5、项目五气缸盖的拆装与维修

轮机工程系27六月2022工程五气缸盖的拆装与维修轮机工程学院27六月2022〖简介〗本工程以十字头式柴油机气缸盖〔如图5-1〕和筒形活塞式柴油机气缸盖〔如图5-2〕为例，在熟习气缸盖组成和构造特点的根底上，根听阐明书规定的步骤和程序，及职业才干的要求组织学生进展气缸盖的拆装、检测与维修，以恢复其技术形状，在拆检过程中学生要能正确的对气缸盖拆装、检查，能按缺点类型进展相应的维修或改换，并记录。本工程适用于3000kW及以上船舶二/三管轮，主要义务包括：气缸盖的拆装；气缸盖的检查与维修。工程描画轮机工程学院27六月2022〖义务描画〗

经过对气缸盖的拆装，了解缸盖的功用、类型、任务条件、要求和资料，熟习气缸盖的组成和构造特点，掌握气缸盖的拆装步骤及本卷须知。本义务要求学生相互协作完成气缸盖的拆装，并能到达职业才干的要求。义务一气缸盖的拆装

〖学习目的〗

1．能掌握气缸盖的作用、任务条件、要求和资料；2．能描画气缸盖的组成和构造特点；3．能对气缸盖进展正确拆装；4．能掌握气缸盖拆装过程的本卷须知。轮机工程系27六月2022一、气缸盖的功用、任务条件二、气缸盖的要求与资料三、气缸盖类型四、气缸盖的构造五、液压拉伸工具的运用和管理〖相关知识〗义务一气缸盖的拆装1.作用(Functions)①密封，与气缸套、活塞组件共同构成密闭的气缸空间；②压紧气缸套，并保证其正确位置；③安装附件〔安装喷油器、起动阀、示功阀、平安阀、进排气阀等；〕④布置通道和腔室〔内布置进排气道和冷却水腔；外布置气阀摇臂机构等。〕轮机工程系27六月2022一、气缸盖的作用和任务条件2.型式〔是柴油机中构造最复杂的零件之一〕①单体式：1个缸单独一个缸盖。优：密封性好；拆装以及检修均较方便缺：气缸中心距↑，柴油机长度和分量↑——用于大功率中、低速柴油机。②整体式：〔4～6缸制成一体的缸盖〕优：中心距小，构造紧凑，柴油机刚度↑缺：易变形，密封性差，构造复杂加工不便。——用于缸径<150mm的小型高速机。③组合式介于上述两者之间轮机工程系27六月2022一、气缸盖的作用和任务条件1〕气膂力Pz，高温Tr〔有的可到达400～480℃〕2〕螺栓预紧力3〕燃气和冷却水的腐蚀4〕构造复杂，金属分布不均，在各阀孔之间、阀孔与喷油器孔之间的狭窄区域〔称“鼻梁区〞〕产生很大的热应力。轮机工程系27六月2022一、气缸盖的作用和任务条件3.任务条件1.要求：足够的强度和刚度，既不会因应力过大而损坏，也不会因变形而漏泄〔包括气阀密封面的漏泄〕。足够抵御热负荷才干；采用较薄的底板厚度；加强冷却降低壁面温度和温差；各种阀孔之间的金属堆积处和高温部位，需进展良好的冷却，力求各部位的温度适宜且均匀；减小对底板热膨胀的约束。气缸盖上各种阀件的拆装、维护方便。轮机工程系27六月2022400mm以下灰铸铁，400mm以上球墨铸铁；大型低速柴油机采用铸钢或铸铁+铸钢组合式缸盖2.资料：二、气缸盖的要求和资料PS:缸盖与缸套的密封密封难度1〕高温、高压2〕气缸盖和气缸体在螺栓之间的刚度并非均匀一致3〕不同部位热膨胀不同，密封面发生不均匀变形4〕气体压力引起密封机件动态运动处理方法2〕气缸套顶面上车制出不同外形的环槽3〕气缸盖底面制出凸缘4〕两者之间安装环形密封垫片轮机工程系27六月2022PS:缸盖与缸套的密封密封方式：加密封垫并以足够的接触压力来保证可靠密封。轮机工程系27六月2022判别：哪种较好？PS:缸盖密封垫要求：资料耐热、耐蚀和抗压，且足够高的塑性与弹性。普通密封垫的型式：图a〕：两层铜〔或钢〕皮包敷橡胶－石棉板；图b〕：合成橡胶－石棉内嵌钢质爪形骨架密封垫片；图c)：密封孔口用钢丝环或卷边加强，使密封孔口具有较高的比压，保证密封可靠。轮机工程系27六月2022气缸盖采用的密封垫：多采用紫铜或镀铜低碳钢环形密封垫片，如图d〕～f)所示。(小型机采用紫铜垫、大型低速机采用低碳钢垫，或不用。)轮机工程系27六月2022弯流扫气缸盖三、气缸盖的类型整体单体式缸盖特点：孔1安装喷油器，2、3分别是排气和进气通道，孔4装起动阀孔，孔5接示功阀、平安阀。采用双层底式构造，加强对气缸盖底板的冷却〔即在缸盖内部铸出程度中隔板，将冷却水腔分隔成上、下两部分〕。冷却水从排气道下方水孔引入下层冷却水腔，下层水腔容积和水流通道面积较小，水流速较高，底板冷却加强。轮机工程系27六月2022组合单体式缸盖——大型低速柴油机采用组合式特点：缸盖高度较大；缸盖与缸套结合面下移；冷却水沿周向进入缸盖，冷却均匀。轮机工程系27六月2022组合式弯流扫气柴油机气缸盖轮机工程系27六月2022直流扫气柴油机气缸盖轮机工程系27六月2022大型低速机缸盖特点分析1〕薄壁强背2〕锥形熄灭室有利于换气和熄灭。3〕对称的喷油器有利于油雾化和熄灭室外形的配合4〕缸盖和缸套的接合面下移使接合面不直接受火焰冲击5〕缸套冷却水沿周向均布，冷却均匀。轮机工程系27六月2022四、气缸盖的构造中速柴油机气缸盖的构造特点：尺寸小、阀件多，构造比大型机更复杂。轮机工程系27六月2022高速柴油机气缸盖的构造〔两个缸合一个气缸盖〕轮机工程系27六月2022缸盖中的进气道轮机工程系27六月2022轮机工程系27六月2022缸盖中的进气道轮机工程系27六月2022缸盖中的进气道轮机工程系27六月2022五、液压拉伸工具的运用和管理轮机工程系27六月2022A.拉伸接头B.带螺纹的工具C.带孔螺钉D.液压活塞E.圆柱F.密封圈G.隔离环H.撬棒I.气缸螺母J.螺栓S.间隙U.用于塞尺丈量的凹槽五、液压拉伸工具的运用和管理轮机工程系27六月2022轮机工程学院27六月2022〖义务虚施〗义务一活塞的拆装、丈量与维修

义务一气缸盖的拆装与检查义务二平安阀和示功阀的拆装与检修轮机工程学院27六月2022〖义务描画〗

运用中的缸盖常因热疲劳、机械疲劳或腐蚀疲劳产生裂纹；缸底因受高温的燃气作用而引起烧蚀。为保证柴油机可靠的任务，根据保养方案和任务情况对缸盖进展检查与维修。学生应能经过对缸盖的检查与丈量，提出正确的修缮方法。义务二气缸盖裂纹的检查与维修

〖学习目的〗

1．能掌握检查缸盖裂纹的方法并正确指出裂纹位置；2．能掌握气缸盖底面烧蚀检验的方法；3．能按缺点类型进展相应的维修或改换，并记录。轮机工程系27六月2022一、零件的疲劳破坏二、高温疲劳和热疲劳三、气缸盖裂纹〖相关知识〗义务二气缸盖裂纹的检查与维修一、概念零件资料长时间在交变载荷作用下产生裂纹和断裂的景象称为疲劳破坏。大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为交变载荷，所引起的应力称为交变应力。疲劳断裂时具有以下特征：轮机工程系27六月2022(1)零件是在交变载荷作用下经过较长时间的运用；(2)断裂应力小于资料的抗拉强度σb，甚至小于屈服强度σs；(3)断裂是忽然的，无任何先兆；(4)断口形貌特殊，断口上有明显不同的区域；(5)零件的几何外形、尺寸、外表质量和外表受力形状等均直接影响零件的疲劳断裂。轮机工程系27六月2022二、疲劳破坏的种类(1)按零件所受应力大小和循环周数分类：高周疲劳、低周疲劳(2)按零件任务环境和接触情况分类：大气疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳、接触疲劳、微动磨损疲劳和激冷疲劳等。(3)按应力形状分类:有弯曲疲劳、改动疲劳、轴向拉压疲劳和复合疲劳等。轮机工程系27六月2022三、疲劳破坏的机理1.疲劳断裂的断口特征：疲劳源、裂纹扩展区、最后断裂区域轮机工程系27六月2022三、疲劳破坏的机理2.疲劳断裂的过程：零件在交变载荷作用下首先在外表缺陷处产生微裂纹，随后裂纹时而扩展，时而停滞，以致最终断裂。1)疲劳裂纹的构成2)疲劳裂纹的扩展3)疲劳断裂轮机工程系27六月2022轮机工程系27六月2022根据断口形貌定性分析(1)疲劳源大多分布于零件外表，普通有1～2个。(2)疲劳裂纹扩展呈贝纹状时，贝纹细密、间距小，表示资料抗疲劳性能好，疲劳强度高贝纹稀疏、间距大，表示资料疲劳强度低。(3)最后断裂区所占面积很大，甚至超越断面的一半以上，阐明零件产重过载；假设所占面积较小或小于断面一半时，阐明零件无过载或过载很小。轮机工程系27六月2022影响零件疲劳强度的要素资料的疲劳强度或称疲劳极限是资料经受无限次循环应力的作用而不破坏的最大应力，用符号σr表示。零件资料的疲劳强度除与资料本身的成分、组织和外表应力形状等有关外，还与零件的外形、尺寸、外表粗糙度和运用条件等有关。轮机工程系27六月2022影响零件疲劳强度的要素1)应力集中：应力集中是引起疲劳破坏的首要要素，零件外表上缺口引起的应力集中使其疲劳强度降越低，缺口越锋利，降低得越厉害。2)外表形状和尺寸要素：3)运用条件：轮机工程系27六月2022一、高温疲劳高温疲劳是指零件在高于资料的0.5Tm(用绝对温度表示的熔点)或高于再结晶温度时遭到交变应力的作用所引起的疲劳破坏。具有以下特点：(1)高温疲劳的疲劳曲线无程度部分，疲劳强度随循环周次N添加不断降低。(2)高温疲劳总伴随蠕变发生，温度越高蠕变所占比例越大，疲劳和蠕变交互作用也越剧烈。(3)资料的高温疲劳强度与高温强度(蠕变极限和耐久极限)的关系轮机工程系27六月2022轮机工程系27六月2022资料的蠕变极限随温度变化曲线1与疲劳极限随温度变化曲线2相交于一点，阐明当资料温度低于此点对应温度时，资料以疲劳破坏为主；高于此点对应温度那么以蠕变破坏为主。二、热疲劳1)热应力：零件资料产生变形的金属与变形小的金属或末产生变形的金属相互约束和牵制而产生由温差引起的应力高温面(或处)产生压应力，低温面(或处)产生拉应力。定常热应力和不定常热应力高频热应力和低频热应力σ=-kaE(T-T0)轮机工程系27六月2022热疲劳热疲劳是零件在循环热应力反复作用下产生的疲劳破坏。在温度梯度最大处呵斥塑性应变集中热疲劳裂纹是在受热外表热应变最大区域构成，普通有几个疲劳裂纹源特有的龟裂裂纹为特征热疲劳裂纹与循环温差、零件外表缺口形状和资料有关轮机工程系27六月2022影响热疲劳强度的要素温度：高温使得资料的热疲劳抗力下降。温度循环和高温坚持时间：快速加热、快速冷却的热疲劳寿命最低，高温坚持时间越长，热疲劳寿命下降愈多。零件外形和资料腐蚀轮机工程系27六月2022提高资料热疲劳抗力的途径:(1)尽能够地减少甚至消除零件上的应力集中和应变集中；(2)提高资料的高温强度；(3)提高资料的塑性；(4)降低资料的热膨胀系数。轮机工程系27六月2022三、气缸盖的疲劳破坏1.气缸盖底面裂纹：运转过程中气缸盖底面在其任务条件下能够产生高温疲劳、蠕变和热疲劳破坏。底面裂纹能够是热疲劳裂纹，也能够是高温疲劳裂纹或蠕变裂纹，或者是三者共同作用产生的裂纹。但是当发现龟裂裂纹时，那么可断定为热疲劳裂纹。轮机工程系27六月2022三、气缸盖的疲劳破坏2.气缸盖冷却面裂纹：是气膂力、热应力和腐蚀共同作用产生裂纹。是气缸内最大迸发压力引起的周期性脉动应力作用的结果。是腐蚀疲劳破坏。气缸盖裂纹产生的影响要素：除热应力、机械应力和腐蚀外，设计、构造上的缘由，资料、工艺上的缘由，操作管理和装配质量上的轮机工程系27六月2022轮机工程系27六月2022构造特点壁厚不均孔道较多构造复杂任务条件螺栓预紧力冷却面触火面一、气缸盖裂纹的检修轮机工程系27六月20221、气缸盖裂纹的部位〔1〕气缸盖底面裂纹：〔2〕气缸盖冷却侧裂纹：普通发生在过渡圆角处和孔之间，即应力集中处。多发生在冷却水道环形筋的根部应力集中处，并沿圆周方向和向深处〔即触火面〕扩展，以致使气缸盖裂穿漏水或者在孔壁上产生裂纹。一、气缸盖裂纹的检修轮机工程系27六月2022〔1〕操作管理不当：〔2〕维护保养不良：〔3〕设计不合理及资料缺陷加速太快、频繁启动、超负荷、冷却光滑不良、停车后立刻停冷却水；不及时吊缸，冷却水处置，螺栓受力不均；2、气缸盖的裂纹缘由一、气缸盖裂纹的检修轮机工程系27六月20223、气缸盖裂纹的检查1〕察看法：2〕水压实验：〔裂穿性裂纹〕3〕无损探伤：浸透探伤、磁粉探伤、超声波探伤。4〕航行中：A.冷却水压力动摇〔或冷却水温升高、淡水耗费量添加、扫气箱有水流出、膨胀水