柴油机的结构和主要部件详解.ppt

* * 第三节 曲柄连杆机构 一、筒状活塞式柴油机连杆 三、V形柴连杆 四、连杆螺栓 * * 连杆的作用 连杆是活塞或十字头与曲轴之间的连接件,它把作用在活塞上的气体压力传递给曲轴,并把活塞的往复运动转变为曲轴的回转运动。 连杆的工作状态 连杆本身进行着复杂的运动速度变化的平面运动。 连杆受力情况比较复杂：从活塞传来的气体压力和往复惯性力的合力的大小和方向都在周期变化。 在连杆摆动平面内还受到自身运动产生的惯性力引起的交变弯曲力矩的作用。 在保证强度的前提下，质量尽可能轻。 * * 连杆受力 * * 一、筒状活塞连杆3-3 一般都是采用中碳钢或合金钢，用锻造或铸造制成毛坯。 连杆体 连杆杆身 连杆小端 连杆大端 轴瓦 连杆盖 连杆螺栓 * * 二、十字头组 作用连接活塞和连杆 组成 十字头体 十字头滑块 十字头轴承（连杆上端轴承） 工作条件恶劣 承受周期变化的气体爆发压力和侧推力 结构限制，尺寸小，受力大 轴承负荷大，易发生故障，影响整机可靠性 * * 十字头轴承（连杆上端轴承） * * 十字头连杆组 * * 十字头组 活塞杆 连杆 十字头 * * 十字头体 * * 十字头滑块 滑块 双滑块 单滑块 圆筒形滑块 * * 小头轴承：筒状活塞柴油机连杆小端轴承和十字头柴油机的十字头轴承，由于负荷大、润滑条件等原因运行中易出故障，要特别注意确保滑油的正常供应（包括油压、油量等）。 为提高十字头轴承的工作可靠性，除提高滑油压力外，在滑油的流向上还将滑油首先引入十字头轴承，以减少管路损失所导致的油压降低。 连杆故障 * * 连杆杆身 十字头式柴油机的连杆杆身一般很少出现故障。 筒状活塞式柴油机的连杆杆身有时会发生裂纹和杆身弯曲等故障。 * * 连杆螺栓 连杆螺栓如在柴油机运行中断裂损坏，不仅将会造成柴油机严重破坏，而且会危及轮机人员的生命安全。 引起连杆螺栓断裂的原因除螺栓本身的疲劳损坏外，往往是由于其螺帽没有锁紧，在运转过程中逐渐松脱所造成的。 每次检修时，要特别注意检查连杆螺栓，有条件时应进行探伤检查， 安装时，一定要按说明书规定的预紧度紧固，不要过大或不足；安装后对连杆螺帽是否拧紧和锁紧情况要逐一检查确认。 * * 三、曲轴3-4 曲轴是柴油机中最重要的部件，应给予高度的重视。 曲轴的作用 曲轴的工作条件 对曲轴的要求及材料 * * * * 曲轴故障 轴颈的磨损 柴油机长期运转使曲轴主轴颈和曲柄销颈产生不均匀磨损：尺寸减小、几何形状精度降低，产生圆度和圆柱度误差等。 圆度和圆柱度是衡量曲轴轴颈磨损程度的主要参数。 曲轴轴颈表面的划痕、拉毛和擦伤等主要是润滑油中的机械杂质或磨损产物引起的。 轴颈表面的腐蚀凹坑、锈斑、烧伤等是润滑油中含水、酸过多产生的电化学腐蚀和静电腐蚀。 NEXT * * 曲轴工作一段时间后，有时会疲劳损坏。 疲劳损坏是曲轴在交变负荷作用下产生裂纹并逐渐扩展， 随着裂纹的逐渐发展，承载截面逐渐减小，最后因截面尺寸不足而发生突然断裂。 疲劳损坏的形式可分为两种：弯曲疲劳损坏 扭转疲劳损坏。 曲轴的疲劳损坏究竟是由弯曲应力，还是由扭转应力或两者合成引起的，主要应根据断面纹理判断。 曲轴疲劳损坏 * * 弯曲疲劳损坏 由于曲柄臂比主轴颈和曲柄销弱。弯曲疲劳裂纹首先产生在曲柄销圆角或主轴颈圆角处，然后向曲柄臂发展。 曲轴弯曲疲劳破坏，通常是由于轴颈不均匀磨损所造成的主轴承不同轴度而引起的。特别是如某个主轴承过低，则当柴油机不工作时，轴颈与下瓦脱开； 而当柴油机工作时，轴颈又要压到轴承上，因此这段曲轴就会产生过大的变形和过大的交弯弯曲应力。 由于轴承的不均匀磨损要经过一定的运转时间才会发生， 因此弯曲疲劳损坏很少发生在未经长期使用的柴油机上。 * * 扭转疲劳损坏 曲轴在驱动力矩作用下产生交变的扭转应力。并且扭转振动还会产生附加的交变扭转应力； 当扭转振动严重时，会产生过大的附加扭转应力，引起曲轴发生扭转疲劳损坏。 扭转疲劳裂纹发生在加工不良的油孔或圆角处。轴颈的疲劳裂纹多从油孔开始，然后向与轴线成45°角的方向发展，所以往往出现两条对称裂纹。 起始于圆角处的扭转疲劳裂纹，由于轴颈的抗扭截面数比曲柄臂的弱，因此裂纹多自圆角部位向轴颈发展，较少向曲柄臂上发展。 但是，如同时存在较强的弯曲载荷，也有转变成曲柄臂弯曲断裂的情况。 * * 扭转疲劳损坏和弯曲疲劳损坏不同，扭转疲劳损坏一般是出现在柴油机运转初期。 虽也曾有过柴油机短期使用后曲轴发生弯曲疲劳损坏和事例，但这种损坏多数是由于曲柄、主轴承座或机座刚性不足所致。 柴油机扭矩、扭振的计算及测量方法比较成熟，只要扭振减振器不发生故障，不飞车，又不过于疏忽，通常不会出现扭转疲劳损坏。 相反，弯曲应力复杂，难以计算