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文档简介
2.7连杆2.7.1连杆的作用和工作条件2.7.2连杆的要求和材料2.7.3连杆和连杆轴承的结构特点2.7.4连杆螺栓的工作条件和要求2.8曲轴和主轴承2.8.1曲轴的作用和工作条件2.9曲柄连杆机构的故障和管理2.9.1连杆组的故障分析和处理2.9.2曲轴组的故障分析和处理2.9.3轴瓦的故障分析和处理第三节曲柄连杆机构曲柄连杆机构是柴油机的主要运动件,主要包括曲轴和连杆,对于十字头式柴油机还包括十字头组件.曲柄连杆机构作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的回转运动,并输出动力.一.十字头组件
1.十字头组件的作用及工作条件十字头组件是船用二冲程十字头式柴油机特有的部件。它的作用是:连接活塞和连杆、承受侧推力,并给活塞在气缸中的运动导向。十字头组包括:十字头本体,十字头滑块和十字头轴承(即连杆小端轴承)等。十字头销和曲轴平行布置,活塞通过活塞杆与十字头销连在一起,十字头销与连杆滑动连接、在十字头销的两端滑套着滑块,每个滑块都和设在机架上的导板5、6构成滑动工作副。导板5承受着正车膨胀行程(倒车压缩行程)的侧推力,称正车导板。导板6承受着倒车膨胀行程(正车压缩行程)的侧推力,称倒车导板。这种正、倒车导板分设在十字头左右两侧的结构形式称双导板式。若正、倒车导板处在十字头同一侧,则称单导板式。
对于双导板式的正倒车承压而相同,比较安全可靠。导板设在机架的横隔板上使连杆摆动平面宽敞,由机器的两侧进行检修工作比较方便,因此应用广泛。单导板式十字头导板结构简单,制造与安装容易,以前应用较多、现在已很少采用。还有一种称为圆筒形导板,其圆筒形滑块兼做扫气泵使用。此圆筒形导板仅为个别机型使用。十字头组的工作条件是比较苛刻的。十字头本体和轴承要承受周期性的气体爆发压力;十字头滑块则承受侧推力(大小和方向都周期地变化)的作用。与此同时,各零件的尺寸则由于结构上的原因往往受到限制,因此,受力比较严重。特别是十字头轴承,工作条件更为恶劣。由于连杆只作摆动,相对角速度也不大;轴承的宽度又比较小,所以轴承内不易形成良好的油膜。图2-36三种十字头滑块结构示意图图2-33十字头导板1-连杆小端轴承;2-十字头销;3-小导板;4-贯穿螺栓;5-正车导板;6-滑块;8-机架;9-导板固定螺钉;10-倒车导板;11-连杆小端轴瓦;12-活塞杆图2-35十字头与活塞杆连接方法和结构二、连杆
1.连杆的工作条件和要求连杆的功用是将作用在活塞上的气体压力和惯性力传给曲轴,并把活塞或十字头与曲轴连接起来,将活塞的往复运动变成曲轴的回转运动。连杆的运动复杂,连杆的小端随活塞作往复运动,大端随曲柄销作回转运动.连杆杆身在小端和大端运动的合成下,绕着往复运动的活塞销或十字头销摆动。杆身上任意一点的运动轨迹随其位置而异,都近似呈椭圆。
连杆不但运动复杂,而且受力也很复杂。连杆承受周期性变化的气体力和活塞、连杆惯性力的作用,并且气体力在燃烧时具有冲击性。在二冲程柴油机中,连杆始终是受压的,但压力的大小是周期性变化的。在四冲程柴油机中,连杆有时受拉,有时受压。连杆小、大端轴承还与活塞销或十字头销、曲柄销产生摩擦和磨损。在连杆摆动的平面内,受到连杆本身运动所产生的惯性力引起的交变弯曲力矩的作用。受压缩载荷时连杆会产生纵向弯曲。在连杆摆动平面内的弯曲比另一方向的弯曲要大些,由于连杆左右摆动角速度周期变化以及产生的摆动惯性力矩都增加连杆纵向弯曲的程度。对连杆的主要要求是:连杆应耐疲劳、抗冲击,具有足够的强度和刚度。连杆长度应尽虽短,以降低发动机的高度和总重量。要求连杆轴承工作可靠、寿命长.此外还要求连杆重量轻,加工容易,拆装维修方便。在十字头式柴油机中连杆多用中碳钢,筒形活塞式柴油机连杆采用优质碳钢或合金钢制造。采用正火或调质等热处理优质钢材模锻后加工制造.连杆由杆身.连杆大端.连杆小端组成.(连杆本体、连杆盖、连杆螺栓和大、小端轴承)1.连杆杆身
连杆杆身是大小端孔座之间的一段,大小端中心之间的距离即称连杆长度L.曲柄半径R与连杆长度L的比值R/L是设计柴油机的一个重要参数.如果连杆长度缩短,则活塞的侧推力就会增大;如果连杆长度增长,则柴油机的高度就要增加.在连杆的摆动平面内有惯性力及其所产生的附加弯矩作用,因而产生横向弯曲.同时,连杆在气体力的作用下受到很大的压力,当压力过大时,杆身就会失去稳定而发生弯曲,此时的连杆相当于一压杆.压杆的稳定性与两端支承情况有关,连杆在摆动平面内,连杆的大、小端为铰链支承,而在垂直平面(轴向平面)内,连杆相当于两端固定支承.连杆在摆动平面内的稳定性最差(在连杆摆动平面内的弯曲作用远比垂直平面的弯曲要大).连杆在连杆摆动平面内应有较大的抗弯刚度.按稳定相同的要求,在连杆摆动平面内杆身的截面惯性矩应为垂直平面内杆身的截面惯性矩的4倍,以提高其抗压稳定性.
连杆杆身截面形状如图。由自由锻造毛坯制成的圆柱形截面杆身,主要用于小批量生产的大中型柴油机中,具有质量大和材料利用不合理的缺点。矩形截面比上述者稍好。工字形截面在其摆动的平面内有较大的截面惯性矩,使其压杆的稳定性与其垂直平面相同,质量小,材料利用合理,通常采用模锻毛坯,适用于大批量生产的中、高速柴油机。
为使应力分布均匀,连杆杆身应当从小端到大端逐渐加粗,因为连杆所受的最大弯矩在大端附近.为了避免应力集中,杆身与大、小端的过渡处应当尽量平缓。连杆杆身中常钻有油孔,作为把润滑油从大端输送到小端、润滑连杆小端轴承和冷却活塞的通道。
2.连杆小端连杆小端是活塞销的轴承,小端孔内压入锡青铜衬套或浇有轴承合金的卷制衬套。
圆柱形连杆小端(图a)用于工字形杆身由模锻而成,球形连杆小端(图b)用于圆形杆身由自由锻造毛坯车削加工成型。由于四冲程柴油机的连杆小端上部要承受往复惯性力的拉伸作用,因此,有用偏心圆弧(图c)来增加顶部中央截面抗弯能力的结构。图d)和e)是采用锥形或阶梯形活塞销座时相适应的连杆小端结构形式,其连杆小端下部主要承压面被增大。在二冲程柴油机中,由于连杆所受气体压力与往复惯性力的合力的方向保持不变,轴承间隙没有更换方向的机会,因此,其连杆小端衬套内表面制有许多布油槽(图f),以保证轴承内有充裕的润滑油。
3.连杆大端
1)连杆大端的结构形式连杆大端是曲柄销的轴承,根据拆装条件,通常都是制成上、下两半的剖分式结构,用螺栓连接而成。连杆大端的结构形式有以下几种:(1)船用式连杆大端。连杆大端与杆身分开,用连杆螺栓紧固于连杆杆身下端凸缘上。这种结构可以通过改变杆身与大端之间的垫片厚度1调整连杆长度(大、小端中心距),调整压缩比,以保证各缸压缩比相同【或改变压缩比】。在大端轴承采用厚壁轴瓦或将轴承合金直接浇铸在大端孔内的情况下,大端轴承没有轴瓦,白合金直接浇铸在轴承盖和轴承座上,这种结构可以增大轴颈和有利于轴承散热。为了使白合金结合牢固,在浇铸白合金处都开有燕尾槽。大端轴承分界面间也装有垫片,调整垫片的厚度2,可在一定范围内调整垂直方向的轴承间隙。因其尺寸与重量大,多用于中、大型柴油机中。
船用式和平切口式连杆大端(2)平切口连杆大端(车用式大端)连杆大端分为两半,剖分面与连杆中心线垂直,上半部分与连杆杆身为一体。这种结构质量轻,加工方便,曲柄销直径与气缸直径之比在0.72以下。常用于中、小型柴油机中。筒状活塞式柴油机通常是将连杆与活塞预先组装后一起通过气缸装入柴油机内,因此,连杆大端的宽度就必须小于气缸直径。但是,随着柴油机强化程度的不断提高,为了保证曲轴的刚度、强度和连杆大端轴承承压面积足够,就必须增大曲柄销直径与缸径的尺寸比例,这又必然引起连杆大端宽度增大。在保证平切口连杆大端宽度小于气缸直径的前提下,用增加连杆螺栓数目,缩小螺栓直径来增大曲柄销直径的相对尺寸也是有限度的。图2-40连杆杆身截面形状(3)斜切口连杆大端【属车用式大端】,采用斜切口连杆大端即使将曲柄销直径增大到气缸直径的0.85倍,仍然可以保证活塞连杆组通过气缸进行装拆。切口平面与连杆轴线夹角——切口角为40。采用斜切口形式后,使曲轴轴颈增粗,刚性提高;大端轴承的承压面积增加,提高了轴承的上作能力,减少了连杆螺栓承受的惯性拉伸负荷采用斜切口时,连杆螺栓所受的拉伸力比平切口减少.但沿剖分面的切向力FCT却要使连杆螺栓受到剪切。为了使连杆螺栓不受剪切,连杆大端必须采用能够承受切向力的定位方式。在安装连杆时,要求斜切口有一定方向,当活塞位于上止点,切口应对着曲轴正转方向的前方,使上止点后的爆发压力能均匀分布在上轴瓦的中部.车用式柴油机连杆图2-42连杆小端的结构形式图a)为止口定位,简单但可靠性差;图b)为135等机采用的销套,钢质销套与连杆盖过盈配合,其结构简单,承受剪力有限;图c)为锯齿定位是目前应用最多的一种定位方式,它有较多的抗剪切断面,抗剪切能力强,其定位可靠,尺寸紧凑,但必须保证有足够高的齿形精度和贴合度。加工精度高,应用较为广泛;图d)为舌榫定位,舌榫具有较大的抗剪切能力,但它要求接合面有较高的贴合度。这种定位方式多用于中小型柴油机中。
斜切口连杆大端2.连杆的构造
1)十字头式柴油机连杆图示出RTA型柴油机连杆的构造。它由小端、杆身和大端三部分组成。小端为十字头端,是由装在杆身5上的一对轴承构成的。由于拆装的需要和易于加工,每个轴承均由轴承盖1、轴承座2、薄壁铀瓦3和螺栓4等组装而成。大端为曲柄销轴承,由轴承盖8、轴承座7、垫片6以及螺栓10等组装而成。各轴承盖与轴承座间以及轴承座与杆身间都由定位销定位。在大、小端轴承中,小端轴承座上设薄壁轴瓦以提高耐疲劳性能。大端轴承没有轴瓦,白合金直接浇铸在轴承盖和轴承座上,这种结构可以增大抽颈和有利于轴承散热。为了使白合金结合牢固,在浇铸白合金处都开有燕尾槽。大、小端的螺栓4和10都是紧配螺栓,以保证轴承盖、轴承座和杆身之间正确而紧固地配合。螺栓杆身上设有定位环带11,当用扳手拧紧螺帽时,这些环带可减少拧紧力对螺栓的弯曲作用。连杆螺栓为柔性螺栓,有较高疲劳强度,用专用液压工具上紧。安装液压拉伸器用的螺纹部分平时用外罩加以保护,外罩还用来防止螺母松动。
连杆杆身由锻钢制造,上、下两端为轴承的连接凸缘,中间为圆截面的杆。小端凸线做成半台结构,以提高刚度和减少变形。圆截面的杆容易锻造和机械加工。这种连杆杆身与连杆大端轴承座剖分式的大端结构称为船用大端。在剖分面处装有压缩比调整垫片6。由于制造误差和轴承铀颈的磨损等因素所引起的压缩比偏差,可以通过调节该垫片的厚度得到补偿。图示出L—MC/MCE柴油机的连杆立体分解图,连杆的杆身与连杆大、小端轴承座合为一体.整个连杆结构紧凑,长度很短,这对于现代超长行程柴油机减少整机高度是非常重要的。这种杆身与大端轴承座不分开的结构形式称为车用大端;这种形式的连杆小端刚性大,十字头销短而粗,采用全支承刚性十字头轴承.它的承载能力和工作可靠性都明显增加.
2)筒形活塞式柴油机连杆
(1)平切口式连杆
PC2-2型筒形活塞式柴油机连杆结构图。这种连杆的大端剖分面与连杆轴线垂直.称平切口式连杆。它由杆身2、大端轴承盖5、小端轴承衬套1、大端轴瓦5及连杆螺栓4等组成;由于筒形活塞式柴油机的连杆小端要与处在活塞内的活塞销相连,它的结构和尺寸要受到活塞的限制。为了简化结构,连杆小端和杆身锻在一起。连杆的顶部加厚,以提高抗弯能力,减少变形,保证润滑间隙,提高工作可靠性。在小端的孔中压人青铜衬套,活塞销就穿在该衬套内。连杆小端和大端与杆身连接处采用大圆弧过渡,一方而提高小端与大端的刚度,另一方面也减少了这些地方的应力集中。
连杆杆身的断面做成工字形可大大提高在连杆摆动平面内的抗弯强度。杆身内部钻有冷却油孔,用来由大端向小端引导滑油,以冷却活塞和润滑小端轴承。连杆大端为车用大端,车用大端在中、高速柴油机中得到广泛的应用。连杆大端轴瓦为薄壁三层金属式结构:在薄的钢背上浇以铜铅合金,再在表面上镀一层很簿的铅锡合金。润滑连杆大端的滑油来自曲轴中的钻孔.
(3)V型柴油机连杆
V型柴油机中两列气缸共用一根曲轴,每一曲轴柄销上安装两根连杆。V型柴油机的连杆有以下三种形式:
1)并列式连杆。V型柴油机的并列式连杆的结构与普通单列式柴油机的连杆基本相同。每一排气缸的两根相同的连杆,并列地安装在同一个曲柄销上。并列连杆最简单,两列气缸的连杆结构和工作情况相同,有利于制造和互换,维护管理方便,使用可靠,因此在V型机中得到了广泛应用。但是每排两只气缸的中心线必须前后错开,曲柄销的长度需要长一些,曲轴的刚性也将因此而降低一些,柴油机长度增加,而且连杆大端轴瓦载荷也最大。(2)主副连杆。为了缩短气缸间距和整机长度,减小柴油机重量和尺寸,增大曲轴刚性,把同一曲柄销上的两个气缸中心线布置在同一平面内,这种V型柴油机,可采用主副连杆。主连杆直接安装在曲柄销上,副连杆则利用连接销(称副连杆销)旁接于主连杆上。主、副连杆的结构完全不同,副连杆的下端中心线也不与曲柄销同心。主连杆5用四只螺栓4连接到大端轴承体3上。副连杆7用两只螺栓8与副连杆销9相连。套筒6和10分别为活塞销和副连杆销的轴承。由于连杆受到的压力大于拉力,所以小端轴承下部承压面造得比较大。大端轴瓦11为薄壁铅青铜轴瓦,工作面上镀有薄的磨合层。连杆大端轴承盖12由定位销2定位,通过四个螺栓1紧固到大端轴承体3上。轴承盖在结合面上与大端轴承体采用舌榫定位方式配合,以避免连杆螺栓受到剪切。这种连杆在拆检活塞时可以不拆大端轴承,或拆检大端轴承与副连杆销轴承时不拆活塞。主副连杆式连杆结构较复杂,制造困难,副连杆销的连接螺栓底部容易发生裂纹。主副连杆中的主连杆大端具有较大的刚度,其轴承的工作较可靠,但副连杆销的载荷较高;主副连杆两列气缸的活塞行程和运动规律也不相同
3)叉骑式连杆。中央连杆2的大端插在叉形连杆1的中央。由于叉形连杆结构较复杂,轴承润滑条件差,维护不便,因此应用很少。叉形连杆大端采用特殊的厚壁轴瓦3,内表面浇铸有铜铅合金,外表面中部镀铬硬化,充当中央连杆的“轴颈”,中央连杆大端内采用普通的薄壁轴瓦。过去也有在叉形连杆大端厚壁轴瓦的内、外表面都浇铸轴承合金,中央连杆大端内不再另装轴瓦。叉形连杆大端刚度较差,加工制造也比较麻烦。
叉骑式连杆
3)十字头轴承工作分析和提高可靠性措施柴油机故障统计表明,十字头轴承是柴油机各种轴承中发生故障最多的轴承。之所以易发生故障,是由于它们的工作条件比较差。随着柴油机增压度和最高爆发压力的不断增加,十字头轴承故障,成为船用低速柴油机可靠性的最薄弱环节。近年来结构、材料不断改善,再加上船员重视,可靠性有较大的提高。由于它的工作条件比较差.十字头轴承的工作特点:
1)润滑条件很差,难以形成良好的润滑油膜。(1)单向受力。十字头柴油机都是低速二冲程机,气体压力总是大于往复运动机件向上的惯性力,合力总是向下,十字头销始终压在轴承下瓦上,不利于滑油的供应,难以获得较厚的润滑油膜。同时,摩擦产生的热不易被滑油带走,油膜更薄了,摩擦面冷却较困难。(2)连杆小端轴承相对于十字头销的运动是摆动,摆动角速度时大时小且不断地改变方向,当曲柄销在左右水平位置时,摆动角速度为零。再加上十字头式柴油机都是低速机,连杆的摆动角速度很小。因此十字头轴承难以建立液体动力润滑,往往处于边界润滑状态。
2)轴承的负荷很重。(1)轴承的比压大。随着新型柴油机增压度和最高爆发压力的不断增加,气体压力越来越高,尽管十字头结构不断改进,比压仍然很大(2)十字头轴承承受着周期性变化的冲击性的气体力。新型柴油机最高爆发压力的不断增加,更具冲击性。(3)轴向受力不均。由于十字头和轴承承受很大的气体力,使十字头销和轴承变形,使轴承负荷沿销的轴线分布不均匀,局部比压更大了。一般在轴承内侧受力更大。
由于以上特点,使十字头轴承成为柴油机中工作条件最恶劣的轴承运转的薄弱环节。十字头组最常见的故障就是十字头轴承合金出现疲劳、脱壳、熔塌(铺铅)等事故。十字头组的工作可靠性主要取决于轴承的可靠性。十字头轴承的负荷较高又不易形成良好的油膜乃是产生故障的主要原因。另外,该轴承允许有细小裂纹存在,而不必急于换新.提高十字头轴承可靠性的措施:1)降低轴承比压。降低轴承比压的措施主要有:(1)【管理】对运行中的柴油机限制柴油机最高爆发压力使之不要过高。柴油机的最高爆发压力和柴油机的经济性密切相关,最高爆发压力低燃油耗油率就高,因此应将最高爆发压力调整在设计值。(2)增大承压面积
a)加大轴颈直径。将十字头销轴颈加大,同时轴承孔径也相应加大,轴承承压面积增加,因此比压下降。增大轴颈还可提高刚度,增加十字头销表面的线速度,有利于润滑油膜的形成。新型柴油机十字头销直径已增加到气缸直径的95%;b)采用全支承式轴承,见图在轴颈的全长上都设轴承承压面,扩大了承压面积。
c)【老式柴油机】【管理】增大承压面间的贴合面积。为了增大承压面间的贴合面积,可通过拂刮或精密加工方法【薄壁瓦不能用】,使轴承和销间的贴合包角在90°~130°之间,避免局部比压过高。(3)使轴承轴向负荷分布均匀。要避免局部比压过高现象。a)【老式柴油机】
由叉形结构改用弹性结构加台式结构,设法使十字头销和轴承在变形时保持良好的接触。将轴承座的支承偏置【自整位式轴承】,使轴承座的变形和十字头销的变形相协调,达到轴承轴向负荷均匀分布的目的;
b)【新型柴油机】采用刚性结构。将十字头销与轴承座的刚性提高,尽量减少它们工作时的变形,以达到轴向负荷均匀分布的目的。Sulzer柴油机杆身的小端仍采用台式结构,而将轴承的支承加强,十字头销向短而粗方向发展。c)【老式柴油机】【管理】采用反变形法。在拂刮十字头轴承时,在轴承座与连杆杆身凸缘结合面内侧加一定厚度的垫片,刮好轴承后将加的垫片去掉,使轴承内侧降低,当十字头销在受力发生塌腰变形时,销与轴承工作面内侧就不会发生过大的接触压力,避免了局部压力过高;
拆检后的十字头轴承必须经过跑合。
2)保证良好的润滑和冷却。(1)改变供油路线。现均已采用先直接把滑油送至十字头销和轴承,再由连杆杆身中的钻孔流到连杆大端润滑大端轴承。这比滑油由主轴承经曲轴中钻孔流到曲柄销轴承,再由连杆杆身中的钻孔流到十字头轴承的输送方式好。后者由于流动路线长和中间分流,使十字头轴承的滑油压力低,流量不足。(2)提高滑油供油压力。为了保证在十字头轴承中形成良好的油膜,往往采用提高十字头轴承的滑油供油压力的措施。【有些柴油机】在滑油系统中加设升压油泵。Sulzer的低速机,当采用薄壁锡铝合金轴瓦(从RND-M到当今的RTA)后,为了弥补它在嵌入性、顺应性等方面的欠缺,由增设的滑油升压泵,将送至十字头轴承的滑油压力大大提高,达到1.6MPa。图示为曾在MAN低速机十字头轴承采用的升压油泵,在MC机上可根据船东的要求加装。该升压油泵装在连杆上并利用连杆的摆动来带动油泵工作。加压后的滑油压力一般为1.6~2.3MPa。试验表明,提高滑油压力可使轴承在工作时的最大间隙增大近两倍,油隙的最低油压也显著提高。(3)【管理】合理开设油槽。轴承油槽的布置和形状,对于润滑油膜的形成和轴承承载能力有很大的影响。槽数太多,将使承压面减少太多,承载能力下降。槽数太少,则布油不均匀。轴向油槽不能开到边缘,以防滑油流失,难以建立油压。但也不能把滑油封闭在轴承中或使滑油从轴承中流出的数量不足。为此,某些【老式柴油机】轴承油槽的端部有小直径泄油槽保证良好冷却。在油槽的边缘应开有楔形斜面,以防锐利的棱边刮去滑动表面上的润滑油。为了获得最佳油膜厚度,楔形斜面必须具有适当的角度和长度;(4)【管理】保证合适的轴承间隙。间隙太大,油压不易建立,油膜不易形成。间隙大小,轴颈不易浮起,热量不易带走,轴承合金容易产生疲劳裂纹,甚至抱轴。因此,保证合适的轴承间隙很重要。
3)提高轴承合金的承载能力。(1)采用高锡铝合金。白合金疲劳强度低,而且随着温度升高,疲劳强度急剧下降。高锡铝合金能承受的轴承表面压力可高达白合金的2.6倍。但必须提高油压,加更细的精滤器。(2)采用薄壁轴瓦。在十字头轴承中愈来愈多地采用薄壁轴瓦。薄壁轴瓦是在钢背上浇铸一层较薄的白合金(或轧压粘结高锡铝合金)。如L-MC型机十字头轴承的白合金厚度为1.0mm~1.5mm,使白合金与钢背的贴合力强,疲劳强度高。另外,薄壁轴瓦加工精度高,不需拂刮,互换性好,拆装与更换方便。4)【管理】确保十字头销颈表面光滑程度。由于十字头轴承润滑条件差,油膜很薄,为了防止十字头销颈擦伤轴承,十字头销必须非常光滑。管理上要注意:定期检查滑油品质,防止腐蚀。长期停机时,每天开动润滑油泵,盘车半小时,使十字头销经常覆盖着一层油,并排除油槽中的凝水。备件存储时要仔细防锈。
2)轴瓦(1)厚壁轴瓦由低碳钢或青铜制成瓦背,在其内表面上浇轴承合金,轴瓦厚度t较厚,轴瓦厚度和轴承直径D的比值t/D在0.065以上,轴承合金层较厚,厚度常在0.75~2mm。由于瓦背厚度大、刚性好,轴瓦本身可以保证轴承孔的尺寸和几何精度,对大端孔的加工精度要求较低;轴瓦与轴颈的配合间隙须经常单件刮配保证,适用于小批量或单件生产,目前仅在个别大型低速柴油机的主轴承中应用。当轴瓦磨损使轴承间隙过大时,可以把装在轴承瓦口平面间的调隙垫片抽去一些,再刮配轴瓦达到合适的配合间隙。这种轴瓦的轴承合金都用质软的低疲劳强度的白合金,加上轴承合金层很厚,因而容易产生疲劳损坏。为了防止轴瓦在座孔内移动,可用销钉定位。
(2)薄壁轴瓦通常由浇铸或轧制轴承合金的钢带制成,其t/D在0.02~0.065之间。薄壁轴瓦的特点不仅其壁薄,而且其减磨合金层也很薄。即使是中速大功率柴油机的薄壁轴瓦,其减磨合金层厚度达到0.7~0.8毫米的已渐减少,目前趋于采用厚度只有0.2~0.4毫米的合金层厚度。因为这有利于提高轴瓦合金层的疲劳强度。】这种轴瓦薄且富有弹性,轴瓦的内孔圆度(在自由状态下)不予控制。轴瓦与轴颈以及大端孔的配合精度由轴颈和大端孔的加工精度以及轴瓦壁厚精度保证。因此,具有制造精度高,互换性好;合金层厚度薄,疲劳强度高,承载能力强,寿命长等优点。广泛应用于各种类型柴油机中,包括新型十字头式柴油机的连杆大端轴承。薄壁轴瓦常用定位唇(在尺寸较大的轴瓦中也有用定位销)定位,并且利用自由状态时瓦口的弹张量和轴瓦周长的过盈量(又称压瓦余高)在装配后使瓦背紧贴于座孔表面,以保证良好的导热性能和防止相对移动。装配时不允许刮削,也没有调整垫片。轴承副配合间隙磨损超差后只能用更换轴瓦的办法予以恢复。
4)连杆螺栓连杆螺栓是连接连杆大端和连杆盖的承载较高的重要连接螺栓。二冲程柴油机的连杆螺栓工作中只受到预紧力的作用,而四冲程柴油机的连杆螺栓除受到预紧力外,在换气上止点附近(排气行程后期和进气行程前期)还受到惯性力的拉伸作用,此外还受到大端变形所产生的附加弯矩作用。连杆螺栓要受到装配时预紧力的作用。预紧力应保证各剖分面之间紧密贴合,使它们在最大往复惯性力等的拉伸作用下也不致分离,因此,预紧力要远远超过最大往复惯性力。筒形活塞式柴油机的连杆螺栓由于受到曲柄销和大端外廓尺寸的限制,其直径较小。
连杆螺栓(特别是四冲程柴油机)处于交变的拉伸和弯曲载荷的作用下,工作条件是恶劣的,连杆螺栓一旦断裂损坏必将产生机毁的严重事故【“伸腿”】(柴油机连杆螺栓脱落或断裂引起连杆、活塞、气缸套和气缸盖甚至机体的破坏,俗称连杆伸腿)。因此,必须在材料选用、结构设计、加工工艺和装配质量以及维护管理等各个方面来保证连杆螺栓工作可靠性
连杆螺栓通常是采用优质合金钢材料,只是在低速柴油机中才用优质碳钢材料。连杆螺栓。在设计上(增加螺栓长度,减小照栓杆部白径以增加炽栓柔度)照用精细加工炽栓螺纹;在断面变化处以及螺纹部采用大圆角过渡,以减小应力集中;保证炽栓头与螺母支承平团与螺纹中心线垂直,以减小附加弯曲应力等,按连杆螺栓的安装方式不同可分为用螺帽连接的(图2—27)与不用螺帽连接(图2—30)两类。如在运转中连杆螺栓断裂,将发生机毁的重大事故,因此在安装中必须严格按照说明书规定进行。如安装颈紧力的大小、预紧方法、须紧次序等甚至对连杆螺栓的检查与换新等均需严格按规定进行。实践证明,正确的固紧与锁紧是避免发生断裂事故的有效措施c在设
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