船舶柴油机教案第二章

1、一连杆组件的故障和处理1 连杆小端轴承（头式轴承）授课日期班次110521110522110523授课节次学 时2教学设计（或学习情境）第九节曲柄连杆机构的故障与管理教学目标（能力、知识、素质）曲轴和主轴承的常见故障及处理教学方法课堂讲授、多演示、参考书及教具主推进动力装置- 中国海事服务中心船舶柴油机本次的重点与难点重点：曲轴的常见故障缺陷和处理难点：主轴承的常见故障缺陷教学过程（时间安排等）作业或 复习思考题题库课后小结（优缺点及改进意见）无论是筒形活塞式柴油机的连杆小端轴承还是头式柴油机的头轴承，其工作条件都非常苛刻。由于轴承负荷大，承压面积小，润滑条件差等原因，它们在运行中极易发生故障

2、。在管理中，要特别注意它们的润滑，确保油压，油量正常在检修时要仔细观察轴承和轴颈的表面状况和进行必要的测量，及时发现缺陷。常见措施： 提高2 连杆杆身头轴承的滑油压力； 首先将滑油引入头轴承减少压降。头式柴油机的连杆杆身一般很少出现故障；筒形活塞式柴油机的连杆杆身有时会产生裂纹和杆身弯曲等故障（三种变形）连杆螺栓柴油机运行中，若连杆螺栓断裂，不仅会造成柴油机严重损坏，而且会危及轮机人员的生命安全。因此必须确保连杆螺栓工作可靠。连杆螺栓损坏的常见原因予紧力过大或严重不均螺栓定位圆与孔间隙过大，使螺栓受剪切力作用。 C螺母或头部与支承面贴合不良，产生附加弯矩过大。D螺栓材质不合要求或表面受 E柴油

3、机发生过拉缸或咬缸事故。F连杆螺栓防松装置失效。迹较重使用中若连杆螺栓的伸长量超过规定值，或使用时间超过期限，均应换新二曲轴组件的故障与处理检查内容检查轴颈有无擦伤，腐蚀，机械损伤和过度磨损，测量轴颈的直径，计算圆度和圆柱度检查轴颈特别是圆角及油孔附近有无裂纹，若发现裂纹应根据钢质海船入级与建筑规范要求对裂纹进行处置。检查曲轴红套或压力配合处有无松弛或滑移现象。检查分段式曲轴的法兰连接及组合式曲柄臂与平衡重块的紧固是否可靠。磨损柴油机长期使用后，曲柄销，主轴颈和头销颈会产生磨损，出现圆度和圆柱度，它是衡量磨损的主要参数。圆度过大，将使轴颈与轴瓦配合间隙变化，破坏润滑油膜，降低轴承的承载能力；圆

4、柱度过大，使轴承负荷轴向分布不均，引起活塞运动装置的失中。曲轴的最大磨损是轴承对轴颈的熔着磨损。由于轴瓦装配错误或润滑油中断等原因，造成轴与轴承干摩擦，轴承工作温度过高使轴承合金熔融，黏着于轴颈又撕断，若不及时处理，不断加重，结果会导致曲轴被熔着，轴瓦抱死，停止转动。 （还与轴瓦材料，制造精度，滑油质量，轴颈表面状况等有关）二冲程柴油机及部分四冲程柴油机，曲柄销外侧的磨损大于内侧的磨损，这是因为高压气体力的作用大于惯性力，活塞连杆以受压为主，因此曲柄销磨损主要在外侧，而主轴颈是在远离曲柄销一侧磨损较大。中高速四冲程柴油机的磨损与上述情况刚好相反。3 疲劳损坏定义： 是曲轴在交变负荷作用下产生裂

5、纹并逐渐扩展，随着裂纹的逐渐发展，承载截面逐渐减小，最后因截面尺寸而发生突然断裂。形式：弯曲疲劳损坏扭转疲劳损坏（体现了疲劳损坏过程发展的三个阶段）疲劳损坏断面特点： 三个区域初始裂纹区：断面纹理的发源地渐断纹理区：是由两断裂面间的摩擦形成的，在这个区域中，因有污物存在断裂面颜色暗淡C突断区：因截面弯曲疲劳损坏，突然断裂，截面具有冲击折断的特点，晶粒粗糙明亮因为曲柄臂与曲柄销的过渡圆角处最为薄弱，所以弯曲疲劳损坏首先产生在曲柄销圆角处或主轴颈圆角处，然后向曲柄臂发展。这是因为对承受弯曲来说，曲柄臂比主轴颈和曲柄销弱。弯曲疲劳的断面是与轴线垂直的，裂纹线为波浪线。注意曲轴的弯曲疲劳破坏，通常是由

6、于轴颈不均匀磨损造成的主轴承不同轴度而引起的，特别是某个主轴承过低，当柴油机工作时，这段轴就会产生过大的变形和过大的交变弯曲应力。由于轴承的不均匀磨损要经过一定的运转时间才会发生。因此弯曲疲劳损坏很少发生在柴油机上。扭转疲劳损坏长期使用的曲轴在驱动力矩作用下产生交变的扭转应力；曲轴的扭转振动还会产生附加的交变扭转应力；它们会引起曲轴发生扭转疲劳损坏。扭转疲劳裂纹多从油孔开始，然后向与轴线成 45的方向发展。所以往往出现两条对称裂纹，起始于过渡圆角处的扭转疲劳裂纹，由于轴颈的抗扭截面模数比曲柄臂弱，因此裂纹多自圆角部位向轴颈发展，其断面形式与轴线成 45角。裂纹线附近为螺旋线。注意扭转疲劳损坏一

7、般是出现在柴油机的运转初期，但现在扭振的计算及测量技术比较成熟，只要扭振减振器不发生故障，不飞车，又不过于疏忽，通常不会出现扭转疲劳损坏。相反，弯曲应力复杂，难以精确计算，而且轴承磨损后会产生很大的附加弯曲应力。因此，曲轴的弯曲疲劳损坏多于扭转疲劳损坏。另外，曲轴材料的缺陷和腐蚀也是导致曲轴疲劳损坏的原因。例如：曲轴材料可能有缩孔，气孔，收缩裂纹，夹渣等缺陷，当这些缺陷处在应力集中部位时，性就更大了。若润滑油变质会使曲轴圆角处腐蚀，或由于滑油中进水及停机后轴颈表面的凝结水（在潮湿空气中易出现）使轴颈油孔或圆角处腐蚀，都有可能使曲轴产生腐蚀疲劳破坏。防止曲轴疲劳破坏的注意事项：A定期检查曲轴的轴

8、线状况，轴颈与下瓦的贴合情况。 B操车时快速通过临界转速区C定期检查保养扭振减振器，使其状态良好。D充分利用分油机分离滑油，确保油质良好，并定期化验。4 曲轴的红套滑移在组合式曲轴中，其套合处有时发生相对位置错动的现象称为将严重影响滑移曲柄以后各缸的定时，燃烧和功率。曲轴受到了很大的冲击性扭矩。例如：浆叶碰到冰块，礁石，浅滩及气定义：危害：原因：缸中产生水击；曲轴红套质量不佳，如过盈量太小，加热温度等。应急处理：若滑移量不大可重新调整定时后，降速维持运行。并尽快安排进厂修理5 曲轴的挠曲变形（添加内容）大中型柴油机的曲轴较细长，刚性较低。安装后，自重使主轴颈座贴于主轴承下瓦表面，当各道主轴承中

9、心高低不一时，安装后的中心线就不是一根平直线而是呈弯曲弧线，这样，曲轴回转一周中，两个曲柄臂之间的距离就会发生变化，随着曲轴的不断回转，两个曲柄臂就不断扩张，缩拢，产生挠曲变形。它是引起曲轴弯曲疲劳损坏的主要原因。臂距臂距差臂距差的测量根据臂距差判断轴线状况影响臂距差的三轴瓦的故障与处理轴瓦常见故障及损坏形式：1 拉毛与擦伤轴瓦表面出现沿旋转方向的沟槽和划痕。原因： 滑油中混管理中要提高滑油的滤入了硬质颗粒，或装配时清洁工作不良。清效果和装配时的清洁工作质量。措施：在2 磨料或熔着磨损在轴瓦主要承载区出现沿旋转方向的大面积细微擦痕和发亮的磨痕。原因： 滑油中含有细小的杂质；柴油机长时间过载；柴油机频繁的起动停车，使油膜厚度太薄。从而产生混合摩擦。（磨料磨损，熔着磨损）3 偏磨在轴瓦的中部，一侧或两侧边缘出现磨损痕迹。柱度不合乎要求，使局部负荷集中而导致混合摩擦。原因：轴颈圆度和圆措施：提高加工精度。4 咬黏烧熔-合金层熔化并沿圆周方向被拖动。 原因：轴承过载；润滑不良或断油；轴承间隙过小；瓦背与轴承座贴合不好，散热不良，从而导致轴承严重发热，使合金层熔化。措施：保证正确的轴承间隙；控制滑油工作温度，压力和流量正常； 保证瓦背与轴承座的良好贴合龟裂或疲劳剥落轴瓦表面出现细致裂纹和片状剥落。原因：