发动机曲轴连杆60°相位角测量方法

天润曲轴股份有限公司（山东 文登 264400) 张 亚 刘红福 尤晓阳 时文亮

我们平时所见的绝大部分六缸曲轴连杆间夹角呈120°空间相位角均布，但也有少部分六缸曲轴连杆间夹角呈60°空间相位角均布。例如我公司生产的6VG30曲轴和6V87Q曲轴。由于曲轴对连杆轴颈的空间相位角要求较严，所以在多个工序中都需要对连杆轴颈的空间相位角进行测量。我公司虽有ADCOLE测量仪，可以对连杆轴颈的空间相位角进行测量，但由于工序多、产量大，不能满足百检的需要，只用于抽检。目前我公司百检的测量方法是采用万能分度头夹持曲轴后进行分度测量，这种测量方法简单、快捷，但测量的误差较大。原因是万能分度头是靠蜗轮蜗杆传动的，蜗轮蜗杆传动存在间隙，这是万能分度头自身的缺陷，且是不可完全消除的。车间目前使用的万能分度头旋转一周误差在0.15°～0.25°，误差过大，不能满足测量要求。

后经研究决定采用高度尺测量 (见图1)，即将不容易测量的角度变化转化为易于测量的高度变化进行测量。

图1

1.理论计算公式

如图2所示，AO=d/2，BC=d/2。

式中，h为中心距。

由式 (1)和式 (2)可知OC=AB=hsin60°

图2

图3

2.测量方法

(1)将曲轴放在两等高V形铁上，调整公共轴线平行于平台。

(2)将高度尺在1主轴颈顶端回零。

(3)测定连杆轴颈d、主轴颈D和中心距h。

(4)按上述公式计算1主轴颈顶端到1连杆轴颈顶端的理论高度值，即上述公式中的下落高度H1，将高度尺按计算下落高度H1的数值下落后回零，找到1连杆轴颈顶端位置，此时可测量6连杆轴颈的角度偏差数值。

(5)高度尺在1连杆顶部回零，按上述公式计算上提高度数值H2，将高度尺按计算上提高度数值H2上提后回零，便可依次测量3、4连杆轴颈的60°偏差数值。

(6)高度尺在1连杆顶部回零，将高度尺按下落高度H3的数值下落后回零，便可依次测量2、5连杆轴颈的60°偏差数值。

3.测量误差分析

因为轴颈和中心距均有0.1mm的公差值存在(见图4)，所以在测量时要对每个主轴颈、连杆颈和中心距的尺寸进行测量，并对测量数值进行修正。

假设曲轴连杆间60°夹角允差±0.25°;设连杆颈实际测量数值为φd1，则Δd=φd1-φd;设中心距实际测量数值为h1，则Δh=h1-h;设实际的测量偏差为ΔH;设1、6连杆颈差值为Δd1-6。

图4

当测量3、4连时，修正后的ΔH'3-4=ΔH-Δd-Δhsin60°，若 (sin59.75°-sin60°)h ＜ ΔH'3-4＜(sin60.25°-sin60°)h，则为合格。

当测量2、5连时，修正后的ΔH'2-5=ΔH-Δd+Δhsin60°，若 (sin59.75°-sin60°)h ＜ ΔH'2-5＜(sin60.25°-sin60°)h，则为合格。

当测量6连时，修正后的ΔH'6=ΔH-Δd1-6/2，若 -hsin0.25°＜ΔH'6＜hsin0.25°，则为合格。