根据康明斯公司多年的经验和实践表明，弯曲和扭转疲劳断裂是预制舱式静音发电机曲轴的主要破坏形式，特别是弯曲疲劳断裂更为易发。疲劳破坏形式是指主轴的横断面沿君轴线方向急剧变化，因而应力分布极不均匀，很难准确计算出应力，给出强度判据。尤其在曲柄臂和轴颈的过渡圆角部分，油孔附近会产生严重的应力集中。在循环应力作用下，在应力集中区便可能产生疲劳破坏。

　　① 光磨轴颈时，没有使轴颈与曲轴臂（曲柄）连接处保持一定的内圆角（通常要求轴颈的内圆角为1~3mm之间）引起应力集中而使主轴断裂。

　　由于曲轴断裂的方向是从曲轴颈圆角处开始，最后横断整个曲柄臂，说明主轴具体是弯矩功用下的疲劳破坏，所以计算中不考虑扭转应力。为大概起见，初步认为在活塞上止点时，因为爆发压力的作用，使主轴内部弯曲应力最大，下止点时应力最小。笔者选取了此款发电机组最大转矩点工况进行讲解，此时，发电机组爆发压力最大，主轴所受的弯曲应力也最大，对发电机组在上止点附近的最大爆发压力点和下止点分别进行了有限元静力解惑，得到主轴颈断裂处的弯曲应力数值，为此处的圆角疲劳强度计算提供了计算依据。该曲轴的材料为40Cr整体调质（断裂圆角处为车削加工，未做特殊处理），查得该曲轴材料的弹性模量E＝206 GPa，剪切模量G＝79.38 GPa，泊松比u＝0.3，抗拉强度σb＝750 MPa，屈服强度σs＝550 MPa、弯曲疲劳极限σ-1=350 MPa。

　　该发电机组在最大转矩点、1个做功循环内的缸内燃气压强如图2所示，阐明得知，在主轴转角14°附近，缸内燃气压强达到峰值约为80 bar，选购此位置对整个曲柄连杆机构进行受力计算，为圆角处最大应力的有限元计算提供载荷要素。

　　如图2所示，最小弯曲应力时的曲柄连杆装置受力在a＝180°（爆发下止点）时，气体爆发压力约为1 153 N；a＝540°（换气下止点）时，爆发压力约为347 N。为得到圆角最小弯曲应力，选取a＝540°作为计算工况点，此时β＝0°，求得装置受力情况。

　　用磁力探伤器进行验看，先把曲轴用磁力探伤器磁化，再用铁粉末撒在需要察看的部位，同时用小手锤轻轻敲击曲轴。这时注意观察，如有裂纹撬装发电机组，在铁粉末聚积的中间就会发现有清楚的裂痕线条。

　　先消除黏附在曲轴表面上的油污，然后用煤油或柴油浸洗整个曲轴，再取出主轴将其抹拭干净，最后将曲轴的两端支撑在木架上，用小手锤轻轻敲击每道主轴臂。如发出“锵、锵”（连贯的尖锐金属声），则表示主轴无裂纹；如发出“波、波”（不连贯，短促的哑金属声），则表示主轴有裂痕。然后在这附近容易发生裂纹的部位，用眼看或用放大镜仔细观察，如发现油渍冒出或成一黑线的地方，就是裂纹之所在。

　　将曲轴用煤油或柴油洗净抹干后，在主轴表面均匀涂上一层滑石粉，然后用小手锤轻敲主轴臂，如果主轴存在裂纹，油渍就会由裂痕内部渗出而使曲轴表面的滑石粉变成黄褐色，即可发现裂痕之所在。

　　将主轴洗净浸在热油（机油）中约2h，让油进人裂缝，取出抹干后，用喷枪把“石灰乳液喷到曲轴上使其干燥（石灰乳液是清洁的白垩和酒精的混合液，其比例为1：10-1：12），或用气焊火焰将主轴上的喷层加热至70~80℃。这时，白垩便吸收储存在裂缝中的油液，这部分白垩便成暗色，显示出裂痕的形状。

　　先将主轴放在碱水中煮洗清洁，除去油污，再用凿刀沿着裂纹表面凿成“U”形槽。槽深以不见裂痕为好。槽的底部呈圆弧形，槽口的宽需根据裂纹的深度、长度和形状等情况来决定。然后进行校正，使主轴的弯曲摆差不超过规定范围。最后，将主轴装在专制的焊架上，或装在气缸体上，并在曲轴与焊架或气缸体之间垫以铁质衬瓦。再将轴承盖用螺栓紧固，避免主轴在焊接步骤中弯曲变形。如果焊接折断的曲轴，需按主轴折断的原痕找出中心缝，用电焊在断缝两侧先点焊几点，再在裂缝未电焊的两面开槽后焊接。

　　焊修前，先用气焊火焰在焊补部位加温至350~450℃，再用直径3~4mm的低碳钢电焊条进行电焊焊接。焊接时，用采用对向焊接（与裂纹垂直方向移动焊条）的策略，而且每焊完一层后，应立即处置焊渣，再焊下一层。

　　焊后，应先将焊修处凿修平整，并钻通油道，检修焊接处有无裂纹，主轴有没有弯曲变形。然后用磨床在焊接处进行磨削加工，使表面光洁平整，并可在曲轴的工作表面进行热清除，以增加工作表面的抗磨性能。

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