發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸動(dòng)平衡不合格影響因素淺析

彭峰

摘 要：發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸動(dòng)平衡量的大小直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和車輛駕乘的舒適性，曲軸動(dòng)平衡量過大會(huì)導(dǎo)致曲軸運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生異響、曲軸、軸瓦等異常磨損，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常運(yùn)行。本文就曲軸動(dòng)平衡不合格影響因素進(jìn)行各方面分析，使得在實(shí)際生產(chǎn)過程中曲軸動(dòng)平衡不合格問題可得到快速抑制解決。

關(guān)鍵詞：動(dòng)平衡;過程能力;毛坯質(zhì)量

1 研究動(dòng)平衡不合格影響因素的背景

曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中的工作環(huán)境非常惡劣，轉(zhuǎn)速變化比較頻繁，因此對(duì)其動(dòng)平衡要求非常高。若曲軸動(dòng)平衡不好，將會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)異常振動(dòng)和異響，進(jìn)而嚴(yán)重影響駕乘人員的舒適性。生產(chǎn)時(shí)若曲軸動(dòng)平衡不合格將導(dǎo)致曲軸報(bào)廢或再次返修浪費(fèi)，頻繁停機(jī)調(diào)整設(shè)備和調(diào)查原因嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率?；诖吮尘埃槍?duì)動(dòng)平衡不合格問題進(jìn)行原因分析。

2 曲軸動(dòng)平衡不合格問題分析

本文以我司N系列曲軸為列來分析動(dòng)平衡控制。常見的動(dòng)平衡方法主要有加重平衡和去重平衡，本文主要以去重平衡為例，我司采用對(duì)平衡塊鉆孔方式去重平衡。曲軸在鑄（鍛）造、機(jī)械加工過程中，內(nèi)部重量分布不均，使其在回轉(zhuǎn)過程中每個(gè)單位質(zhì)心產(chǎn)生離心的慣性力不均勻，進(jìn)而產(chǎn)生動(dòng)不平衡量;即曲軸幾何中心和質(zhì)心的差異，產(chǎn)生動(dòng)不平衡量。

2.1 加工設(shè)備影響因素分析

2.1.1 動(dòng)平衡機(jī)測(cè)量支撐架抖動(dòng)，測(cè)量不穩(wěn)定

動(dòng)平衡的檢測(cè)原理是通過檢測(cè)回轉(zhuǎn)體支撐點(diǎn)所承受的動(dòng)壓力，來計(jì)算出整個(gè)物體的不平衡量。當(dāng)工件測(cè)量時(shí)會(huì)放在支撐架上，如支撐架不穩(wěn)定或異常磨損則會(huì)直接影響測(cè)量準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。為避免出現(xiàn)測(cè)量不穩(wěn)定情況，日常需要定期對(duì)支撐架進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，同時(shí)定期進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)量系統(tǒng)能力分析。MSA分析需同時(shí)進(jìn)行TYPE1和TYPE3分析，TYPE1結(jié)果能力指數(shù)需滿足Cg≥1.33，Cgk≥1.33（如圖1）;TYPE3結(jié)果能力指數(shù)需滿足%R&R≦20%RF（如圖2），以上兩種能力指數(shù)均滿足要求時(shí)則認(rèn)為該測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性均合格。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)定補(bǔ)償不準(zhǔn)確

每班次生產(chǎn)前均需要用標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行設(shè)備標(biāo)定，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)件動(dòng)平衡量不穩(wěn)定則會(huì)導(dǎo)致標(biāo)定不準(zhǔn)確，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量時(shí)將合格件判為不合格或?qū)⒉缓细窦袨楹细?，質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)較高。現(xiàn)有控制方法主要是定期將標(biāo)準(zhǔn)件送計(jì)量院進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件動(dòng)平衡量檢測(cè)，同時(shí)需定期將標(biāo)準(zhǔn)件連續(xù)測(cè)量10次以判斷標(biāo)準(zhǔn)件穩(wěn)定性，標(biāo)準(zhǔn)為10次測(cè)量值波動(dòng)小于1g.cm，當(dāng)以上兩種檢測(cè)都合格則判定標(biāo)準(zhǔn)件穩(wěn)定性合格。

2.3 設(shè)備加工刀具異常

刀具尺寸對(duì)動(dòng)平衡孔加工大小和深度影響較大，如刀具鉆頭直徑大則會(huì)導(dǎo)致鉆孔過大，鉆頭長(zhǎng)度不合格則會(huì)導(dǎo)致鉆孔過深或過淺，以上兩種情況都會(huì)導(dǎo)致動(dòng)平衡不合格。為避免出現(xiàn)加工錯(cuò)誤情況，需對(duì)該鉆頭進(jìn)行出刀尺寸檢測(cè)和加工過程中對(duì)工件進(jìn)行抽檢測(cè)量動(dòng)平衡孔徑大小和深度。

3 前道工序來料影響因素分析

3.1 粗加工中心定位孔位置度偏移

實(shí)際生產(chǎn)中動(dòng)平衡機(jī)以中心定位孔進(jìn)行定位加工和測(cè)量，如曲軸中心定位孔位置度不佳則會(huì)導(dǎo)致鉆孔加工時(shí)鉆偏或動(dòng)平衡量測(cè)量不準(zhǔn)確。為避免出現(xiàn)類似情況，需對(duì)中心定位孔位置度加強(qiáng)監(jiān)控。如加工中心定位孔工位有多臺(tái)設(shè)備，需保證每臺(tái)設(shè)備加工的一致性并進(jìn)行一致性數(shù)據(jù)分析（如圖3）。需每月對(duì)該孔位置度進(jìn)行過程能力分析，過程能力Pp和Ppk均>1.5則滿足要求。

3.2 曲軸毛坯來料動(dòng)平衡較差

如果曲軸在鑄造過程中動(dòng)平衡量較差，經(jīng)過動(dòng)平衡機(jī)加工后無法校正也會(huì)出現(xiàn)動(dòng)平衡不合格情況。實(shí)際生產(chǎn)中需對(duì)毛坯來料質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，如用曲軸質(zhì)量定心機(jī)檢測(cè)來料不平衡量或檢測(cè)毛坯上下模錯(cuò)模量。毛坯供應(yīng)商針對(duì)動(dòng)平衡也需加工過程監(jiān)控，如定期檢查修復(fù)模具，提高鑄造模板合箱定位銷及銷套更換頻次，增加錯(cuò)模量檢測(cè)和SPC控制圖監(jiān)控，設(shè)置警戒線，動(dòng)態(tài)監(jiān)控工件錯(cuò)模量變化等。

4 總結(jié)

本文主要闡述了曲軸動(dòng)平衡不合格的主要影響因素和常規(guī)控制方法，以實(shí)際生產(chǎn)中的問題為例，描述解決方法和過程。當(dāng)出現(xiàn)動(dòng)平衡不合格問題時(shí)，可同時(shí)從以上幾方面進(jìn)行分析，快速鎖定問題原因，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，保證產(chǎn)品質(zhì)量，從而保障發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。

希望讀者通過閱讀本文，能夠了解曲軸動(dòng)平衡的控制方法并對(duì)實(shí)際問題解決有一定幫助。

參考文獻(xiàn)：

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