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1、第三節(jié) 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是柴油機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)件， 主要包括曲軸和連桿對(duì)于十字頭式柴 油機(jī)還包括十字頭組件。曲柄連桿機(jī)構(gòu) 的主要作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并輸出動(dòng)力。 一、十字頭 (crosshead)組件 1.作用： 連接活塞與連桿 傳遞氣體力與慣性力 承受側(cè)推力 導(dǎo)向 2.結(jié)構(gòu)：見(jiàn)圖 十字頭本體、十字頭軸承 (連桿小端軸承 ) 十字頭銷、十字頭滑塊、導(dǎo)板 3.十字頭組件的工作條件： 十字頭本體和軸承要承受周期性的氣體爆發(fā)壓 力；十字頭滑塊要承受側(cè)椎力的作用。特別 是十字頭軸承由于單向受力及連桿只作擺 動(dòng)，不易形成良好的潤(rùn)滑，工作條件更為惡
2、 劣。 4.十字頭的結(jié)構(gòu) 單滑塊結(jié)構(gòu)、圓筒形滑塊結(jié)構(gòu)和雙滑塊結(jié)構(gòu)。 5.十字頭與活塞桿的連接方式 兩種：一種是活塞桿穿過(guò)十字頭上的孔用 螺帽固定，另一種利用活塞桿下部凸緣 和螺栓與十字頭連接。第一種形式由于 活塞桿穿過(guò)十字頭，連桿小端采用分岔 形式，使十字頭軸承工作可靠性降低， 現(xiàn)在已基本不用。而第二種形式由于連 桿小端采用全支撐式結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了軸承 的承載面積，改善了軸承的受力狀況， 使十字頭軸承的工作可靠性大大提高 。 1 2 3 4 5 6 圖 2-24 十字 頭的構(gòu)造 1-活塞桿； 2-連桿小端軸 承蓋； 3-十字頭銷； 4-滑塊； 5-連桿小端軸 承座； 6-連桿
3、桿身 （ 2） L-MC/MCE機(jī)型 導(dǎo)板與橫隔板制為一體，提高剛度（ RTA 機(jī)上使用螺栓 bolt把在一起）。 向十字頭輸送滑油的是十字頭銷上托架 帶動(dòng)的套管，而非鉸鏈。 活塞桿使用小螺栓把在活塞銷上，而非 貫穿孔。 滑塊上有導(dǎo)軌，而非小導(dǎo)板。 滑油進(jìn)入十字頭后，分三路： 一路去 導(dǎo)板與滑塊 。 一路去活塞孔上行 冷卻活塞頂 再?gòu)幕?塞桿流出（環(huán)行通道）。 一路 潤(rùn)滑連桿小端軸承后 ，從連桿內(nèi) 下行 潤(rùn)滑曲柄銷軸承 。 他們均 流回曲柄箱 。 3）十字頭軸承工作分析和提高可靠性措施 工作特點(diǎn)： 軸承比壓大，力大，尺寸受限。 難以形成足夠的潤(rùn)滑油膜。擺
4、動(dòng)角速度 時(shí)大時(shí)小，且不斷改變方向，使之處于 邊界潤(rùn)滑狀態(tài)。 單向受力。二沖程機(jī)十字頭銷始終壓在 軸承下瓦上。 受力不均。部件變形、局部受力嚴(yán)重， 一般內(nèi)側(cè)受力較大，易發(fā)生故障。 提高可靠性措施： （ 1）降低軸承比壓 限制 pz. 加大軸頸直徑，比壓下降剛度提高，利于潤(rùn)滑 油膜形成。 采用全支承軸承。在軸頸全長(zhǎng)上都設(shè)軸承承壓 面，擴(kuò)大承壓面積。 （ 2）使軸承負(fù)荷分布均勻 采用彈性結(jié)構(gòu)。 采用剛性結(jié)構(gòu)。 反變形 法。 增大軸承面的貼合面積。對(duì)于分岔式 軸承 （ 3）保證良好的潤(rùn)滑和冷卻 保證油壓。鉸鏈機(jī)構(gòu)或套管機(jī)構(gòu)，專設(shè)滑油升 壓泵（對(duì)薄壁鋁錫合金軸瓦）。 RTA十字頭
5、軸承滑油壓力 1.0 1.2Mpa. 合理開(kāi)設(shè)布油槽和輸油槽。槽太多，承壓面削 弱；槽太少，布油不均勻。軸向橫槽不能開(kāi)到 邊緣，但也不能封閉滑油。 在軸承油槽端部開(kāi)設(shè)小泄油槽保證冷卻；油槽邊 緣楔形斜面，且有適當(dāng)角度和長(zhǎng)度（防刮油及 油膜厚度）。 合適的軸承間隙。間隙太大油壓不易建立；間 隙太小易抱軸。 （ 4）采用薄壁軸瓦。在鋼背上澆注白合金 （高鋁錫合金）。如 LMC/MCE合金厚度 1.0-1.5mm.軸瓦加工精度高，不需拂刮， 互換性好、拆裝方便。 （ 5）提高十字頭銷頸表面光滑程度。 二、連桿 connecting rod 1.連桿的工作條件和要求 作用：傳遞氣體力和慣
6、性力；連接活塞（十字頭）與 曲軸；轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)（往復(fù) 回轉(zhuǎn)）。 受力：氣體力（具有沖擊性）；慣性力；與 piston pin/crosshead pin/crank pin產(chǎn)生摩擦。 要求： 耐疲勞、抗沖擊，具有足夠剛度和強(qiáng)度； 長(zhǎng)度短、重量輕，加工容易，拆裝方便；連桿軸承工作 可靠，壽命長(zhǎng)。 選材：十字頭機(jī)多用中碳鋼，筒形機(jī)采用優(yōu)質(zhì)碳鋼或 合金鋼。 二沖程機(jī)中，連桿始終受壓（大小方向周期變化）； 四沖程機(jī)中，連桿有時(shí)受壓，有時(shí)受拉。 為一臺(tái)二沖程柴油機(jī)的氣體力 Fg、往復(fù) 慣性力 Fj以及其合力 F隨曲軸轉(zhuǎn)角的 變化曲線。從中可以看出：活塞在上 止點(diǎn)（曲軸轉(zhuǎn)角為 0 ）附近時(shí)，由
7、 于慣性力的方向和氣體力方向相反， 合力小于氣體力，但仍是正值，即力 的方向向下，使連桿受壓；活塞在下 止點(diǎn) (曲軸轉(zhuǎn)角為 180 )附近時(shí)，因 為慣性力具有正值且較大，盡管氣體 力較小，其合力仍比較大，使連桿受 壓。當(dāng)活塞在曲軸轉(zhuǎn)角 300附近時(shí)， 由于慣性力具有負(fù)值且大于氣體力， 使合力出現(xiàn)負(fù)值，即力的方向向上， 使連桿受到拉伸，但拉力較小。在低 逮、增壓柴油機(jī)中，由于慣性力較小 而氣體力較大，一般合力都是正值， 使連桿始終受到壓力的作用。對(duì)于四 沖程中、高速柴油機(jī)，在換氣上止點(diǎn) 附近，由于氣體力較小而慣性力較大， 一般合力都是負(fù)值，使連桿受到拉伸 的作用。 圖 2-27 RTA-T-
8、B 型柴油機(jī)連桿的 構(gòu)造 1、 6-連桿螺栓螺 母 ; 2、 7-連桿螺栓 ; 3-小端軸承蓋 ; 4、 8-薄壁軸瓦； 5-連桿桿身 ; 9-大端軸承蓋 2.連桿的構(gòu)造 2.連桿的構(gòu)造 1）十字頭式連桿（ RTA型） 小端 ：十字頭端。由軸承蓋、軸承座、 薄壁軸瓦 和螺 栓組成。薄壁軸瓦提高耐磨性。 桿身：由鍛鋼制造。桿身與大端剖分（稱 船用大端 ）， 剖分面上裝有壓縮比調(diào)整墊片。 大端 :曲柄銷軸承 .由軸承蓋、軸承座、墊片及螺栓桿 組成。 沒(méi)有軸瓦 ， 白合金直接澆鑄 在軸承蓋及座上 （可增大軸頸，利于散熱），在澆鑄白合金處開(kāi)有燕 尾槽（使其結(jié)合牢固）。 螺栓：桿身上設(shè)
9、定位環(huán)（減少擰緊力對(duì)螺栓的彎曲作 用）；為柔性螺栓（耐疲勞）；用專用工具（液壓拉 伸器）安裝； 外螺紋用外罩保護(hù)（安裝工具并防松）。 L-MC/MCE型 特點(diǎn)： 桿身與大小端合為一體。 桿身與大端不分開(kāi)，稱 車用大端 。 連桿小端剛性大，十字頭銷端短而粗， 采用全支撐（稱剛性十字頭軸承），承 載能力和可靠性增加。 2）筒形活塞式連桿 （ 1）平切口式連桿：大端剖分面與連桿軸 線垂直。 由桿身、大端軸承蓋、小端軸承襯套、 大端軸瓦 、連桿螺栓組成。 小端一般與桿身鍛在一起。頂部加厚， 提高抗彎能力，減小變形。保證潤(rùn)滑間 隙，提高工作可靠性。小端孔中壓入青 銅襯套。 小大
10、端與桿身連接處采用大圓弧過(guò)度， 提高剛性減小應(yīng)力集中。 桿身斷面成工字型，提高在擺動(dòng)平面內(nèi) 的抗彎強(qiáng)度。 桿身內(nèi)鉆孔油冷（曲軸鉆孔 大端 小 端）冷卻小端軸承和活塞。 車用大端 （在中高速機(jī)中廣泛應(yīng)用）的 軸瓦為薄壁瓦 ，分三層：剛背上澆銅鉛 合金，再鍍薄鉛錫合金。 （ 2）斜切口式連桿（大端做成斜切口） 目的：滿足柴油機(jī)增壓度提高后，能從氣 缸中吊出連桿與活塞。 切口平面與連桿軸線夾角 切口角為 400 軸線軸徑增粗，剛性提高；大端軸承承 壓面積增加，提高了軸承工作能力，減 少了連桿螺栓的慣性拉伸負(fù)荷。 連桿螺栓受剪切作用，結(jié)合面采用鋸齒 形結(jié)構(gòu)，防滑動(dòng)。 連桿只鉆一個(gè)供
11、油孔，冷卻油只上不下 （直接泄回曲軸箱）。 連桿本體和大端軸承蓋用鉻鉬鋼鍛造制 成。 小端軸承熱壓入孔中，鋼背上澆注銅鉛 合金，再鍍錫。錫層厚 0.002-0.004mm. 大端上下瓦都為薄壁瓦 （即在鋼背上澆 銅鉛合金后，再鍍錫鉛合金），裝配前 不需調(diào)整，其上設(shè)周向、軸向定位凸舌。 錫鉛合金厚 0.04-0.05mm. 滑油經(jīng)曲柄銷徑向鉆孔 下瓦的輸油槽、 輸油孔 軸承蓋的輸油孔 桿身中的油 道 小端。 （ 3）主副連桿式連桿： V型機(jī)中 連桿形式：并列連桿、叉型連桿、主副連 桿（關(guān)節(jié)式連桿）。 并列連桿：兩連桿完全一樣，并列裝在 一個(gè)曲柄銷上，兩氣缸中心線不在一個(gè) 平面上。
12、叉型連桿：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，潤(rùn)滑差、應(yīng)用少、 不介紹。 主副連桿： MAN VV40/45 型，由主連桿、 曲柄銷，副連桿、副連桿銷組成。 主副連桿的特點(diǎn)： 大端軸瓦為薄壁鉛青銅軸瓦 ，上有薄磨 合層。 在拆檢活塞時(shí)可以不拆大端軸承，或拆 大端軸承與副連桿銷軸承時(shí)不拆活塞。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難，副連桿銷 的連桿螺栓底部易發(fā)生裂紋。 4）連桿螺栓 二沖程機(jī)連桿螺栓只受預(yù)緊力作用， 四沖程機(jī)受預(yù)緊力、慣性力及附加彎曲 應(yīng)力。 一般選用韌性好、強(qiáng)度高的優(yōu)質(zhì)碳鋼 或合金鋼制造。設(shè)計(jì)上采用耐疲勞的柔 性結(jié)構(gòu)（增加長(zhǎng)度，減小桿部直徑）； 采用精加工螺紋；大圓角過(guò)度減小應(yīng)力 集中
13、；螺栓與支撐面垂直，減小附加彎 曲應(yīng)力。 安裝方式分：螺帽連接的 /不用螺帽連 接的。 安裝時(shí)注意：預(yù)緊力大小、預(yù)緊方法、 預(yù)緊次序等嚴(yán)格按說(shuō)明書要求。 正確的緊固與鎖緊是避免發(fā)生斷裂的 有效措施。 三 曲軸 1、曲軸的工作條件和要求 (1)曲軸的作用 曲軸的主要作用是：把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò) 連桿變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；把各缸所做的功匯集起 來(lái)輸出和帶動(dòng)柴油機(jī)的附屬設(shè)備。 （ 2）曲軸的工作條件 1）受力復(fù)雜 曲軸在工作中承受著各缸交變的 氣體力、任復(fù)慣性力和離心力，以及它們所產(chǎn) 生的彎矩和扭矩。這些力不僅隨著曲柄的轉(zhuǎn)角 變化，還隨著負(fù)荷變化。曲軸在這些力的作用 產(chǎn)
14、生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，并產(chǎn)生非常復(fù)雜的交變 應(yīng)力。 2）應(yīng)力集中嚴(yán)重 一根曲軸是由 1 12個(gè)彼此間 錯(cuò)開(kāi)一定角度的曲柄以及功率輸出端和自由端 構(gòu)成。每個(gè)曲柄分成主軸頸、曲柄銷和曲柄臂 三部分，現(xiàn)代大型低速柴油機(jī)曲軸上還直接鍛 出推力環(huán)。其中以曲柄臂與曲柄銷的過(guò)渡圓角 處最為危險(xiǎn) . 3)附加應(yīng)力很大 曲軸是一個(gè)彈性體它在徑向力、 切向力和扭矩的作用下會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、橫向振 動(dòng)和縱向振動(dòng)?？赡艹霈F(xiàn)共振現(xiàn)象，扭振將引起 傳動(dòng)齒輪的噪聲和疲勞，橫向振動(dòng)會(huì)因曲軸彎曲 過(guò)大使軸頸和軸承磨損加劇甚至不能正常工作。 4)軸頸磨損 特別是在潤(rùn)滑不良、機(jī)座或船體變形、 軸承間隙不合適、超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)常起
15、停發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)， 軸頸的磨損會(huì)明顯加劇。長(zhǎng)期運(yùn)行后，主軸頸磨 成橢圓及錐形，曲柄銷更嚴(yán)重，四沖程曲柄銷內(nèi) 側(cè)比外側(cè)嚴(yán)重，二沖程相反 . (3)對(duì)曲軸的要求及材料 曲軸是柴油機(jī)中最長(zhǎng)最重的部件，直接影響捶臺(tái)柴 油機(jī)的尺寸和重量。曲軸形狀復(fù)雜，工質(zhì)量要求 很高，制造工藝難度大，因此是柴油機(jī)中造價(jià)最 高的部件。 要求： A.疲勞強(qiáng)度高，工作安全可靠； B.有足夠剛性，工作時(shí)變形小，使軸承負(fù)荷均勻： C.有足夠的軸頸承壓面積，保證較低的軸承比壓； D.曲軸的軸頸要有良好的耐磨性能，并允許多次車 削修復(fù)； F.曲柄的布置兼顧動(dòng)力均勻、主軸承負(fù) 荷低、平衡性好、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)小、有利于增壓系統(tǒng) 布量。
16、 曲軸的常用材料有優(yōu)質(zhì)碳鋼、合金鋼和球 墨鑄鐵。 一般柴油機(jī)的曲軸常用優(yōu)質(zhì)碳鋼制造 中、高速?gòu)?qiáng)載柴袖機(jī)的曲軸采用合金鋼制 造 球墨鑄鐵一般用于強(qiáng)化程度不太高的中高 速柴油機(jī)上。 2.曲軸的結(jié)構(gòu) (1)曲軸的類型 分為整體式、組合式和分段式三種類型。 1)整體式曲軸 是整根曲軸一體鍛造或鑄造出來(lái)的。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，在中、高速 柴油機(jī)上得到廣泛使用，并逐漸擴(kuò)大到大型低速柴 油機(jī)領(lǐng)域 2)組合式曲軸 組合式曲軸普遭應(yīng)用于大型低速柴油 機(jī)中。采用組合式主要是為了制造方便，解決曲軸 制造設(shè)備能力的限制問(wèn)題。曲軸的組合方式可分為 套合式和焊接式，曲軸套合方法除紅套外
17、，還有冷 套方法。 3)分段式曲軸 先分成兩段制造，然后用法蘭連接成 整根曲軸。一般用于氣缸數(shù)較多的曲軸，如 MC系列 柴抽機(jī) 9-12缸機(jī)采用分段式曲軸。 (2)曲軸的構(gòu)造 曲軸主要由若干個(gè)單位曲柄、自由端和飛輪端以及 平衡塊組成，如圖所示。 單位曲柄是曲軸的基本組成部分，由主軸頸、曲柄 銷和曲柄臂組成，為了平衡曲柄不平衡回轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn) 生慣性力，有的還在曲軸上裝有平衡重；為了減輕 曲軸的重量和減小慣性力 ,曲柄銷和主軸頸一般都 采用空心結(jié)構(gòu)；軸頸與曲柄臂相連接的過(guò)渡圓角處 由于截面急劇，應(yīng)采用足夠大的過(guò)渡圓弧 . 為了潤(rùn)滑曲柄銷軸承以及活塞銷，對(duì)于筒形活塞式 柴油機(jī)其曲軸上鉆有
18、潤(rùn)滑油道，把輸送到主軸承的 滑油引至曲柄銷軸承。由于開(kāi)油孔時(shí)會(huì)增加曲軸的 應(yīng)力集中，因此，對(duì)油孔的位置的合理選擇，使其 對(duì)軸頸的削弱最小。為了減少應(yīng)力集中，油孔應(yīng)倒 角、拋光。 圖 2-33 S-MC-C柴油機(jī)曲軸 1-自由端 ;2-軸向減震器活塞 ;3-單位曲柄 ;4- 推力環(huán) ;5-功率輸出端 (3)曲柄的排列 曲軸的曲柄都是以氣缸的號(hào)數(shù)命名的。氣缸的排號(hào) 有兩種方法，一種是由自由端排起，另種是由動(dòng) 力端排起。我國(guó)和大部分國(guó)家都是采用自由端排 起。 曲柄的排列是由氣缸的發(fā)火間隔角和發(fā)火順序決定 的，而氣缸的發(fā)火間隔角和發(fā)火順序要按照下列 原則決定。 1)柴油機(jī)的動(dòng)力輸出要均勻，
19、即發(fā)火間隔角要相等。 這樣，相鄰發(fā)火的兩個(gè)缸的曲柄夾角 ,二沖程柴油 機(jī)為 360 i，四沖程柴油機(jī)為 720/i。 i為柴油機(jī) 氣缸數(shù)。 2)要避免相鄰的兩個(gè)缸連續(xù)發(fā)火以減輕相鄰兩缸 之間的主軸承的負(fù)荷。為此，最好在柴油機(jī)首、 尾兩端輪流發(fā)火。 在 MAN B5- 曲柄銷 ;6-油道 ;7-首端法蘭 四、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的故障與管理 1十字頭滑塊和導(dǎo)板 滑塊在導(dǎo)板上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和活塞在氣缸中運(yùn) 動(dòng)規(guī)律完全相同。但由于曲軸箱中溫度低、 滑油供應(yīng)充分分使滑塊和導(dǎo)板的工作條件 要比活塞和氣缸套好得多，再加上將滑塊上 單位面積所受的力（比壓 )設(shè)計(jì)得較??； 因此，在一般情況下滑塊和導(dǎo)板壽
20、命較長(zhǎng)，故 障較少但由于滑塊在上、下止點(diǎn)時(shí)速度為零， 而且在上、下止點(diǎn)附近存在側(cè)推力換向和正、 倒車導(dǎo)板更替所產(chǎn)生的敲擊，因此也出現(xiàn)某 些故障。出現(xiàn)較多的故障是滑塊上白合金偏 磨和疲勞碎裂。 白合金偏磨主要：由于導(dǎo)板或滑塊安裝不正、主 軸承偏磨、導(dǎo)板與滑塊間間隙不合要求、潤(rùn)滑 不良造成， 白合金碎裂：安裝、潤(rùn)滑等因素有關(guān)外，主要是 由于白臺(tái)金澆鑄不良、超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)及導(dǎo)板滑塊 間間隙過(guò)大所造成的。 應(yīng)定期檢查導(dǎo)板與滑塊間間隙的大小、潤(rùn)滑狀態(tài) 和工作表面狀況。運(yùn)轉(zhuǎn)中注意傾聽(tīng)曲軸箱中聲 響發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。 2.連桿 十字頭式柴油機(jī)連桿由于主要承受壓應(yīng)力，柴油 機(jī)轉(zhuǎn)速低，對(duì)連桿的重量和尺寸限
21、制不像筒型 活塞式柴油機(jī)連桿那樣嚴(yán)格，因此連桿桿身一 般很少出現(xiàn)故障，只是軸承容易產(chǎn)生各種故障 和連桿螺栓有時(shí)會(huì)斷裂。 筒型活塞式柴油機(jī)連桿受拉、壓交變壓力，尺寸 要求嚴(yán)格，轉(zhuǎn)速高，除軸承外連桿桿身還易出 現(xiàn)疲勞裂紋和彎曲。 3曲軸的疲勞損壞 疲勞損壞：機(jī)件在交變負(fù)荷作用下產(chǎn)生裂紋并逐漸擴(kuò)展， 隨著裂紋的逐漸發(fā)展，截面逐漸減小，最后因截面尺寸 不足而發(fā)生突然斷裂。 疲勞損壞的形式： 1.彎曲疲勞損壞， 2.扭轉(zhuǎn)疲勞損壞 疲勞損壞判斷依據(jù)：斷面紋理。疲勞損壞的斷面可 分為三個(gè)區(qū)域，即初始裂紋區(qū)、漸斷紋理區(qū)和突 斷區(qū)。初始裂紋區(qū)是斷面紋理的發(fā)源地。 漸斷紋理由于兩斷裂面間的摩擦形成的。
22、斷面紋理 因?yàn)橐鹪虿煌胁ɡ司€和螺旋線之分，如圖 所示，在這個(gè)區(qū)域中，有污物存在，顏色暗黑， 突斷區(qū)斷開(kāi)的截面具有沖擊折斷的特點(diǎn)，晶粒粗 糙明亮，與暗的平滑紋理斷面形成了明顯區(qū)別 1)彎曲疲勞損壞 彎曲疲勞裂紋首先產(chǎn)生在曲柄銷圓角或主軸頸圓角處， 然后向曲柄臂發(fā)展。這是因?yàn)閷?duì)于承受彎曲來(lái)說(shuō)， 曲柄臂比主軸頸和曲柄銷弱。彎曲疲勞的斷面是與 軸線垂直的，裂紋線為波浪線，如圖所示。曲軸彎 曲疲勞破壞，通常是由于軸頸不均勻磨損所造成的 主軸承不同軸度而引起的。特別是某個(gè)主軸承過(guò)低， 當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)，這段軸就會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的變形和過(guò) 大的交變彎曲應(yīng)力。由于軸承的不均勻磨損要經(jīng) 過(guò) 定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間
23、才會(huì)發(fā)生，因此彎曲疲勞損壞很 少發(fā)生在未經(jīng)長(zhǎng)期使用的柴油機(jī)上。 2)扭轉(zhuǎn)疲勞損壞 曲軸在驅(qū)動(dòng)力矩作用下產(chǎn)生交變的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力及曲軸 的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的附加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，會(huì)引起曲軸發(fā) 生扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。軸頸的疲勞裂紋多從油孔開(kāi)始， 然后向與軸線成 45角的方向發(fā)展，所以往往出現(xiàn) 兩條對(duì)稱裂紋。起始于過(guò)渡圓角處的扭轉(zhuǎn)疲勞裂 紋，由于軸頸的抗扭截面模數(shù)比曲柄臂的弱因 此裂紋多自圓角部位向軸頸發(fā)展較少向曲柄臂 上發(fā)展。圖 (b)為扭轉(zhuǎn)疲勞斷面示意圖，斷面是傾 斜的，與軸線成 45裂紋線近似為螺旋線。圖 共 同作用結(jié)果 3）兩者比較 扭轉(zhuǎn)疲勞損壞一般是出現(xiàn)在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)初期。但現(xiàn) 在扭振的計(jì)算及測(cè)量技術(shù)比較
24、成熟，只要扭振減 振器不發(fā)生故障，不飛車，又不過(guò)于疏忽，通常 不會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。 彎曲應(yīng)力復(fù)雜，難以精確計(jì)算，而且軸承唐損后能 產(chǎn)生很大的附加彎曲應(yīng)力，曲軸的彎曲疲勞損壞 多于扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。 曲軸材料的缺陷：制造曲軸的材料可能有縮孔，氣 孔、收縮裂紋、夾渣、偏析等缺陷。當(dāng)這些缺陷 處在應(yīng)力集中部位時(shí)，危險(xiǎn)性就更大了。 柴油機(jī)使用中滑油變質(zhì)使圓角處腐蝕，或由于滑油 中進(jìn)水及停機(jī)后軸頸表面的凝結(jié)水 (在潮濕空氣 中易出現(xiàn) )使軸頸油孔或圓角腐蝕，都有可能使 曲軸發(fā)生腐蝕疲勞損壞。 4）管理要點(diǎn) 要注意檢查曲軸軸線的狀態(tài)、軸頸與下瓦 的貼合情況。 在操車時(shí)要盡快越過(guò)轉(zhuǎn)建禁區(qū)，注意對(duì)扭
25、 轉(zhuǎn)振動(dòng)減振器的檢查和保養(yǎng)，要注章化 驗(yàn)滑油和利用分油機(jī)分離滑油。如發(fā)現(xiàn) 疲勞裂紋要查明并消除引起裂紋的原 因，并根據(jù) 規(guī)范 )要求對(duì)裂紋進(jìn)行處置。 4十字頭銷頸和曲軸軸頸 十字頭銷頸和曲軸軸頸工作表面應(yīng)非常光 滑，特別是十字頭鎬頸要求就更嚴(yán)格。 以上軸頸容易出現(xiàn)的損傷是軸頸變粗糙、 偏磨、變成銀白色等。曲軸軸頸最容易 發(fā)生的疲勞損壞前面已述。軸頸變粗糙 可能是由于最初制造工藝有缺陷，也可 能是運(yùn)轄、裝配過(guò)程中機(jī)械碰傷。 管理不善造成的后果： 滑油中若含有硬質(zhì)雜質(zhì)，軸頸也很快被磨得粗 糙。 潤(rùn)滑油中產(chǎn)生弱酸或燃燒產(chǎn)物中生成的強(qiáng)酸進(jìn) 入滑油中，由于腐蝕也會(huì)使軸頸粗糙程度增 加。 海水
26、進(jìn)入滑油還會(huì)使白合金受到電化學(xué)腐蝕， 生成一層很硬的黑色氧化錫外皮，剝削軸頸 使軸頸變粗糙，還會(huì)造成軸承間隙變小。對(duì) 主軸頸來(lái)說(shuō)，還會(huì)由于電火花放電在表面產(chǎn) 生麻點(diǎn)。 軸頸偏磨主要和裝配時(shí)的對(duì)中好壞、軸承蓋螺栓 固緊是否均勻、軸承座或軸承蓋剛度是否足夠、 軸頸表面受力是否均勻及潤(rùn)滑是否良好等因素 有關(guān)。 軸頸變白色是因?yàn)檩S承燒熔、白合金焊接的結(jié)果。 紅套滑移：在套合式曲軸中，其套合處有時(shí)發(fā)生 滑動(dòng)。紅套滑移往往是由于曲軸受到了很大的 沖擊性扭矩，如航行中螺旋槳碰到冰塊、礁石、 淺灘以及氣缸中產(chǎn)生水擊等。若滑移度不大， 可重新調(diào)整后降負(fù)荷運(yùn)行，但這僅是應(yīng)急辦法， 應(yīng)盡快進(jìn)廠修理。 曲柄連
27、桿機(jī)構(gòu)的管理中注意事項(xiàng) (1)軸承換新后要經(jīng)過(guò) 2h睛合運(yùn)行方可教人正常運(yùn)轉(zhuǎn) (有些現(xiàn)代軸承材料通常不需要磨合期 )。對(duì)三層合 金軸承表面不能用布重擦，以免損壞很薄的鍍層。 (2)要定期進(jìn)行曲軸箱檢查。檢查內(nèi)容主要有： 間隙大小，導(dǎo)板與滑塊的間隙、各種軸承間隙等。現(xiàn) 在大型機(jī)曲軸軸承越來(lái)越多地應(yīng)用專用厚薄規(guī)檢查； 中、高速機(jī)可用撥動(dòng)連桿觀察連桿在軸向的移動(dòng)情 況進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)判斷。 各種螺栓的固緊情配，固緊裝置有無(wú)松動(dòng)脫落， 螺母有無(wú)松動(dòng) (可用小錘敲擊螺母聽(tīng)發(fā)出聲音 加以判斷 )。 油流情況，轱承間隙中在滑油泵開(kāi)動(dòng)的情況下會(huì) 有滑油竄出，根據(jù)油流的快慢及旋轉(zhuǎn)情況判斷 軸承工作狀態(tài)。有滑油變質(zhì)情況、各部件外觀 有無(wú)異常和裂紋等很多內(nèi)容。因此定期檢查是 十分重要的。 (3)柴油機(jī)運(yùn)行中要注意觸摸曲軸箱的溫度情況 和傾聽(tīng)運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，溫度升高和聲響異常往往是 事故前兆。 (4)認(rèn)真監(jiān)視滑油壓力和溫度，定期化驗(yàn)滑油。
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