦孔形位尺寸。經檢測發現:機座焊補前后主軸瓦孔內徑最大變化0.01mm，主軸瓦孔中心線直線度沒有發生變化，可見焊補過程沒有形成大的變形。

3.2主軸瓦孔修理具體修理實施過程如下:

(1)根據表1測得的數據，電刷鍍全部瓦蓋側定位面，然后逐一研配，要求側定位間隙至±0.02mm，且側定位面接觸率不低于85%;(2)磨削全部瓦蓋下平面后著色修配瓦蓋與機座平面，直至著色檢查接觸率大于85%以上;(3)電刷鍍全部主軸瓦座孔內表面直至有足夠的加工余量;(4)按標準程序和標準扭矩將全部主軸瓦蓋螺栓及側拉螺栓扭緊;(5)通過夾具將鏜削設備安裝至機架自由端，安裝鏜桿，并以1#和11#主軸瓦座孔為基準找正鏜桿;(6)逐一鏜削主軸瓦座孔至目標尺寸;(7)測量尺寸達到目標值后，拆卸鏜削設備，修順主軸瓦座孔邊緣毛刺;(8)目測并用滲透探傷法檢查鍍層表面質量，如發現鼓泡、起皮、剝落現象，應對不合格區域重新電刷鍍，然后重復以上程序直至合格;(9)在主軸瓦座孔內表面電刷鍍硬化鎳耐磨層;(10)用激光自準儀檢測主軸瓦座孔中心線直線度，如合格則提交成品檢驗。

4成品檢驗修復后成品具體檢測結果

如下:(1)滲透探傷沒有發現焊縫及周圍區域有裂紋等缺陷;(2)滲透探傷沒有發現電刷鍍層有缺陷;(3)瓦蓋側定位面著色接觸無間隙，著色接觸率達85%以上;(4)瓦蓋與機座搭口平面接觸，無間隙，著色接觸率達85%以上;(5)主軸瓦孔內徑檢測結果見表4。(6)主軸瓦孔中心線直線度檢測結果見表5。

5結束語

本文采用焊補修理的工藝方案，結合電刷鍍工藝修復受撞擊變形、破裂的發動機機體，精確地恢復了機體的各形位尺寸，快捷、安全地恢復了發動機的使用性能，節約了可觀的更換新件費用。采用上述復合工藝已安全修復了眾多機體并獲得了可靠的修復質量。該機修理結束后交付客戶裝機使用，運行6個月、12個月時分別進行回訪，客戶反饋發電機組運行正常，進一步證明了此修復工藝方案是安全可靠的。

參考文獻

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作者：閻軍 劉勇 董文仲 單位：大連海事大學董氏鍍鐵有限公司