模块二柴油机的结构和主要零部.ppt

单元二单元二 曲柄连杆机构曲柄连杆机构一、十字头和导板1作用：（1）连接活塞和连杆组件，将气体力和惯性力传给连杆。（2）承受侧推力保证活塞在气缸中的直线往复运动。2分类：（1）根据导板承受的侧推力可分为：正车导板：承受正车膨胀行程或倒车压缩行程的侧推力。倒车导板：承受倒车膨胀行程或正车压缩行程的侧推力。（2）根据滑块和导板副的形式不同可分为：单导板：正、倒车导板处于同一侧特点：1）正、倒车导板的承压面积不同。正车时受力大，工作时间长，有较大的承压面积；倒车导板的承压面积小。2）滑块的布置与柴油机的转向有关。3）结构简单，安装方便。双导板：正、倒车导板处于十字头的两侧特点：1）正、倒车导板的承压面积相同。2）滑块的布置与柴油机的转向无关。3）结构复杂，因前后、左右共有四个滑动面，安装校正较麻烦。圆筒形导板：3结构分析：RTA型柴油机十字头导板导板与机架横隔板由螺栓连接，两者之间有调节垫片以保证安装中的正常间隙（横向间隙），而纵向间隙利用位于导板侧面的小导板或导规（调节垫片）进行调节。L-MC/MCE型柴油机十字头导板导板与机架横隔板为一体结构，导板不需要调节（间隙），靠加工精度保证，以提高其刚度。连杆小端轴承4润滑：铰链机构来的滑油十字头销活塞曲柄箱滑块二、连杆1作用：（1）将活塞（或十字头）与曲轴连接成曲柄连杆机构（2）把活塞的往复运动转变为曲轴的回转运动。（3）将作用在活塞上的气体力、惯性力传递给曲轴。2工作条件：（1）承受周期性变化的气体力、惯性力作用：低速二冲程机连杆始终受压；四冲程机的连杆有时受压有时受拉。四冲程机在排气冲程末期、进气冲程初期，连杆受拉（此时惯性力大于气体力），其余冲程受压。二冲程低速增压机由于转速低，惯性力小，气体力较大，其合力始终向下，使连杆受压。（2）与曲柄销、十字头销（活塞销）产生摩擦和磨损。（3）承受燃气的冲击作用。3要求：（1）耐疲劳、抗冲击。（2）具有足够的强度和刚度。（3）连杆长度应尽量短（降低发动机高度）、重量轻、拆装方便。（4）连杆轴承工作可靠。4材料：十字头：中碳钢35#、40#、45#，自由锻造，杆身截面为圆形。筒形：中碳钢或优质合金钢40Cr、5CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA，模锻锻造，杆身截面为工字形。5.分类：分类：按结构分类：（1）直列式十字头式、筒状活塞式（2）V型及多列式并列式、叉骑式、主付式6结构分析：1）十字头式活塞连杆右图:1-连杆小端轴承盖；2-小端轴承座；3-薄壁轴瓦；4、10-连杆螺栓；5-杆身；6-垫片；7-大端轴承座；8-大端轴承盖；9-锁紧装置；11-定位环带；12-固定螺栓；13-输油槽（1）由连杆杆身、小端和大端组成，小端与十字头销相连，大端与曲柄销相连。（2）轴承座与杆身、轴承座与轴承盖用定位销定位。（3）小端轴承座上设有薄壁轴瓦以提高抗疲劳强度。（4）大端轴承座上没有轴瓦，白合金直接浇铸在轴承座和轴承盖上，这样可提高轴颈直径并有利于散热。（5）杆身与连杆大端轴承座上有垫片，用于调整压缩比。（6）连杆螺栓为柔性螺栓，可提高抗疲劳强度。（7）螺栓杆身上设有定位环带，可降低拧紧力对螺栓的弯曲作用。2）筒形活塞式连杆:有平切口和斜切口（1）小端为不剖分面，内装青铜衬套，并开有油槽。（2）杆身截面为工字形，可使在摆动平面内杆身的截面惯性矩为垂直平面的杆身截面惯性矩的4倍，提高其抗压稳定性。（3）连杆大端做成斜切口，可增加曲柄销直径、方便掉缸。（4）大端轴承用薄壁三层金属式结构，在薄的钢背（低碳钢瓦背）上浇于铜铅合金，再在表面上镀一层铅锡合金。目的是提高轴瓦的强度和表面性能。（5）在剖分面上做成锯齿形结构，防结合面产生滑动，并使连杆螺栓不受剪切力作用。（6）大端轴瓦设有定位舌，防轴瓦在座内作圆周和轴向运动而把油孔堵住。（7）杆身内钻有油孔。3）V型柴油机连杆（1）并列式连杆：（2）主副连杆：可缩短气缸间距和整机长度，减小柴油机重量和尺寸，增大曲轴刚性。采用主副式（MAN VV40/54）。主连杆用螺栓连接到大端，副连杆用2只螺栓与副连杆销相连。大端轴瓦为薄壁铅青铜，镀有磨合层，轴承盖与轴承体有凹凸配合，以避免连杆螺栓受到剪切作用。拆检活塞可不拆大端，副连杆销的连接螺栓底部易裂纹。6连杆螺栓（1）工作条件：二冲程机连杆螺栓在工作中只受预紧力作用；四冲程机连杆螺栓在工作中除受预紧力外，还受到惯性力和大端变形产生的附加弯矩作用。（2）要求和材料：具有高的强度和好的韧性；一般用优质合金钢或优质碳钢。（3）结构特点：采用柔性结构，提高连杆螺栓的抗疲劳强度采用精细加工螺纹杆身最小直径应等于或小于螺纹内径杆身上有定位环带螺帽有防松装置。连杆螺栓的固紧：一般用专用工具上紧，并在柴油机说明书中明确规定了紧固时的预紧度（一般用螺栓的伸长量、液压拉伸器的油压、扭力扳手的扭矩或螺帽的旋转角度来衡量，这些方法也用于其它重要螺栓预紧力的控制）。（4）连杆螺栓断裂的原因没按照工艺要求装配，预紧力过大或过小。螺纹配合过紧或过松。轴承配合间隙过大产生很大的冲击载荷。材料不符合要求或有缺陷。拆装时扭伤螺纹。连杆螺栓的断裂多发生在四冲程高速机中，主要是往复惯性力使连杆螺栓产生了很大的交变拉应力引起的。（5）预防连杆螺栓断裂的措施按说明书规定的预紧力上紧。按工艺要求装配轴承间隙。不得扭伤、碰伤螺纹和螺栓。注意防松。7十字头轴承工作条件分析和提高可靠性措施a)6ESCZ76/160型柴油机的十字头1-十字头销；2-十字头滑块；3-十字头端盖板；4-固定块；5-活塞杆螺母；6-十字头轴承座；7-十字头轴承盖b)L-MC/MCE型柴油机十字头1-连杆小端轴承盖；2-连杆小端轴瓦；3-滑块；4-导轨；5-耳轴；6-十字头销本体；7-调整垫片；8-连杆螺栓；9-连杆小端下瓦；10-连杆小端轴承座；11-杆身（1）十字头轴承的工作特点：轴承的比压大。润滑条件很差，难以形成良好的润滑油膜。单向受力。轴向受力不均。（2）提高十字头轴承可靠性的措施：1）降低轴承比压：限制最高爆发压力加大轴颈直径。采用全支承式轴承。增大承压面间的贴合面积。2）使轴承轴向负荷分布均匀。采用弹性结构的自整位式轴承，使轴承的轴向负荷分布均匀；采用刚性结构。提高十字头销与轴承座的刚性，减少变形，来达到轴向负荷均匀分布的目的。一般采用短而粗的十字头销。采用反变形法拂刮轴承.图弹性十字头轴承3）保证良好的润滑和冷却。改变供油路线。提高滑油供油压力。合理开设油槽。十字头销轴承下瓦必须开设纵向油槽；主轴承下瓦高压区不得开设油槽；保证合适的轴承间隙。4）采用薄壁轴瓦。5）提高保十字头销颈表面光滑程度。思考题：1连杆有何作用？工作条件如何？2十字头轴承工作条件如何？3提高十字头轴承可靠性的措施有哪些？4预防连杆螺栓断裂的措施有哪些？三、曲轴组n曲轴曲轴(crankshaft)n主轴承主轴承n推力轴承推力轴承n飞轮飞轮1曲轴的作用（1）通过连杆将活塞的往复运动通过连杆变成回转运动；（2）将各缸所作的功汇集起来向外输出。（3）带动保证柴油机正常工作的附属设备。如喷油泵、进排气阀、起动空气分配器等。2曲轴的工作条件受力复杂：受交变的气体力、往复惯性力和离心力，以及它们所产生的弯矩和扭矩的作用。应力集中严重：一根曲轴是由若干个彼此间错开一定角度的曲柄以及功率输出端和自由端构成。每个曲柄是由主轴颈、曲柄销和曲柄臂组成，曲轴上还钻有润滑油孔。各种因素使曲轴内部的应力分布极不均匀，在曲柄臂和轴颈的过渡圆角处及润滑油孔周围将产生严重的应力集中。其中以曲柄臂与曲柄销的过渡圆角处最为危险。附加应力很大：曲轴在径向力、切向力和扭矩的作用下会产生扭转振动、横向振动和纵向振动。当曲轴的自振频率较低时，在柴油机工作转速范围内可能出现共振，而使振幅大大增加，产生很大的附加应力。轴颈遭受磨损在润滑不良、机座或船体变形、轴承间隙不合适、超负荷或经常起停时磨损明显加剧。3对曲轴的要求（1）具有足够的强度和刚度；（2）各轴颈应具有足够的承压面积和较高的耐磨性；（3）具有合理的曲柄排列和发火顺序。（4）疲劳强度高，工作安全可靠。4材料：常用的材料有优质碳钢、合金钢和球墨铸铁。一般柴油机的曲轴常用优质碳钢制造；为了提高中、高速强载柴油机的曲轴疲劳强度和耐磨性能，采用了合金钢制造。球墨铸铁铸造的曲轴，常在强载程度不太高的中、高速柴油机中应用。2、曲轴的构造（1）曲轴的类型整体式：整根曲轴由整体锻造或铸造，常用于中、小型柴油机。由于大型锻造设备的出现，大型低速柴油机也已有采用整体式曲轴。套合式：有半套合式和全套合式两种。目前大型低速柴油机常用半套合式曲轴。焊接式：焊接工艺是近代曲轴制造工艺中一个重要成就。它不仅消除了大件锻造的困难，而且还能使曲轴的重量较套合式结构有大幅度降低。此外，焊接式曲轴由于其曲柄臂底部能与主轴颈外圆接近齐平，因而能使连杆长度得以缩短，从而使发动机高度大为减低。图MANB&WL-MC系列柴油机焊接式曲轴1-自由端法兰；2-轴向减振器；3-单位曲柄；4-推力环；5-功率输出端法兰（2）曲轴的构造曲轴主要由若干个单位曲柄和自由端、功率输出端，以及平衡重块等组成。单位曲柄是曲轴的基本组成部分，由主轴颈，曲柄销和曲柄臂组成。曲柄臂上装有平衡重块用以平衡离心惯性力。推力环用以传递轴向推力。自由端法兰安装扭振减振器。输出端法兰用以连接中间轴。普通圆角：将引起轴颈有效长度的缩短。车入式圆角：不但可增大过渡圆角半径，而且轴颈的有效工作长度也不用缩短。6曲柄的排列曲轴的曲柄都是以气缸的号数命名的。气缸的排号有两种方法，一种是由自由端排起，另一种是由动力端排起。我国和大部分国家都是采用自由端排起。曲柄的排列是由气缸数、发火间隔角和发火顺序决定的，而气缸的发火间隔角和发火顺序要考虑以下几点：（1）曲柄的排列原则：动力输出要均匀，各缸间的发火间隔角应相等。因此，各缸间发火间隔角应等于完成一个工作循环所需要的曲轴转角度数除以气缸数目所得的商。如果有i只气缸，则单列式柴油机的发火间隔角为：四冲程柴油机的发火间隔角=720/i；二冲程柴油机的发火间隔角=360/i。要避免相邻气缸连续发火，以减轻主轴承的负荷。要使柴油机有良好的平衡性。曲轴合理的排列可使引起振动的力和力矩减至最小。应考虑发火顺序对曲轴扭转振动的影响。发火顺序不同，各段轴上扭矩的交变情况也不同，对轴系扭转振动的影响也不同。要力求减轻扭转振动。在脉冲增压式柴油机中，为防止扫、排气相互干扰，各缸排气管要分组，要求柴油机有相应的发火顺序。（2）二冲程机曲柄的排列例：某六缸二冲程机的发火顺序为1-5-3-6-2-4满足曲柄的排列原则。若第一缸处于上止点发火时刻，则其它缸处于何位置？（3）四冲程机曲柄的排列例1：某六缸四冲程机的发火顺序为1-5-3-6-2-4满足曲柄的排列原则。若第一缸处于上止点发火时刻，则其它缸处于何位置？例2：某六缸四冲程机的发火顺序为1-5-3-6-2-4，若第六缸处于下止点排气时刻，则其它缸处于何位置？7典型曲轴介绍由若干个曲柄、自由端（首端）和功率输出端（尾端）三部分组成。（1）曲柄臂和主轴颈及曲柄销之间的连接处采用车入式圆角，经冷滚压加工，以提高疲劳强度。（2）自由端法兰可连接轴向减振器。（3）推力轴和曲轴为一体，可缩短柴油机长度。（4）推力环用于传递推力和轴向定位。（5）飞轮飞轮的主要功用是使柴油机回转角速度趋于均匀。协助柴油机起动。（根据柴油机的起动和盘车的不同方式，飞轮轮缘上有的装有飞轮齿圈或涡轮）保证柴油机空车运转的稳定性。飞轮轮缘上还刻有各缸上止点等定时标记，作为定时调整的基准。柴油机的飞轮通常用铸铁、铸钢或锻钢制成轮缘形结构，使其大部分质量集中在轮缘处，以较小的质量获得尽可能大的转动惯量。8曲轴常见故障曲轴常见故障有磨损、腐蚀、裂纹、折断和红套滑移等。（1）曲轴的裂纹与折断：疲劳损坏的断面特征：弯曲疲劳损坏是由交变弯曲应力引起的，其断面与轴线成垂直，裂纹线为波浪线。扭曲疲劳损坏是由交变扭曲应力引起的，其断面与轴线成45，裂纹线为螺旋线。疲劳损坏的部位：弯曲疲劳裂纹首先发生在曲柄销圆角或主轴颈圆角处，然后向曲柄臂发展，一般发生在长期运转中。原因：轴颈不均匀磨损或轴承不均匀磨损，使主轴承有高低；机座或船体变形；材料有缺陷，加工工艺不善、轴上有缺陷；扭曲疲劳裂纹发生在油孔或圆角处，轴颈的疲劳裂纹多从油孔开始，然后向与轴线成45角方向发展，出现两条对称裂纹。圆角处的扭曲疲劳裂纹，多从圆角部位向轴颈发展。扭曲疲劳损坏一般发生在运转初期。原因：油孔处有缺陷；飞车或超负荷；共振；材料有缺陷；滑油受污染对油孔处腐蚀等。（2）曲轴轴颈的磨损四冲程机：曲柄销内侧的磨损大于外侧，主轴颈是靠近曲柄销一侧磨损较大。二冲程机：曲柄销外侧的磨损大于内侧，主轴颈是远离曲柄销一侧磨损较大。原因：四冲程机只有动力冲程的气体力通过活塞连杆作用到曲柄销外侧，其它三个行程由于运动件的惯性力大于气体力，使连杆有与曲柄销脱离的倾向，结果使连杆大端轴承经常压向曲柄销外侧，造成曲柄销内侧磨损大于外侧。由于主轴颈受力方向与曲柄销相反，故主轴颈的磨损是靠近曲柄销一侧较大。（3）曲轴轴颈的擦伤与腐蚀轴颈表面的擦伤与腐蚀多为滑油不清洁，硬质杂质多，滑油中含水或含酸量过多所致。（4）红套滑移套合式曲轴的曲柄臂与轴颈和曲柄销套合处相对位置发生变化称红套滑移。原因是由于受到冲击扭矩引起的。红套滑移会影响各种正时，从而影响燃烧性能。9曲轴轴线（臂距差）的测量和分析（1）曲轴臂距差的概念曲柄两臂之间的距离称为臂距值，俗称拐档值。曲柄销在上、下止点位置（或左右水平位置）时的臂距值之差称为臂距差或拐档差。垂直=L上L下（水平=L左L右）当曲轴轴线呈塌腰形弯曲时，垂直0，当曲轴轴线呈拱腰形弯曲时，垂直0。曲轴的臂距差存在，会使曲轴臂和曲轴销连接的过渡圆角处产生时拉时压的交变应力，导致该处产生疲劳损坏。因此，船上应经常测量曲轴的臂距差。（2）臂距差的测量和记录测量工具：拐档表测量点：位于距曲柄销轴线（S+D）/2处（S为行程，D为主轴颈直径）带连杆：测195、270、0、90、1655个点。曲轴销在下止点位置时的臂距值是用195和165的臂距值的平均值代替。不带连杆：测0、90、180、2704个点。记录方法：销位法：以曲柄销的位置为准记录读数。通常用。表位法：以表的位置为准记录读数。（3）臂距差标准：我国交通部规定：新造或大修后的柴油机，臂距差1.25S/10000；航行中的船舶2.5S/10000。式中S为活塞行程。（4）影响曲轴臂距差的因素活塞运动装置的影响：活塞组件的重量使臂距差朝正值方向变化。爆炸压力影响：爆炸压力使臂距差朝正值方向变化。飞轮的影响：飞轮的重量会使最后一段主轴颈轴线拱腰形。因此在安装曲轴时要求曲轴尾端朝上翘曲，以便抵消安装飞轮后的影响。船舶装载的影响：如机舱在中部，在前后货舱装货后，会使曲轴轴线朝拱腰形变化。思考题：1曲轴有何作用？其工作条件如何？2曲柄的排列原则有哪些？四、主轴承1功用：（1）支承曲轴，保证曲轴工作轴线方向（2）最后一道主轴承起定位作用，防曲轴发生振动和轴向窜动2工作条件（1）承受曲轴传来的气体力和惯性力作用（2）承受主轴颈的摩擦、磨损（3）承受滑油的腐蚀作用4结构海船上柴油机多采用滑动轴承，少数采用滚动轴承（135系列），由轴承座、盖、轴瓦及连接螺栓组成，分正置式和倒挂式。主轴承下轴瓦高压区不得开设油槽。连接螺栓固紧正置式撑杆螺栓固紧倒置式（1）正置式主轴承十字头式柴油机采用撑杆螺栓紧固轴承盖，可减少柴油机的横向尺寸，降低机座横梁的弯曲应力与变形。轴承盖高度较大，以增加轴承盖刚度，减小轴承盖和轴瓦的变形。撑杆螺栓的顶部设有油压活塞机构。（2）倒置式主轴承中高速柴油机优点：采用倒置式主轴承可省去机座，减轻柴油机重量和缩小尺寸，拆装曲轴方便。设有横向螺栓，提高主轴承和机架刚性，防机架下部张开造成塌腰变形同时防止横向振动。缺点：下瓦易磨损；对螺栓要求高；机架易塌腰。图正置式主轴承1-主轴承盖；2、6-上、下平轴瓦；3-止推轴承盖；4、5-上、下翻边轴瓦；7-主轴承螺栓；8-定位销图倒挂式主轴承1-倒挂螺栓；2-横向螺栓；3-机架；4-轴承盖；5-气缸套；6-基座；7-油底壳5主轴承的材料（1）巴氏合金A锡基巴氏合金：广泛应用于船用低、中速柴油机的主轴承、曲柄销轴承、十字头轴承及轴系的中间轴承等。B铅基巴氏合金：用于中、小型中等负荷以及工作温度小于120的轴承。（2）铜基轴承合金（3）铝基轴承合金6 6、关于柴油机轴承、关于柴油机轴承（1）工作条件最差的轴承二冲程机为十字头轴承，四冲程机为活塞销轴承；（2）轴承材料中抗疲劳强度最好的是高锡铝合金；轴承间隙最大的是铝基白合金轴承；（3）连杆大端轴承轴向间隙要求距推力轴承越远者间隙越大；连杆大端轴承采用斜切口的目的是增大曲柄销直径以降低轴承比压、同时便于吊缸，其剖分面采用锯齿形啮合是为了防止连杆螺栓承受剪应力；6轴承常见故障1 1）磨磨损损：（1）正常磨损：摩擦磨损油膜压力不足或油膜层很薄或间断（起停低负荷）；磨料磨损滑油混入磨屑；（2）不正常磨损：由于刚度不足、底座变形、安装质量不好而造成偏磨或不均匀磨损。2 2）划划伤伤：油中的硬质杂质，划出周向线条，向带状发展，大面积划伤，会使承压面积减小，引起发热甚至烧熔。3 3）擦擦伤伤：润滑油润滑不良，带状面上磨损，易造成发热、烧熔、抱轴。4）烧熔）烧熔：因轴承过热使白合金熔化，可以是局部、也可以是大面积，当大面积熔化会使合金流出轴承，冷却后焊上油槽斜槽中，甚至抱轴。原因：润滑不足，轴承过热。5 5）疲劳损坏）疲劳损坏：（裂纹、剥落）裂纹由交变冲击负荷引起，起初很细少量称发裂，后发展成网状龟裂，再发展则合金从瓦背上脱落称脱壳。与合金材料、抗疲劳强度、轴瓦浇注质量和合金厚度、间隙、负荷、转速等有关，还与轴承座刚度、磨合有关。6 6）腐蚀）腐蚀：化学腐蚀：滑油中的有机酸使合金中的铅析出产生孔穴。电化学腐蚀：滑油中的水电解质产生。火花腐蚀：船上电器漏电或螺旋桨工作时切割磁力线，使主轴承与轴颈之间产生静电动势，主轴承与轴颈就组成了类似的电容结构，润滑油膜起着电解质作用，当转速较低，油膜变薄，就会穿过油膜产生放电现象，使轴承点蚀损坏。穴蚀：发生部位为滑油低压处，轴承的油槽和油孔处由于油膜压力突降引起溶解于油中的空气逸出产生空泡。7轴承间隙的测量（1）塞尺法：间隙值为塞尺厚度加上0.05mm。（2）压铅法：铅丝直径D=（1.52.0）8调整轴承间隙应注意的问题（1）增减或更换轴瓦两端垫片时，垫片厚度和数目均应相同，否则轴承会发生歪斜。（2）垫片的数目应尽量少，以减少垫片间的弹性变形（3）垫片应选用数倍于0.05mm的垫片（4）拧紧轴承螺母时，要均匀上紧，紧度适当，绝不能用放松或拧紧螺母的方法调整轴承间隙。9薄壁轴瓦（壁厚3-6mm）（1）薄壁轴瓦的主要优点：抗疲劳强度高加工质量好散热快互换性好（2）薄壁轴瓦的使用特点：不准拂刮无调整垫片瓦口不可锉削（轴瓦与轴承座过盈配合）五、推力轴承1作用：（1）中小型机作为曲轴的轴向定位-止推轴承。（2）大型低速机作为轴系传递推力，轴向定位。船舶柴油机发出功率-轴系（推力轴、中间轴和尾轴）-螺旋桨。螺旋桨产生推力尾轴、中间轴和推力轴推力轴承-机座、地脚螺栓-船体1-刮油环；2-甩油环；3-倒车推力垫盘；4、7、11滑油管；5-倒车推力块；6-推力环；8-正车推力块；9-正车推力垫盘；10-止动器 2结构：正、倒车推力块（约占2/3圆周），推力环，调节圈，压板等组成。推力轴承的关键部件是推力块。3工作原理：当推力环旋转时由于滑油的动力作用，使推力块块绕支持刃偏转一个小角度，使推力块与推力环之间形成楔形空间，滑油被推力环带入楔形空间，产生了动力油压。推力环的推力通过动力油压传递到推力块上，并经调节圈传递给机座，又通过地脚螺栓传给船体，从而推动船舶前进。推力轴承在正常情况下是在液体动力润滑下工作的。4推力轴承的调整（1）当推力块互相紧靠在一起时，其与两压板之间的间隙和i1+i2。此i1+i2要符合说明书的规定，以保证推力块绕支持刃摆动的灵活性。其数值可通过增减压板处垫片进行调节。（2）推力块与推力环间的间隙fi，此间隙要符合说明书的规定，目的是保证在运转中推力块能够形成全液体动力润滑油膜。可由调节圈进行调节。另外在安装推力块时，调节圈应按下述要求进行调整：当推力环与正、倒车推力块之间各为1/2装配间隙时，靠近推力轴承的最后一个曲柄的中心线应向推力轴承方向偏移一个规定的数值。这样做是为了补偿曲轴在运转中的热膨胀，以便尽可能地使各曲柄臂与主轴承之间的轴向间隙保持均等。六、曲柄连杆机构的故障与管理1 1、曲轴轴颈、曲轴轴颈：常见损伤轴颈变粗糙、偏磨、变银白色。粗粗糙糙：制造工艺有缺陷、运输或装配中机械碰伤、管理不善（滑油中有硬质颗粒、含酸性物质、有海水）；对于主轴颈还可能存在电火花放电而留下麻点。偏偏磨磨：主要与装配时对中好坏、轴承盖螺栓固紧是否均匀、轴承座或轴承盖刚度是否足够、轴颈表面受力是否均匀及润滑是否良好等有关。轴颈变白色：轴承烧熔、白合金焊接。轴颈偏磨可用外径千分尺测量。修修理理：若轴颈粗糙度不合要求但白合金擦伤并不严重时，可用麻绳抛光；若轴颈已大面积白合金擦伤或轴颈已变银白色应进厂修理。2 2、连杆、连杆：十字头连杆通常容易发生轴承故障和连杆螺栓断裂；筒形活塞式连杆还可能出现杆身疲劳裂纹和弯曲。中高速机连杆采用工字形断面的目的是提高抗弯能力，同时也减轻重量。管理中应注意：（1）换新轴承后应磨合，至少2小时以上（有些当代轴承不需磨合），磨合过程中应注意先低负荷后高负荷，即渐加负荷运转；不可用布大力拭擦三层合金轴承表面；（2）定期进行曲轴箱检查：十字头滑块与导板、各种轴承间隙（用塞尺，中高速机还可检查轴向移动情况）；螺栓松紧度检查（用小锤敲击听声响或用扭力扳手等，注意敲击方向）；起动润滑泵检查各轴承处油流情况；当十字头轴承出现细小裂纹时的正确处理方法是降低负荷使用，注意观察，不必立即换新轴瓦。（3）运行中注意摸触曲轴箱的温度和倾听运转声音；（4）认真监视滑油压力和温度，定期化验滑油。单元三单元三 柴油机的主要固定件柴油机的主要固定件一、机架、机座的作用：1体构成了柴油机的骨架。内部安装运动部件的导板和支承（如缸套、导板和主轴承），构成运动部件（如活塞、十字头、连杆和曲轴）和传动部件（传动齿轮、链轮和凸轮轴）的运动空间。2布置水、油、气的空间。3外部安装各种附属设备，如喷油泵、调速器、起动与换向设备、增压器、扫气箱、各种系统的管道等。4柴油机通过机座或机体上的支承安装到基座上。二、工作条件1承受气体力和运动机件惯性力的作用，承担全部机件的重量。2动力力矩的输出使它产生倾覆力矩；惯性力的作用使它产生振动；3受到贯穿螺栓和连接螺栓的安装应力的作用；4各处温度不同使它产生热应力；水、油、气的作用使它受到腐蚀。三、要求1要求有足够的刚度，使各运动机件的支承和导承变形小。2要有足够的强度，防运行中发生裂纹和损坏。3尺寸要小、重量轻、便于拆装和检修。4要防“三漏”，各结合面、检修道门要密封性好。5对油、水、气有抗腐蚀能力。四、构造1机体：由机架和气缸体组成。2机架：（1）A字型机架：大型低速机上用道门：用于安装检修防爆门：有调节弹簧，当曲柄箱内油气压力大于0.02Mpa时，能自动开启，防曲柄箱爆炸。导板：用作十字头滑块上、下运动的导承，并承受侧推力。（2）箱型机架：刚性比A字型机架好，结构紧凑、便于拆装维修，用于中小型机上。3机座：主要由两侧的纵梁和带铸钢轴承座的横梁焊接而成。每侧纵梁为单层结构（称单壁机座），机座设计得较高，以尽可能缩小机座宽度。大型低速柴油机多采用钢板焊接，并带铸钢轴承座的单壁深型分组式或整体式结构以提高其刚性。目前，在大型低速柴油机中主要采用的是单壁深型机座。机座与基座之间有垫块，可调节机座上平面的高度和水平度。机座在基座上的固定包括垂向固定和横向固定。机座底板是个平面，而水平垫和垂直垫及这些垫与基座接触的面部都有1:100的斜度，用来调节机座上平面的高度和水平度以及机座横向的方位。地脚螺栓采用了球面螺母和球面垫或平面螺母与两个球面垫，以保证螺母的支承平面与螺纹中心线垂直，减小螺栓承受附加弯曲应力。机座的横向和纵向也加以固定，可减小底脚螺栓的剪应力。这种柴油机的机座下支承面尺寸较大，可允许采用环氧树脂垫支承。机座与船体的基座之间垫有环氧树脂或铸铁垫块，并由地脚螺栓固定。垫块用以调整机座上平面的高度和水平度。五、贯穿螺栓在十字头式柴油机中，都采用贯穿螺栓把机座、机架和气缸体连接成一个刚性整体，在大功率的筒状活塞式柴油机中也广泛地采用贯穿螺栓。采用贯穿螺栓连接，使机座、机架和气缸体只受压应力而不受拉应力，提高了柴油机的刚性。为了防止贯穿螺栓横向振动，在贯穿螺栓中部设有横向固定装置，如中部与螺孔精密配合或用三只固定螺栓在中部把螺栓连接套顶住。贯穿螺栓通常都是采用专用液压工具紧固的。为了防止贯穿螺栓受到附加弯曲应力，贯穿螺栓要与螺栓孔同心，两端螺母不能偏斜。上紧时应从中央向两端交替成对地进行。紧固时应分两个阶段进行，每个阶段应达到的螺柱伸长量或泵油压力应符合说明书规定。图贯穿螺栓上紧顺序六、故障与维护管理（1）严防曲轴箱爆炸，运转中应经常触摸曲轴箱，若发现过热要及时查找原因。（2）要及时处理各种漏泄，以免造成严重事故。特别是机座周围和油底壳漏泄，容易造成滑油流失和润滑系统失压，因此更要密切注意。（3）对机座内、外表面要定期检查。定期检查底脚螺栓有无松动和断裂。（4）贯穿螺栓上紧时要严格按说明书的规定。对固紧情况要定期检查，防止贯穿螺栓横向振动。思考题1机架、机座有何作用？工作条件如何？