（实训项目五）柴油机气缸套内圆表面磨损的测量

1、实训项目五 柴油机气缸套内圆表面磨损的测量一、项目实训教学目标1、掌握气缸套磨损测量及圆柱度、圆度的计算；2、掌握气缸套磨损测量工量具的选取、使用；3、气缸套测量及实际操作。二、背景知识1、气缸套简称缸套，它镶在缸体的缸筒内，与活塞和缸盖共同组成燃烧室。气缸套的材料绝大多数采用耐磨合金铸铁和球墨铸铁，并对气缸套内表面进行多孔性镀铬、氮化、喷镀耐磨合金等工艺措施，以提高气缸套的耐磨性和抗腐蚀性。缸套分为干缸套和湿缸套两大类。背面不接触冷却水的气缸套叫干缸套，背面和冷却水接触的气缸套是湿缸套。气缸套是船舶柴油机的重要零件之一，其内壁工作条件十分恶劣，很容易发生磨损，其中活塞环与气缸套是柴油机磨擦磨

2、损最为剧烈的一对磨擦副，其磨损情况将直接影响气缸套与活塞环之间的密封性能，对柴油机的启动、功率损耗、燃油和润滑油的消耗、使用寿命以及排放等都有着重大的影响。2、气缸套的磨损是一个非常复杂的过程，其原因既有物理方面的因素，也有化学方面的因素。根据磨损机理的不同，可将气缸套的磨损分为粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、撞击磨损及复合磨损等。3、气缸套的正常磨损规律。气缸套的正常磨损规律为： 在气缸套的纵截面呈锥形，上部磨损比下部大，且最大磨损位置在活塞处于上止点时，第一道气环附近，气缸轴向磨损呈上大下小的锥形，但气缸上口因与活塞环无摩擦而形成明显台肩，手感明显，而沿气缸套向下磨损逐渐变小。这是因为上部接

3、近燃烧室，温度较高，活塞运动速度又低，油膜不易形成和保存，以及存在着腐蚀磨损等造成。 二冲程柴油机气口部位的磨损也是比较大的，其原因是该处的几何形状复杂，壁厚不均，热变形大，气口处又受进、排气（指弯流扫气）的冲刷作用，油膜容易破坏，而且在此处堆积杂质，所以容易造成磨损。 在气缸套横截面上的磨损呈不规则椭圆形，而且椭圆的长轴在垂直于曲轴中心线的方向（左右方向）上，即横截面的磨损量左右方向大于首尾方向。这是由于侧推力的作用（指筒状活塞），同时活塞往复运动的转向点也在左右方向，这都是造成磨损量大的原因。故一般十字头柴油机横截面的磨损的长轴也是在左右方向。若磨损量的椭圆长轴不在左右方向，就要进行具体分

4、析，最大的可能是气缸、导板和曲柄三者的中心线没有调整好而造成的。如图10所示。正常磨损的参数： 圆度误差、圆柱度误差、内径增量（缸径最大增量）小于说明书或有关标准的规定值； 缸套磨损率：铸铁缸套0.1mm/kh，镀铬缸套在0.01mm/kh0.03mm/kh之间。4、气缸套磨损的检测。 轮机员在定期检修工作中，要测量缸套，以便了解磨损情况，掌握磨损规律，对缸套的技术状态做到心中有数。采用内径千分尺或内径百分表测量缸套内径。测量是在缸套内确定的部位上进行同一截面内首尾方向（y-y）和左右舷方向（x-x）的缸径测量。缸径测量部位，对中小型柴油机来讲，通常在以下四个位置进行：（1）当活塞在上止点时第

5、一道活塞环对应的气缸套位置；（2）第一道活塞环在行程中点时所对应的气缸套位置；（3）最后一道刮油环在行程中点时所对应的气缸套位置；（4）当活塞在下止点时最后一道刮油环所对应的气缸套位置。（a） 纵截面磨损规律（b） 横截面磨损规律图10气缸套磨损规律对于大型低速二冲程柴油机气缸套，因为行程较长和有气口，所以除上述四点测量位置外，应根据相邻两个测量点间的距离大小，适当增加测量点，并在气口上下方增加两个测量点。为了使每次测量都在确定的位置上进行，以保证测量的准确性和便于各次测量数据的较，采用样板来定位。三、工具的正确使用1、量缸表的使用图11 量缸表组件量缸表也叫内径量表，是利用百分表制成的测量仪

6、器，常用用于测量孔径的比较性测量工具。在柴油机维修中，量缸表通常用于测量气缸的磨耗量及内径。如下图11所示。图11 量缸表组件1） 测量前的准备测量前，需先进行内径量表的装配和调零。内径量表的结构如图12所示。量缸表主要包括百分表、表杆、替换杆件和替换杆件紧固螺钉等。调整方法如下：（1）按所要测量的缸径选用合适的可换量头，选择可换量头的方法是使要测的缸径值在活动量头与可换量头两端距离的量程内。将可换量头外螺纹端装入滚花螺母后拧入三通管的螺孔中，旋动可换量头，调节到量头间距比缸径公称值大12mm为宜，拧紧滚花螺母紧固可换量头。（2）将百分表装到表杆上，使百分表指针有0.5mm左右的读数，将固定百

7、分表壳的紧固螺栓适当拧紧。（3）调整好外径千分尺。擦净外径千分尺的两侧两面。使用随组件提供的校准棒检验外径千分尺微分筒“0”刻度线是否与固定套筒上的水平线重合，同时微分筒边缘应与固定套筒上的“0”线的右边缘恰好相切。如果“0”位校准不对，要重新调整。调整方法是：先松开固定套筒上的顶丝，用随外径千分尺带来的专用小扳手插入固定套筒“0”线背面的小孔，扳动固定套筒，使固定套筒水平线和微分筒水平线对到合乎要求，然后紧固顶丝。将外径千分尺两测量面距离调至缸径的公称尺寸，锁住微分筒保持此距离。图12 量缸表结构图1-三通管；2-活动量杆；3-固定量杆；4-表管；5-插口；6-活动杆；7-杠杆；8-活动套；

8、9-弹簧；10-百分表；11、12-锁紧螺母图13 内径量表读数法（4）用内径测量表测量调好缸径值的外径千分尺，转动百分表面使大指针对“0”，记下百分表小指针的读数（再复查一次可换量头是否紧固）。四、实训操作流程及操作方法1、测量步骤（1）将外径千分尺调至所测缸径尺寸，并将千分尺固定在专用固定夹上，对量缸表进行校零。（2）用右手握住内径量表表杆（握住表杆上胶木部位），左手两指使表的定心架压在缸套壁面，使可换量头进入缸内。（3）将定心架放在要测量的部位，右手握住表杆前后稍微摆动。这样，可换量头沿缸套母线略作上下移动，如图13所示。观察表杆摆动时表面大指针的偏转，应使表杆向表针转动的减值（所量值减

9、小）方向摆动。到表针刚要反转时，表杆立即停止摆动，这时百分表得读数为内径的相应尺寸。记下百分表上的读数，与气缸直径的规定数值或上次测量数值进行比较，可得到该测量部位的实际尺寸或相对磨损量。根据同一缸套不同部位得测量结果，可计算缸套的圆柱度和圆度。（4）测量值读数要根据大指针要离开“0”位的格数和指针偏转方向来决定。百分表大指针每偏转1格为0.01mm，偏转的正负可在测量前用手按动量头观察大指针的转动方向来确定：用手按动量头，若大指针顺时针偏转，则当表杆在缸内摆动时，指针按反时针方向偏转，距“0”的偏转格数为缸径比公称值的增大量，即实际测量尺寸的正偏差。反之，指针按顺时针方向偏转，距“0”的偏转

10、格数为缸径比公称值的减小量，为负偏差。（5） 也可使装配好的内径量表进入缸套上部（活塞上止点以上未磨损过的部位）调“0”作为该缸磨损量测量依据。将缸套上部未磨损部位去除积炭，擦拭干净。内径量表在该部位上述测量缸套方法一样略作摆动，当大指针向减值方向偏转至刚要反转时，停止摆动。将表面转动，使表针对“0”。在将可换量头固紧后（以用它作为比较标准）去测量规定部位的尺寸，可读得相对磨损量。2、缸套内径圆度、圆柱度的计算（1）圆度：同一测量环带上x-x和y-y方向上两相互垂直直径上的半径差，取三个环带中最大的差值为最大圆度。（2）圆柱度：沿x-x或y-y方向不同环带上最大与最小直径上的半径差的差值，取其

11、中的最大差值为最大圆柱度。测量结果记录入表1。 表 1气缸套测量记录表船名柴油机气缸套测量记录表测量人第页共页机名记录人日期缸套编号截面方向12345678首尾左右首尾左右首尾左右首尾左右首尾左右首尾左右首尾左右首尾左右IIIIIIIV最大圆度最大圆柱度直径最大增量五、实训操作注意事项1、测量时应注意以下几点：（1）测量时，必须使量缸表与气缸的轴线保持垂直，应前后摆动量缸表，指针指示到最小数字时，即表示量杆与气缸轴线垂直，此读数为标准读数，当大指针顺时针方向离开“0”位。表示气缸直径小于标准尺寸的缸径。若逆时针方向离开“0”位。表示气缸直径大于标准尺寸的缸径；（2）不许用百分表、内径量表、千分

12、尺测量粗糙表面或有明显凹凸不平的表面或毛坯件。不许将零件强行推入百分表触针的下端，也不能用百分表受剧烈振动或撞击，以免造成损坏；（3）使用内径量表或千分尺的过程中，要严防水、油和灰尘渗入表内，测量杆上也不要加油，免得粘有灰尘、杂物和油污进入表内，影响表的灵性；（4）在观察表的读数时，视线应与表盘相垂直。因为指针与表盘之间有一段距离，视线歪斜时，会造成读数误差。（5）内径表使用完毕后，应从表杆上卸下百分表、可换量头、螺母等，擦干净后置于盒内妥善保存，防止随意碰撞而损坏。六、评估考核标准（1）评估要素：气缸套磨损测量 ；气缸套磨损圆度、圆柱度计算 ；（2）评估标准：操作过程准确，熟练（30分）；操

13、作过程准确，比较熟练（24分）；操作过程准确，熟练程度一般，能完成操作（18分）；操作过程较差，只能完成部分操作（12分）；操作过程差，无法完成（06分）。七、实训总结与技能提升1、气缸套磨损的修复气缸套内孔磨损极限如下表所示。气缸套出现磨台时，应小心地手工修锉研磨或用风砂轮磨削，使之消除。气缸套磨损超过规范或说明书要求时，可采用以下方式修复：（1）镗缸 镗缸可恢复气缸表面形状，消除一些表面划痕或擦伤等。镗缸后，缸径增大，为了保证活塞组件之间的配合间隙，必须更换活塞与活塞环。（2）镀鉻 先用镗缸的方法消除缸套内表面的磨台，恢复气缸表面形状，然后用镀鉻或镀铁-镀鉻的方法恢复缸套原有的尺寸。鉻层厚

14、度一般在0.5mm以下，铁层厚度可达23mm。2、气缸套裂纹的修复气缸套裂纹可用目测法、粉剂显痕法或试压试验法检查。气缸套裂纹损坏虽较磨损损坏为少，但其仍是大缸强载的中、低速柴油机气缸套常见的一种损坏形式。产生裂纹的部位与结构、材质、毛坯缺陷及管理水平等有关。一般来说，裂纹总是发生在结构设计不合理，强度较差和应有力集中的部位。表2气缸内孔磨损极限（mm）气缸直径750r/min筒形活塞式柴油机500750r/min筒形活塞式柴油机150500r/min筒形活塞式柴油机十字头柴油机圆度气缸直径最大增量圆度气缸直径最大增量圆度气缸直径最大增量圆度气缸直径最大增量1001001501502002002502503003003503504004004504505005005505506006006506507007007507508000.050.0750.100.1250.15