曲柄连杆机构

1、第三节 曲柄连杆机构,一、十字头和导板 二、连杆 三、曲轴 四、曲柄连杆机构的管理,一、十字头和导板,作用：,连接活塞组件和连杆组件 把活塞的气体力和惯性力传给连杆 承受侧推力并给活塞导向,类型：单导板式，双导板式，圆筒形导板,正车导板和倒车导板,RTA十字头和导板,单导板,MC/MCE十字头,十字头与导板的润滑,滑油由套管机构进入十字头 第一路去润滑导板与滑块； 第二路冷却活塞顶后流出活塞杆 第三路润滑连杆小端轴承和曲柄销轴承,二、连杆,连杆的工作条件和要求,作用：,传递力、连接曲轴与活塞或十字头,工作条件：,运动复杂 受力复杂：气体力、惯性力、有冲击性 轴承摩擦和磨损,要求： 耐疲劳、抗冲

2、击，有足够的强度和刚度 连杆长度应尽量短 连杆轴承工作可靠、寿命长 加工容易，拆装维修方便 材料： 中碳钢，优质碳钢或合金钢,2连杆的构造,）十字头式柴油机连杆 RTA型柴油机连杆的构造 柴油机连杆 ）筒形活塞式柴油机连杆 - Wrtsil 38 Wrtsil 20 V形机连杆,RTA型柴油机连杆 - 小端、大端和杆身组成 - 小端为薄壁轴瓦 - 大端直接浇铸厚壁轴瓦 - 杆身由锻钢制造 - 船用大端 - 有压缩比调整垫片,14,- 两端轴承座与杆身 一体制造 - 两端为薄壁轴瓦 - 车用大端,14,- 柴油机连杆,Wrtsil 38 杆身为合金钢锻制 圆截面 船用大端 小端为阶梯形,Wrts

3、il 20 杆身为合金钢锻制 工字形截面 斜切口,V形机连杆,十字头轴承工作分析和提高可靠性措施,十字头轴承的工作特点：,轴承的比压大 难以形成足够的润滑油膜 单向受力 受力不均,提高十字头轴承可靠性的措施：,采用薄壁轴瓦和更新轴承材料,9,10,降低轴承比压：限制爆压，加大轴颈， 采用全支承式轴承；,使轴承负荷分布均匀：弹性结构，刚性结构， 反变形法，增大承压面的贴合面积；,保证良好的润滑和冷却：保证油压， 合理开设油槽，使轴承有合适的间隙；,4. 连杆螺栓,工作条件 二冲程柴油机：只受到预紧力的作用（压） 四冲程柴油机：预紧力和惯性力的作用（拉压） 附加弯矩 材料：韧性好，强度高的优质碳钢

4、或合金钢 结构：柔性结构、采用精细加工螺纹； 断面变化处以及螺纹部采用大圆角过渡,必须严格按照说明书规定进行 安装预紧力的大小 预紧方法 预紧次序 对连杆螺栓的检查与换新等,安装：,三、曲轴,1曲轴的工作条件和要求,汇集各缸动力输出；带动附属设备。,受力复杂 应力集中严重 附加应力很大 轴颈磨损,曲轴作用：,工作条件：,对曲轴的要求：,疲劳强度高 足够的刚性 有足够的承压面积 轴颈有良好的耐磨性 曲柄的布置要合理,2曲轴的构造,曲轴的结构形式：,(1)整体式曲轴：锻造、铸造 (2)套合：红套、冷套 全套合式曲轴 半套合式曲轴 (3)焊接式曲轴 (4)分段式曲轴,曲柄的排列,气缸的排号： 由自由

5、端排起 由动力端排起 曲柄的排列原则 (1)柴油机的动力输出要均匀 二冲程柴油机为360/i， 四冲程柴油机为720/i (2)要避免相邻的两个缸连续发火 (3)要使柴油机有良好的平衡性 (4)要注意发火顺序对轴系扭转 振动的影响 (5)脉冲增压防止排气互相干扰,例：六缸二冲程机1-6-2-4-3-5,四冲程六缸1-5-3-6-2-4,V形机插入式发火,3.曲轴的疲劳损坏,疲劳损坏是机件在交变负荷作用下产生裂纹并逐渐扩展，随着裂纹的逐渐发展，截面逐渐减小，最后因截面尺寸不足而发生突然断裂,疲劳损坏的断面特征,渐断区的纹理： 波浪线状的；有螺旋线状的；两者兼备。,疲劳断面的三个区域 初始裂纹区、

6、渐断区、突断区,弯曲疲劳损坏和扭转疲劳损坏的原因,（1）弯曲疲劳损坏 轴承不均匀磨损引起；多发生长期使用后 (2)扭转疲劳损坏 过大的附加扭转应力引起；一般是出现在运转初期,疲劳损坏的部位 扭转疲劳裂纹发生在油孔或圆角处，向曲臂发展 弯曲疲劳裂纹首先产生在曲柄销圆角或主轴颈圆角处，向曲柄臂发展 曲轴材料的缺陷处 曲轴的弯曲疲劳损坏多于扭转疲劳破坏,四、曲柄连杆机构的故障及管理,十字头滑块和导板,滑块和导板寿命较长，故障较少（白合金偏磨，疲劳碎裂）,十字头销颈和曲轴轴颈,轴颈变粗糙（滑油中有硬质杂质、酸腐蚀、电火花放电在表面产生麻点） 偏磨（装配） 变成银白色（轴承烧熔） 红套滑移,连杆,十字头

7、式柴油机连杆 很少出现故障（轴承易故障） 筒形活塞式柴油机连杆疲劳裂纹和弯曲,1、故障,2. 管理注意事项,(1)轴承换新后要经过2 h磨合 (2)要定期进行曲轴箱检查 间隙大小 各种螺栓的固紧情况 油流情况 柴油机运行中要注意触摸曲轴箱的温度情况和倾听运转声音， 认真监视滑油压力和温度，定期化验滑油。,第四节 柴油机的主要固定件,一、工作条件和要求,二、 十字头式柴油机的机架、机座和贯穿螺栓,三、筒形活塞式柴油机的机体,四、主轴承,五、推力轴承,六、主要固定件的故障及其管理,一、工作条件和要求,作用：,构成柴油机的主体；安装运动部件的导承和支承；形成运动部件运行空间；布置水、油、气空间；安装

8、附属设备,工作条件：,承受气体力和惯性力；安装应力； 热应力；水、油、气的腐蚀,要求：,足够的刚度、足够的强度； 尺寸小、重量轻 便于内部运动机件的拆装和检修 各结合面、检修道门要密封性好,二、 十字头式柴油机的机架、机座和贯穿螺栓,贯穿螺栓 作用：把气缸体、机架和机 座连在一起 改善受力状况 准确计算受力 提高了柴油机整体的刚度,机架（L-MC）,机座（L-MC/MCE）,40,三、筒形活塞式柴油机的机体,四、主轴承,1) 主轴承的工作条件和要求,作用： 支承曲轴，保证曲轴的工作轴线；定位（发电柴油机） 工作条件: 轴承负荷较大；摩擦磨损；滑油腐蚀,要求: 有正确而且固定的位置；足够的刚度；有较高的承载能力和疲 劳强度；有足够的热强度和热硬度；有较好的抗腐蚀能力；有 减磨性和耐磨性；能均布滑油和散走摩擦热量,2) 主轴承的构造,五、推力轴承,作用：承受桨推力、轴向定位 推力轴承的构造 推力轴承的调整,33,1、主轴承常见损坏形式及原因,腐蚀 化学腐蚀、电化学腐蚀和火花腐蚀,六、主要固定件的故障及其管理,划伤 硬质外来物,擦伤 轴颈表面