第三节--曲柄连杆机构..ppt

1、第三部分曲柄和连杆机构是柴油机的主要运动，主要包括曲轴和连杆。对于十字头柴油机，还包括十字头组件。曲柄连杆机构的主要作用是将活塞的往复运动转换为旋转运动，并输出功率。1，十字头(crosshead)组件1。角色：连接活塞和连杆的气体力和惯性力能承受横向推力导向2。结构：十字头主体、十字头轴承(连杆小端轴承)参考十字头销、十字头滑块、导板、3。十字头组件工作条件：十字头主体和轴承能承受周期性气体爆炸压力；十字头滑块必须承受侧脊椎力的作用。特别是十字头轴承，因为单向力和连杆摆动，润滑不好，工作条件更差。4.十字头的结构单滑块结构、圆柱滑块结构和双滑块结构。5.十字头通过活塞杆和两种方式连接。一个用

2、活塞杆穿过十字头上的孔并用螺母固定，另一个用活塞杆的下凸缘和螺栓连接到十字头。第一种形式目前很少使用，因为活塞杆通过十字头，连杆的小端分叉，从而降低十字头轴承的工作可靠性。第二种形式是连杆的小端作为整体支撑结构，扩大了轴承的承载能力，大大提高了十字头轴承的工作可靠性。图2-24十字头结构1-活塞杆；2-连杆小端轴承盖；3-十字销；4-滑块；5-连杆小端轴承座；6-连杆主体，(2)集成L-MC/MCE模型指南和膜片，以提高刚度(在RTA机器中结合使用螺栓bolt)。将油输送到十字头上是由十字头销的支架驱动的套筒，不是铰链。活塞杆使用小螺栓放置在活塞销上，而不是穿透孔。滑块有向导，而不是小向导。油

3、进入十字头后，用导板和滑块在所有方向上分为3。移动活塞孔冷却活塞顶部，然后从活塞杆(环形通道)引出的所有方法。润滑连杆的小端轴承后，在连杆内部润滑曲柄销轴承。他们都回到了曲柄箱。3)十字头轴承操作分析和提高可靠性措施操作特性：轴承非压力、力、有限大小。很难形成足够的润滑膜。摆动角速度会减小大小，并继续变更方向，以达到边界润滑状态。单向力。二冲程十字头销总是压在轴承下瓦上。受到力量的不均等。组合变形，局部应力严重，内部应力大，且容易发生错误。提高可靠性的措施：(1)降低轴承非压力限制pz。提高轴颈直径，提高非压降刚度，有助于润滑剂膜的形成。使用电池轴承。设定轴颈总长度的轴承压力面，以扩大压力区域

4、。(2)轴承载荷分布均匀采用弹性结构。采用刚性结构。反变形法。增加轴承面的配合区域。对于分支轴承(3)，通过确保良好的润滑和冷却来确保液压。专门研究油增压泵(薄铝锡合金套管)的铰链机构或套管机构。RTA十字头轴承油压力1.0 1.2mpa。打开合理的油罐和油罐。凹槽太多，压力面减弱了。插槽太少，天油不均匀。轴向槽不能用边打开，但不能关闭油。在轴承油箱末端安装小油箱，以确保冷却。具有适当角度和长度(雨刷和油膜厚度)的油槽边楔形倒角。合适的轴承间隙。间距太大的液压不易构筑。间距太小，容易举轴。(4)薄壁轴承套的使用。在钢背上倒入白色合金(高铝锡合金)。LMC/MCE合金厚度1.0-1.5mm，套筒

5、的加工精度高，无需刮削，可互换，拆卸也简单。(5)提高十字头销颈表面的平滑度。第二，连接杆连接杆1。连杆的工作条件和要求作用：气体力和惯性力传递；连接活塞(十字头)和曲轴。转换动作(往返旋转)。力：气体力(冲击)；惯性力与Piston pin/cross head pin/crank pin发生摩擦。要求：疲劳、冲击、足够的刚度和强度；长度短，重量轻，加工方便，拆装方便；连杆轴承工作可靠，使用寿命长。材料选择：十字头机多用途中碳钢、圆筒机中高质量碳钢或合金钢。二冲程机器，连杆总是压缩(大小方向周期变化)；在四冲程机器中，连杆有时压缩，有时拉。一台二冲程柴油机的气动力Fg、往复惯性力Fj及其合力

6、f随曲轴角度变化的曲线。当活塞靠近上止点(曲轴角度0)时，惯性力与力的物理方向相反，因此合力小于气体力，但仍然正值，即力的方向向下挤压链接。活塞靠近底部停止点(曲轴拐角为180)时，惯性力为正，较大，因此即使气体力较小，合力也较大，连杆也会压缩。活塞接近曲轴角度300时，惯性力为负，力为负，因为大于气体力。也就是说，当力的方向向上时，连杆会增加，但拉力会减小。低抓力和增压柴油机的惯性力较小，气体力大，因此通常为正值，因此连杆总是会受到压力的影响。四冲程中速柴油机的气体力小，惯性力大，在通风停止点附近一般合力为负，从而增加连杆。2 .链接的配置1)十字头链接(RTA类型)小端点：十字头端点。由轴

7、承盖、轴承座、薄壁轴承和螺栓组成。薄壁套筒提高了耐磨性。杆体：用锻钢制造。杆体和大端分段(大型船用端)安装压缩比例调整垫片。大端：曲柄销轴承。由轴承盖、轴承座、垫片和螺栓杆组成。没有套筒的情况下，白色合金直接铸在轴承盖和座椅上(适合增加轴颈轴承)，白色合金铸件上的燕尾槽打开(连接牢固)。螺栓：杆体设置定位环(螺栓上紧固力的弯曲减少)；柔性螺栓(疲劳电阻)；用专用工具(液压支柱)安装；外螺纹由盖子保护(安装工具，不松开)。图2-27 RTA-T-B柴油机连杆的结构1，6-连杆螺栓螺母；2、7-连杆螺栓；3-小端轴承盖；4、8-薄壁轴承；5-连杆主体；9-大端轴承盖，L-MC/MCE型特性：杆体和

8、尺寸端。杆身不与大端分开，被称为汽车的大端。连杆的小端刚度大，十字头销短而粗，应用了整体支撑(称为刚性十字头轴承)，提高了承载能力和可靠性。2)圆柱活塞连杆(1)平面切削连杆：大端截面平面垂直于连杆轴。由杆体、大端轴承盖、小端轴承衬套、大端轴承和连杆螺栓组成。小端通常与棒固定在一起。加厚顶部，提高弯曲能力，减少变形。通过确保润滑间隙提高工作可靠性。小端孔重压在青铜套筒上。在小大端和杆体连接中使用大圆弧，以提高刚度，从而减少应力集中。用于提高摆动平面中弯曲强度的杆截面字体。杆体钻头油冷却(曲轴钻头大端小端)小端轴承和活塞冷却。车辆用大端(广泛用于二手速记)套筒分为薄壁瓷砖，三层：刚刚浇上铜铅合金

9、，镀上了薄铅锡合金。(2)斜切削连杆(大端由斜切削制成)目的：满足柴油机超高速度后，可从气缸上抬起连杆和活塞。切削平面与连杆轴之间的角度切削角度为400轴轴直径变厚，刚度增加。大型端轴承的压力区域增加，轴承工作能力提高，连杆螺栓的惯性拉伸载荷降低。连杆螺栓受剪切作用，连接面呈锯齿结构，防滑。连杆只能钻一个供油孔，冷却油不能下降(直接排放到曲轴箱)。连杆体和大端轴承盖由铬钼钢锻造而成。小端轴承用孔热压，钢等铸造铜铅合金及镀锡。锡层厚度0.002-0.004mm。大端上下瓦为薄壁瓦(即钢等铜铅合金、锡铅合金)，装配前无需调整，具有主方向、轴向定位卡舌。锡铅合金厚度0.04-0.05mm .通过曲别

10、针进行径向钻孔下的瓷砖油罐，油轴承盖的油孔杆体上的油通道的小端。(3)主要次要连结：v型机械中的连结类型：平行连结、叉连结、主要次要连结(接头连结)。平行连接杆：两个连接杆完全相同，安装在一个曲柄销上，两个圆柱中心线不在一个平面上。叉连杆：结构复杂，润滑差，应用少，不介绍。主副链接：MAN VV40/45类型，由主链接、曲柄销、副链接和副链接销组成。主要和次要连接杆特征：薄铅青铜套筒的大端轴承，薄管路层。移除活塞时，您可以不移除大型端轴承，也可以在移除大型端轴承和辅助连结销轴承时不移除活塞。缺点：结构复杂，制造困难，辅助连杆螺栓底部容易出现裂纹。4)连杆螺栓二冲程连杆螺栓仅作用于预紧力，四冲程

11、机器受到预紧力、惯性力和附加弯曲应力。一般用韧性好、强度高的高质量碳钢或合金钢制造。抗疲劳柔性结构设计(增加长度，减少杆径)；使用精加工螺纹；大圆角会过度减少应力集中。螺栓垂直于支撑面减少其他弯曲应力。分割安装方法：无螺母连接/螺母连接。安装时注意：预紧大小、预紧方法、预紧顺序等严格按照说明书要求。正确的固定和锁定是防止破损的有效方法。3曲轴，1，曲轴的运行条件和要求(1)曲轴的主要作用是将活塞的往复运动通过连杆改为旋转运动；收集各缸所做的工作，出口和驱动柴油机的配件。(2)曲轴的工作条件1)力复杂的曲轴可以承受每个圆柱在工作中交替的气体力、任意复合惯性力和离心力，以及它们产生的弯矩和扭矩。这

12、些力不仅会随着曲柄的拐角而变化，还会随着载荷而变化。曲轴在这些力的作用下产生弯曲和扭转变形，产生非常复杂的交变应力。2)应力集中严重的曲轴由1 12个相互交错一定角度的曲柄和功率输出和自由端组成。每个曲柄分为主轴颈、曲柄销、曲柄臂三部分，现代大型低速柴油机曲轴上也直接锻造推力环。双曲柄臂和曲柄销的过渡圆角最危险。3)附加应力大的曲轴是弹性体。径向力、切向力和扭矩的作用导致扭转振动、横向振动和纵向振动。扭转振动可能导致驱动齿轮的噪音和疲劳，横向振动可能导致曲轴过度弯曲，从而导致轴颈和轴承磨损恶化或不能正常工作。(4)轴颈磨损尤其是润滑不良、基座或船体变形、轴承间隙不充分、超载，以及发动机经常运转

13、的情况下，轴颈磨损会严重恶化。长期操作后，主轴颈被磨成椭圆和锥形，曲柄销更加严重。四冲程曲柄销的外部比内部更严重，与二冲程相反。(3)曲轴的要求和材料曲轴是柴油机中最长最重的部件，直接影响锤式柴油机的大小和重量。曲轴是柴油机中成本最高的部件，因为其形状复杂，工作质量要求高，制造工艺困难。要求：a .疲劳强度高，工作安全可靠；b .具有足够的刚度，运行时变形小，轴承载荷均匀。c .有足够的轴颈压力区域，以确保低轴承比压；d .曲轴的轴颈必须耐磨性好，可以进行多次车削维修。f .曲柄的放置有利于动力均匀，主轴承负载低，平衡性好，扭转振动小，增压系统布量大。曲轴的一般材料是优质碳钢、合金钢和球墨铸铁

14、。普通柴油机的曲轴一般用于高质量碳钢制造中高速、强卡车套机的曲轴用合金钢制造，不太强化球铁的中速柴油机。2 .曲轴的结构，(1)曲轴的类型分为整体式、组合式和分段式三种。1)整体曲轴是整个曲轴锻造或铸造成一个。结构简单、轻便、操作可靠的优点，广泛应用于中速度快的柴油机，逐步扩大到大型低速柴油机领域2)组合曲轴耦合曲轴傅应用于大型低速柴油机。采用组合式主要是为了制造方便，解决曲轴制造设备容量限制问题。曲轴的组合方法除了套筒和焊缝、曲轴套筒方法红套外，还可以分为冷套方法。3)分段曲轴首先分为两段制造，然后用法兰连接到整个曲轴。通常用于具有大量气缸的曲轴，例如MC系列柴油机9-12缸机器中使用的分段

15、曲轴。(2)曲轴的构成曲轴主要由多个单位曲柄、自由端和飞轮端及平衡块组成，如图所示。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，为了平衡曲柄不平衡旋转质量，产生惯性力，有些还在曲轴上安装平衡重量；为了减轻曲轴的重量并降低惯性力，曲柄销和主轴颈通常采用空心结构。连接到轴颈和曲柄臂的过渡圆角必须使用足够大的过渡圆弧，因为截面突然。为了润滑曲柄销轴承和活塞销，圆柱活塞柴油机的曲轴上有润滑油，并将传送到主轴承的油引导到曲柄销轴承。打开油孔时，曲轴的应力集中会增加，因此，为了最小化轴颈的弱化，可以适当选择油孔的位置。为了减少应力集中，油孔必须倒角和抛光。图2-33 S-MC-C柴油机曲轴

16、1-自由端；2-轴向减震活塞；三单元曲柄；4-推力环；5-电源输出端，(3)曲柄的排列曲轴的曲柄都以气缸编号数命名。气缸号码有两种方法，一种是从自由端开始，另一种是从动力端开始。我国和大多数国家使用自由团。曲柄的排列由气缸的点火间隔和点火顺序确定，气缸的点火间隔和点火顺序根据以下原则确定：1)柴油机的功率输出必须均匀。也就是说，点火间隔角度必须相同。这样，相邻两个气缸的曲柄角度为360/I(对于二冲程柴油机)，720/i(对于四冲程柴油机)。我是柴油机气缸数。2)要避免相邻的两缸连续发火。减少相邻两缸之间的主轴承负载。为此，最好在柴油机的头部和尾部两端交替发火。MAN B5曲柄销；6-油道；7

17、-第一端法兰，4，曲柄和连杆机构的缺陷和管理，1。十字头滑块和导板滑块与圆柱体中活塞的行为完全相同。但是，由于曲轴箱的温度低，并且提供足够的油，因此滑块和导板的工作条件比活塞和缸套好得多，滑块的单位面积的力(非压力)设计得更小。因此，一般来说，下切和导板的寿命长，故障少，但滑块上、下停止时速度为零，由于侧推方向转换和正、逆导板更换而产生的打击乐器，可能会出现一些故障。更多的故障是滑块上的白色合金部分磨损，疲劳破裂。白色合金部分磨损：由于导板或滑块安装不良、主轴承部分磨损、导板和滑块之间的间隙不足、润滑不充分等因素，主要是白色合金片：安装、润滑等因素，白色太金铸造不良、超载操作和导板滑块之间的过度间隙造成的。必须定期检查导轨和滑块之间的间隙大小、润滑状态和工作表面条件。操作中注意听曲轴箱的声音。发现异常后立即处理。，2 .连杆，十字头柴油机连杆由于主压力应力，柴油机速度低，连杆的重量和尺寸限制不像缸活塞柴油机连杆那么严格，因此连杆主体通常很少发生故障。但是轴承很容易产生各种故障和连杆螺栓。圆柱活塞柴油机连杆容易产生拉伸、压力交变压力、严格尺寸、高速度、轴承和连杆本体的疲劳裂纹和弯曲。3 .曲轴疲劳损伤，疲劳损伤：在交变载荷下，零件产生裂纹，逐渐