第6讲 十字头、连杆组件.ppt

第6讲十字头、连杆组件,第三节十字头组件和导板（crossheadassemblyandguideplate）第四节连杆组件（connectingrodassembly）,目的与要求,熟悉十字头的功用、工况、组成及其结构。重点掌握连杆组件的组成、功用、工况、要求及其结构特点。,第三节十字头、组件和导板,一、十字头组件的功用和工况二、十字头组件结构及导板三、十字头本体四、十字头滑块,一、十字头组件的功用和工况,它将固定于活塞上的活塞杆下端通过十字头销与连杆小端轴承联接起来，并将活塞所受的动力传给连杆、曲轴。,十字头导板,十字头组件与导板的相互关系,一、十字头组件的功用和工况,十字头销因结构限制，尺寸不大。活塞顶所受的周期变化爆发压力使十字头材料极易疲劳和变形。十字头组件中的轴承是柴油机轴承中负荷较高的一种。因其比压很大，销与轴承相对摆动速度低，加之压力方向不变，故较难形成油膜。,二、十字头组件结构及导板,十字头本体（销）,滑块,轴承,三、十字头本体,十字头本体一般用优质碳钢（40、45号钢）锻造，有时也采用合金钢。在设计中除保证有足够的强度外，目前的趋势是增加其刚度。十字头销一般都做得粗而短（有较大的dL），不但提高了刚度，而且可增加销表面的线速度，有利于轴承油膜的形成。,三、十字头本体,十字头销的表面往往采用滚压或镀铬（镀层厚度0.250.50mm）等方法来提高其耐磨性；对其表面粗糙度的要求也很高，以保证工作可靠性。,三、十字头本体,与活塞杆的连接,四、十字头滑块（结构形式）,结构紧凑、滑块位于连杆摆动平面，检修困难。（使用少）,工作平稳、可靠性好。方便检修。（广泛使用）,易于保证气缸与导板的对中。拆装不便。圆弧兼作气泵（使用少）,单侧导板十字,五、十字头轴承,柴油机中工作条件最恶劣的轴承。比压大、润滑条件差、单向受力并不均匀。故障最多的轴承。,十字头销轴承,自整位轴承示意图,提高十字头轴承可靠性的措施,1.减小轴承压比2.使轴承负荷均匀3.良好的润滑和冷却4.采用薄壁轴瓦5.提高十字头销表面的光洁程度,提高十字头轴承可靠性的措施,1.减小轴承压比2.使轴承负荷均匀3.良好的润滑和冷却4.采用薄壁轴瓦5.提高十字头销表面的光洁程度,限制最高压力PZ加大十字头销的直径采用全支承，增大承压面积,提高十字头轴承可靠性的措施,1.减小轴承压比2.使轴承负荷均匀3.良好的润滑和冷却4.采用薄壁轴瓦5.提高十字头销表面的光洁程度,采用弹性结构（自整位）采用刚性结构（短而粗），减少变形刮拂轴瓦（轴瓦内侧降低）增加承压面的贴合面积,提高十字头轴承可靠性的措施,1.减小轴承压比2.使轴承负荷均匀3.良好的润滑和冷却4.采用薄壁轴瓦5.提高十字头销表面的光洁程度,保证油压（专门的输油机构）合理开设油槽合理的轴承间隙缩短连杆长度，（以增加轴承摆动角度和角速度）,提高十字头轴承可靠性的措施,1.减小轴承压比2.使轴承负荷均匀3.良好的润滑和冷却4.采用薄壁轴瓦5.提高十字头销表面的光洁程度,抗疲劳强度高的轴承材料，如：高锡铝合金锡基白合金,提高十字头轴承可靠性的措施,1.减小轴承压比2.使轴承负荷均匀3.良好的润滑和冷却4.采用薄壁轴瓦5.提高十字头销表面的光洁程度,更换轴瓦时、同时检查和抛光轴颈。,第四节连杆组件,一、连杆组件的功用、工况及要求二、连杆组件的结构三、V型柴油机连杆四、连杆螺栓,一、功用、工作条件及要求,1、功用是活塞或十字头与曲轴的连接件；通过连杆将活塞的往复直线运动转变为曲轴的回转运动；通过连杆将作用在活塞上的气体力和惯性力传递给曲轴，使曲轴对外输出功。,一、功用、工作条件及要求,2、工作条件承受由活塞传来的周期性气体压力和活塞连杆组的往复惯性力；在连杆摆动平面内，受到连杆本身运动惯性力引起的附加弯矩；小端往复、大端随曲柄回转，杆身绕活塞销（十字头销）摆动。,二冲程：大部分时间受压；四冲程：有时受拉、有时受压,杆身任意一点的运动轨迹成椭圆形,一、功用、工作条件及要求,3、要求必须具备足够的刚度和抗冲击疲劳强度（尤其是抗弯）；连杆轴承要工作可靠、寿命长，连杆长度尽量短，以降低柴油机的高度和重量；尽可能质量轻（特别是中高速）、加工容易、拆装方便；连杆螺栓应有较高疲劳强度和联接可靠。,一、功用、工作条件及要求,4.材料材料有35、45、35CrM、或40Cr等，并采用正火或调质等热处理。二冲程机：优质中碳钢筒形活塞：优质中碳钢筒形中高速机：合金钢,锻造毛坯,二、连杆组件的结构,1、筒形活塞连杆2、十字头式柴油机连杆,1、筒形活塞连杆组件的结构,连杆杆身,连杆小端,承受拉应力,与销座匹配,二冲程,连杆大端和轴瓦,船用式和平切口式连杆大端,连杆大端和轴瓦,斜切口连杆大端,减磨合金层是轴承的关键组成部分。绝大多数轴承是在低碳钢的衬背（底层）上复盖一层减磨合金的双层结构轴瓦。有时还在双层轴承的减磨层表面再复盖一层极薄的软金属层，以改善表面性能，这样形成三层结构轴瓦。分为厚壁瓦与薄壁瓦。厚壁瓦刚性好，对轴承座的加工精度要求低。使用时，必须经过拂括并用垫片调整轴承间隙。由于厚度不均或冷却不匀的情况，易引起疲劳损坏。,连杆轴瓦,薄壁瓦安装时，上、下轴瓦之间没有调整垫片，也不允许拂刮，要求轴承座与轴颈有较高的加工精度，轴瓦损坏后应予换新。薄壁瓦与轴承座以过盈配合来保证散热和防止相对移动，瓦口不可挫削。特点：尺寸小，重量轻，加工精度高，造价低，互换性好，特别是耐疲劳强度高，适用于新型低速机的十字头轴承、连杆大端轴承及部分机型的主轴承。,连杆轴瓦,2、十字头式柴油机连杆,RTA柴油机连杆,2、十字头式柴油机连杆,L-MC/MCE柴油机连杆,三、V型柴油机连杆,1、并列式连杆2、主副连杆3、叉骑式连杆,主副连杆,叉骑式连杆,四、连杆螺栓,连杆螺栓是连接连杆大端和连杆盖的承载较高的重要连接螺栓。连杆螺栓要受到装配时预紧力的作用。预紧力要远远超过最大往复惯性力。连杆螺栓一旦断裂损坏必将产生机毁的严重事故。因此，必须在材料选用、结构设计、加工工艺和装配质量以及维护管理等各个方面来保证连杆螺栓的工作可靠性。,连杆螺栓的结构形式,四、连杆螺栓,连杆螺栓一般采用优质合金钢或炭钢锻制，其数量为26个，安