曲柄連桿機構(gòu)案例PPT課件

1、一、十字頭一、十字頭(crosshead)(crosshead)組件組件1.1.作用：作用：連接活塞與連桿連接活塞與連桿傳遞氣體力與慣性力傳遞氣體力與慣性力承受側(cè)推力承受側(cè)推力導(dǎo)向?qū)?.2.結(jié)構(gòu)：見圖結(jié)構(gòu)：見圖十字頭本體、十字頭軸承十字頭本體、十字頭軸承( (連桿小端軸承連桿小端軸承) )十字頭銷、十字頭滑塊、導(dǎo)板十字頭銷、十字頭滑塊、導(dǎo)板第1頁/共72頁3.3.十字頭組件的工作條件：十字頭組件的工作條件：十字頭本體和軸承要承受周期性的氣體爆發(fā)壓力；十字頭滑塊要承受側(cè)椎力的作用。十字頭本體和軸承要承受周期性的氣體爆發(fā)壓力；十字頭滑塊要承受側(cè)椎力的作用。特別是十字頭軸承由于單向受力及連桿只作擺

2、動，不易形成良好的潤滑，工作特別是十字頭軸承由于單向受力及連桿只作擺動，不易形成良好的潤滑，工作條件更為惡劣。條件更為惡劣。4.4.十字頭的結(jié)構(gòu)十字頭的結(jié)構(gòu)單滑塊結(jié)構(gòu)、圓筒形滑塊結(jié)構(gòu)和雙滑塊結(jié)構(gòu)。單滑塊結(jié)構(gòu)、圓筒形滑塊結(jié)構(gòu)和雙滑塊結(jié)構(gòu)。第2頁/共72頁5.5.十字頭與活塞桿的連接方式十字頭與活塞桿的連接方式兩種：一種是活塞桿穿過十字頭上的孔用螺帽固定，另一種利用活塞桿下部兩種：一種是活塞桿穿過十字頭上的孔用螺帽固定，另一種利用活塞桿下部凸緣和螺栓與十字頭連接。第一種形式由于活塞桿穿過十字頭，連桿小端凸緣和螺栓與十字頭連接。第一種形式由于活塞桿穿過十字頭，連桿小端采用分岔形式，使十字頭軸承工作可

3、靠性降低，現(xiàn)在已基本不用。而第二采用分岔形式，使十字頭軸承工作可靠性降低，現(xiàn)在已基本不用。而第二種形式由于連桿小端采用全支撐式結(jié)構(gòu)，擴大了軸承的承載面積，改善了種形式由于連桿小端采用全支撐式結(jié)構(gòu)，擴大了軸承的承載面積，改善了軸承的受力狀況，使十字頭軸承的工作可靠性大大提高軸承的受力狀況，使十字頭軸承的工作可靠性大大提高。第3頁/共72頁第4頁/共72頁123456圖圖2-24 2-24 十字十字頭的構(gòu)造頭的構(gòu)造1-1-活塞桿；活塞桿；2-2-連桿小端軸連桿小端軸承蓋；承蓋；3-3-十字頭銷；十字頭銷；4-4-滑塊；滑塊；5-5-連桿小端軸連桿小端軸承座；承座；6-6-連桿桿身連桿桿身 第5頁/

4、共72頁（2 2）L-MC/MCEL-MC/MCE機型機型導(dǎo)板與橫隔板制為一體，提高剛度（導(dǎo)板與橫隔板制為一體，提高剛度（RTARTA機上使用螺栓機上使用螺栓boltbolt把在一起）。把在一起）。向十字頭輸送滑油的是十字頭銷上托架帶動的套管，而非鉸鏈。向十字頭輸送滑油的是十字頭銷上托架帶動的套管，而非鉸鏈?；钊麠U使用小螺栓把在活塞銷上，而非貫穿孔?；钊麠U使用小螺栓把在活塞銷上，而非貫穿孔。滑塊上有導(dǎo)軌，而非小導(dǎo)板?；瑝K上有導(dǎo)軌，而非小導(dǎo)板。滑油進入十字頭后，分三路：滑油進入十字頭后，分三路：第6頁/共72頁 一路去一路去導(dǎo)板與滑塊導(dǎo)板與滑塊。 一路去活塞孔上行一路去活塞孔上行冷卻活塞頂冷卻活

5、塞頂再從活塞桿流出（環(huán)行通道）。再從活塞桿流出（環(huán)行通道）。 一路一路潤滑連桿小端軸承后潤滑連桿小端軸承后，從連桿內(nèi)下行，從連桿內(nèi)下行潤滑曲柄銷軸承潤滑曲柄銷軸承。 他們均他們均流回曲柄箱流回曲柄箱。第7頁/共72頁第8頁/共72頁第9頁/共72頁3 3）十字頭軸承工作分析和提高可靠性措施）十字頭軸承工作分析和提高可靠性措施工作特點：工作特點：軸承比壓大，力大，尺寸受限。軸承比壓大，力大，尺寸受限。難以形成足夠的潤滑油膜。擺動角速度時大時小，且不斷改變方向，使之處難以形成足夠的潤滑油膜。擺動角速度時大時小，且不斷改變方向，使之處于邊界潤滑狀態(tài)。于邊界潤滑狀態(tài)。單向受力。二沖程機十字頭銷始終壓在

6、軸承下瓦上。單向受力。二沖程機十字頭銷始終壓在軸承下瓦上。受力不均。部件變形、局部受力嚴重，一般內(nèi)側(cè)受力較大，易發(fā)生故障。受力不均。部件變形、局部受力嚴重，一般內(nèi)側(cè)受力較大，易發(fā)生故障。第10頁/共72頁提高可靠性措施：提高可靠性措施：（1 1）降低軸承比壓）降低軸承比壓限制限制p pz.z.加大軸頸直徑，比壓下降剛度提高，利于潤加大軸頸直徑，比壓下降剛度提高，利于潤滑油膜形成。滑油膜形成。采用全支承軸承。在軸頸全長上都設(shè)軸承承采用全支承軸承。在軸頸全長上都設(shè)軸承承壓面，擴大承壓面積。壓面，擴大承壓面積。（2 2）使軸承負荷分布均勻）使軸承負荷分布均勻采用彈性結(jié)構(gòu)。采用彈性結(jié)構(gòu)。 采用剛性結(jié)構(gòu)

7、。采用剛性結(jié)構(gòu)。 反變反變形法。形法。 增大軸承面的貼合面積。對于分岔增大軸承面的貼合面積。對于分岔式軸承式軸承第11頁/共72頁（3 3）保證良好的潤滑和冷卻）保證良好的潤滑和冷卻保證油壓。鉸鏈機構(gòu)或套管機構(gòu)，專設(shè)滑油保證油壓。鉸鏈機構(gòu)或套管機構(gòu)，專設(shè)滑油升壓泵（對薄壁鋁錫合金軸瓦）。升壓泵（對薄壁鋁錫合金軸瓦）。RTARTA十字頭軸承滑油壓力十字頭軸承滑油壓力1.01.01.2Mp1.2Mpa.a.合理開設(shè)布油槽和輸油槽。槽太多，承壓面合理開設(shè)布油槽和輸油槽。槽太多，承壓面削弱；槽太少，布油不均勻。軸向橫槽不能削弱；槽太少，布油不均勻。軸向橫槽不能開到邊緣，但也不能封閉滑油。開到邊緣，但也

8、不能封閉滑油。在軸承油槽端部開設(shè)小泄油槽保證冷卻；油槽在軸承油槽端部開設(shè)小泄油槽保證冷卻；油槽邊緣楔形斜面，且有適當角度和長度（防刮邊緣楔形斜面，且有適當角度和長度（防刮油及油膜厚度）。油及油膜厚度）。合適的軸承間隙。間隙太大油壓不易建立；合適的軸承間隙。間隙太大油壓不易建立；間隙太小易抱軸。間隙太小易抱軸。第12頁/共72頁（4 4）采用薄壁軸瓦。在鋼背上澆注白合金（高鋁錫合金）。如）采用薄壁軸瓦。在鋼背上澆注白合金（高鋁錫合金）。如LMC/MCELMC/MCE合金合金厚度厚度1.0-1.5mm.1.0-1.5mm.軸瓦加工精度高，不需拂刮，互換性好、拆裝方便。軸瓦加工精度高，不需拂刮，互換

9、性好、拆裝方便。（5 5）提高十字頭銷頸表面光滑程度。）提高十字頭銷頸表面光滑程度。第13頁/共72頁二、連桿二、連桿connecting rodconnecting rod1.1.連桿的工作條件和要求連桿的工作條件和要求作用：傳遞氣體力和慣性力；連接活塞（十字頭）作用：傳遞氣體力和慣性力；連接活塞（十字頭）與曲軸；轉(zhuǎn)變運動（往復(fù)與曲軸；轉(zhuǎn)變運動（往復(fù)回轉(zhuǎn)）。回轉(zhuǎn)）。受力：氣體力（具有沖擊性）；慣性力；與受力：氣體力（具有沖擊性）；慣性力；與piston piston pin/crosshead pin/crank pinpin/crosshead pin/crank pin產(chǎn)生摩擦。產(chǎn)生摩擦

10、。要求：要求：耐疲勞、抗沖擊，具有足夠剛度和強度；耐疲勞、抗沖擊，具有足夠剛度和強度；長度短、重量輕，加工容易，拆裝方便；連桿軸承工長度短、重量輕，加工容易，拆裝方便；連桿軸承工作可靠，壽命長。作可靠，壽命長。選材：十字頭機多用中碳鋼，筒形機采用優(yōu)質(zhì)碳鋼選材：十字頭機多用中碳鋼，筒形機采用優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼?；蚝辖痄?。二沖程機中，連桿始終受壓（大小方向周期變化）；二沖程機中，連桿始終受壓（大小方向周期變化）；四沖程機中，連桿有時受壓，有時受拉。四沖程機中，連桿有時受壓，有時受拉。第14頁/共72頁為一臺二沖程柴油機的氣體力為一臺二沖程柴油機的氣體力FgFg、往、往復(fù)慣性力復(fù)慣性力FjFj以及其合

11、力以及其合力F F隨曲軸轉(zhuǎn)隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化曲線。從中可以看出：活角的變化曲線。從中可以看出：活塞在上止點（曲軸轉(zhuǎn)角為塞在上止點（曲軸轉(zhuǎn)角為0 0）附）附近時，由于慣性力的方向和氣體力近時，由于慣性力的方向和氣體力方向相反，合力小于氣體力，但仍方向相反，合力小于氣體力，但仍是正值，即力的方向向下，使連桿是正值，即力的方向向下，使連桿受壓；活塞在下止點受壓；活塞在下止點( (曲軸轉(zhuǎn)角為曲軸轉(zhuǎn)角為180 180 ) )附近時，因為慣性力具有附近時，因為慣性力具有正值且較大，盡管氣體力較小，其正值且較大，盡管氣體力較小，其合力仍比較大，使連桿受壓。當活合力仍比較大，使連桿受壓。當活塞在曲軸轉(zhuǎn)角塞在曲軸

12、轉(zhuǎn)角300300附近時，由于慣附近時，由于慣性力具有負值且大于氣體力，使合性力具有負值且大于氣體力，使合力出現(xiàn)負值，即力的方向向上，使力出現(xiàn)負值，即力的方向向上，使連桿受到拉伸，但拉力較小。在低連桿受到拉伸，但拉力較小。在低逮、增壓柴油機中，由于慣性力較逮、增壓柴油機中，由于慣性力較小而氣體力較大，一般合力都是正小而氣體力較大，一般合力都是正值，使連桿始終受到壓力的作用。值，使連桿始終受到壓力的作用。對于四沖程中、高速柴油機，在換對于四沖程中、高速柴油機，在換氣上止點附近，由于氣體力較小而氣上止點附近，由于氣體力較小而慣性力較大，一般合力都是負值，慣性力較大，一般合力都是負值，使連桿受到拉伸的

13、作用。使連桿受到拉伸的作用。第15頁/共72頁2.2.連桿的構(gòu)造連桿的構(gòu)造1 1）十字頭式連桿（）十字頭式連桿（RTARTA型）型）小端小端：十字頭端。由軸承蓋、軸承座、：十字頭端。由軸承蓋、軸承座、薄壁軸瓦薄壁軸瓦和和螺栓組成。薄壁軸瓦提高耐磨性。螺栓組成。薄壁軸瓦提高耐磨性。桿身：由鍛鋼制造。桿身與大端剖分（稱桿身：由鍛鋼制造。桿身與大端剖分（稱船用大船用大端端），剖分面上裝有壓縮比調(diào)整墊片。），剖分面上裝有壓縮比調(diào)整墊片。大端大端: :曲柄銷軸承曲柄銷軸承. .由軸承蓋、軸承座、墊片及螺栓由軸承蓋、軸承座、墊片及螺栓桿組成。桿組成。沒有軸瓦沒有軸瓦，白合金直接澆鑄白合金直接澆鑄在軸承蓋及

14、座在軸承蓋及座上（可增大軸頸，利于散熱），在澆鑄白合金處開上（可增大軸頸，利于散熱），在澆鑄白合金處開有燕尾槽（使其結(jié)合牢固）。有燕尾槽（使其結(jié)合牢固）。螺栓：桿身上設(shè)定位環(huán)（減少擰緊力對螺栓的彎曲作螺栓：桿身上設(shè)定位環(huán)（減少擰緊力對螺栓的彎曲作用）；為柔性螺栓（耐疲勞）；用專用工具（液壓用）；為柔性螺栓（耐疲勞）；用專用工具（液壓拉伸器）安裝；拉伸器）安裝；外螺紋用外罩保護（安裝工具并防松）。外螺紋用外罩保護（安裝工具并防松）。第16頁/共72頁圖圖2-27 RTA-T-B2-27 RTA-T-B型柴油機連桿的型柴油機連桿的構(gòu)造構(gòu)造1 1、6-6-連桿螺栓螺連桿螺栓螺母母; ;2 2、7-7

15、-連桿螺栓連桿螺栓; ;3-3-小端軸承蓋小端軸承蓋; ;4 4、8-8-薄壁軸瓦；薄壁軸瓦；5-5-連桿桿身連桿桿身; ;9-9-大端軸承蓋大端軸承蓋 第17頁/共72頁第18頁/共72頁L-MC/MCEL-MC/MCE型型特點：特點：桿身與大小端合為一體。桿身與大小端合為一體。桿身與大端不分開，稱桿身與大端不分開，稱車用大端車用大端。連桿小端剛性大，十字頭銷端短而粗，采用全支撐（稱剛性十字頭軸承），連桿小端剛性大，十字頭銷端短而粗，采用全支撐（稱剛性十字頭軸承），承載能力和可靠性增加。承載能力和可靠性增加。第19頁/共72頁第20頁/共72頁2 2）筒形活塞式連桿）筒形活塞式連桿（1 1）

16、平切口式連桿：大端剖分面與連桿軸線垂直。）平切口式連桿：大端剖分面與連桿軸線垂直。 由桿身、大端軸承蓋、小端軸承襯套、由桿身、大端軸承蓋、小端軸承襯套、大端軸瓦大端軸瓦、連桿螺栓組成。、連桿螺栓組成。 小端一般與桿身鍛在一起。頂部加厚，提高抗彎能力，減小變形。保證潤滑小端一般與桿身鍛在一起。頂部加厚，提高抗彎能力，減小變形。保證潤滑間隙，提高工作可靠性。小端孔中壓入青銅襯套。間隙，提高工作可靠性。小端孔中壓入青銅襯套。第21頁/共72頁 小大端與桿身連接處采用大圓弧過度，提高剛性減小應(yīng)力集中。小大端與桿身連接處采用大圓弧過度，提高剛性減小應(yīng)力集中。 桿身斷面成工字型，提高在擺動平面內(nèi)的抗彎強度

17、。桿身斷面成工字型，提高在擺動平面內(nèi)的抗彎強度。 桿身內(nèi)鉆孔油冷（曲軸鉆孔桿身內(nèi)鉆孔油冷（曲軸鉆孔大端大端小端）冷卻小端軸承和活塞。小端）冷卻小端軸承和活塞。 車用大端車用大端（在中高速機中廣泛應(yīng)用）的（在中高速機中廣泛應(yīng)用）的軸瓦為薄壁瓦軸瓦為薄壁瓦，分三層：剛背上澆銅，分三層：剛背上澆銅鉛合金，再鍍薄鉛錫合金。鉛合金，再鍍薄鉛錫合金。第22頁/共72頁第23頁/共72頁（2 2）斜切口式連桿（大端做成斜切口）斜切口式連桿（大端做成斜切口）目的：滿足柴油機增壓度提高后，能從氣缸中吊出連桿與活塞。目的：滿足柴油機增壓度提高后，能從氣缸中吊出連桿與活塞。切口平面與連桿軸線夾角切口平面與連桿軸線夾

18、角切口角為切口角為40400 0軸線軸徑增粗，剛性提高；大端軸承承壓面積增加，提高了軸承工作能力，軸線軸徑增粗，剛性提高；大端軸承承壓面積增加，提高了軸承工作能力，減少了連桿螺栓的慣性拉伸負荷。減少了連桿螺栓的慣性拉伸負荷。連桿螺栓受剪切作用，結(jié)合面采用鋸齒形結(jié)構(gòu)，防滑動。連桿螺栓受剪切作用，結(jié)合面采用鋸齒形結(jié)構(gòu)，防滑動。第24頁/共72頁第25頁/共72頁連桿只鉆一個供油孔，冷卻油只上不下（直接泄回曲軸箱）。連桿只鉆一個供油孔，冷卻油只上不下（直接泄回曲軸箱）。連桿本體和大端軸承蓋用鉻鉬鋼鍛造制成。連桿本體和大端軸承蓋用鉻鉬鋼鍛造制成。小端軸承熱壓入孔中，鋼背上澆注銅鉛合金，再鍍錫。錫層厚小

19、端軸承熱壓入孔中，鋼背上澆注銅鉛合金，再鍍錫。錫層厚0.002-0.002-0.004mm.0.004mm.大端上下瓦都為薄壁瓦大端上下瓦都為薄壁瓦（即在鋼背上澆銅鉛合金后，再鍍錫鉛合金），裝配（即在鋼背上澆銅鉛合金后，再鍍錫鉛合金），裝配前不需調(diào)整，其上設(shè)周向、軸向定位凸舌。錫鉛合金厚前不需調(diào)整，其上設(shè)周向、軸向定位凸舌。錫鉛合金厚0.04-0.05mm.0.04-0.05mm.第26頁/共72頁滑油經(jīng)曲柄銷徑向鉆孔滑油經(jīng)曲柄銷徑向鉆孔下瓦的輸油槽、輸油孔下瓦的輸油槽、輸油孔軸承蓋的輸油孔軸承蓋的輸油孔桿身桿身中的油道中的油道小端。小端。第27頁/共72頁（3 3）主副連桿式連桿：）主副連桿

20、式連桿：V V型機中型機中連桿形式：并列連桿、叉型連桿、主副連桿（關(guān)節(jié)式連桿）。連桿形式：并列連桿、叉型連桿、主副連桿（關(guān)節(jié)式連桿）。并列連桿：兩連桿完全一樣，并列裝在一個曲柄銷上，兩氣缸中心線不在一并列連桿：兩連桿完全一樣，并列裝在一個曲柄銷上，兩氣缸中心線不在一個平面上。個平面上。叉型連桿：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，潤滑差、應(yīng)用少、不介紹。叉型連桿：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，潤滑差、應(yīng)用少、不介紹。主副連桿：主副連桿：MAN VV40/45 MAN VV40/45 型，由主連桿、曲柄銷，副連桿、副連桿銷組成。型，由主連桿、曲柄銷，副連桿、副連桿銷組成。第28頁/共72頁主副連桿的特點：主副連桿的特點：大端軸瓦為薄壁鉛青銅

21、軸瓦大端軸瓦為薄壁鉛青銅軸瓦，上有薄磨合層。，上有薄磨合層。在拆檢活塞時可以不拆大端軸承，或拆大端軸承與副連桿銷軸承時不拆活在拆檢活塞時可以不拆大端軸承，或拆大端軸承與副連桿銷軸承時不拆活塞。塞。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難，副連桿銷的連桿螺栓底部易發(fā)生裂紋。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難，副連桿銷的連桿螺栓底部易發(fā)生裂紋。第29頁/共72頁第30頁/共72頁4 4）連桿螺栓）連桿螺栓 二沖程機連桿螺栓只受預(yù)緊力作用，四沖程機受預(yù)緊力、慣性力及附加二沖程機連桿螺栓只受預(yù)緊力作用，四沖程機受預(yù)緊力、慣性力及附加彎曲應(yīng)力。彎曲應(yīng)力。 一般選用韌性好、強度高的優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼制造。設(shè)計上采用耐疲勞一般選用韌性

22、好、強度高的優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼制造。設(shè)計上采用耐疲勞的柔性結(jié)構(gòu)（增加長度，減小桿部直徑）；采用精加工螺紋；大圓角過度的柔性結(jié)構(gòu)（增加長度，減小桿部直徑）；采用精加工螺紋；大圓角過度減小應(yīng)力集中；螺栓與支撐面垂直，減小附加彎曲應(yīng)力。減小應(yīng)力集中；螺栓與支撐面垂直，減小附加彎曲應(yīng)力。第31頁/共72頁 安裝方式分：螺帽連接的安裝方式分：螺帽連接的/ /不用螺帽連接的。不用螺帽連接的。 安裝時注意：預(yù)緊力大小、預(yù)緊方法、預(yù)緊次序等嚴格按說明書要求。安裝時注意：預(yù)緊力大小、預(yù)緊方法、預(yù)緊次序等嚴格按說明書要求。 正確的緊固與鎖緊是避免發(fā)生斷裂的有效措施。正確的緊固與鎖緊是避免發(fā)生斷裂的有效措施。第32頁

23、/共72頁第33頁/共72頁第34頁/共72頁三三 曲軸曲軸1 1、曲軸的工作條件和要求、曲軸的工作條件和要求(1)(1)曲軸的作用曲軸的作用 曲軸的主要作用是：把活塞的往復(fù)運動通過連桿變成回轉(zhuǎn)運動；把各缸所做的功匯曲軸的主要作用是：把活塞的往復(fù)運動通過連桿變成回轉(zhuǎn)運動；把各缸所做的功匯集起來輸出和帶動柴油機的附屬設(shè)備。集起來輸出和帶動柴油機的附屬設(shè)備。第35頁/共72頁第36頁/共72頁第37頁/共72頁（2 2）曲軸的工作條件）曲軸的工作條件1 1）受力復(fù)雜）受力復(fù)雜 曲軸在工作中承受著各缸交變曲軸在工作中承受著各缸交變的氣體力、任復(fù)慣性力和離心力，以及它們的氣體力、任復(fù)慣性力和離心力，以

24、及它們所產(chǎn)生的彎矩和扭矩。這些力不僅隨著曲柄所產(chǎn)生的彎矩和扭矩。這些力不僅隨著曲柄的轉(zhuǎn)角變化，還隨著負荷變化。曲軸在這些的轉(zhuǎn)角變化，還隨著負荷變化。曲軸在這些力的作用產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，并產(chǎn)生非常力的作用產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，并產(chǎn)生非常復(fù)雜的交變應(yīng)力。復(fù)雜的交變應(yīng)力。2 2）應(yīng)力集中嚴重）應(yīng)力集中嚴重 一根曲軸是由一根曲軸是由1 11212個彼個彼此間錯開一定角度的曲柄以及功率輸出端和此間錯開一定角度的曲柄以及功率輸出端和自由端構(gòu)成。每個曲柄分成主軸頸、曲柄銷自由端構(gòu)成。每個曲柄分成主軸頸、曲柄銷和曲柄臂三部分，現(xiàn)代大型低速柴油機曲軸和曲柄臂三部分，現(xiàn)代大型低速柴油機曲軸上還直接鍛出推力環(huán)。其中

25、以曲柄臂與曲柄上還直接鍛出推力環(huán)。其中以曲柄臂與曲柄銷的過渡圓角處最為危險銷的過渡圓角處最為危險. .第38頁/共72頁3)3)附加應(yīng)力很大附加應(yīng)力很大 曲軸是一個彈性體它在徑向曲軸是一個彈性體它在徑向力、切向力和扭矩的作用下會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動、力、切向力和扭矩的作用下會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動、橫向振動和縱向振動?？赡艹霈F(xiàn)共振現(xiàn)象，扭橫向振動和縱向振動?？赡艹霈F(xiàn)共振現(xiàn)象，扭振將引起傳動齒輪的噪聲和疲勞，橫向振動會振將引起傳動齒輪的噪聲和疲勞，橫向振動會因曲軸彎曲過大使軸頸和軸承磨損加劇甚至不因曲軸彎曲過大使軸頸和軸承磨損加劇甚至不能正常工作。能正常工作。4)4)軸頸磨損軸頸磨損 特別是在潤滑不良、機座或船體

26、變特別是在潤滑不良、機座或船體變形、軸承間隙不合適、超負荷運轉(zhuǎn)經(jīng)常起停發(fā)形、軸承間隙不合適、超負荷運轉(zhuǎn)經(jīng)常起停發(fā)動機時，軸頸的磨損會明顯加劇。長期運行后，動機時，軸頸的磨損會明顯加劇。長期運行后，主軸頸磨成橢圓及錐形，曲柄銷更嚴重，四沖主軸頸磨成橢圓及錐形，曲柄銷更嚴重，四沖程曲柄銷內(nèi)側(cè)比外側(cè)嚴重，二沖程相反程曲柄銷內(nèi)側(cè)比外側(cè)嚴重，二沖程相反. .第39頁/共72頁(3)(3)對曲軸的要求及材料對曲軸的要求及材料 曲軸是柴油機中最長最重的部件，直接影響捶臺曲軸是柴油機中最長最重的部件，直接影響捶臺柴油機的尺寸和重量。曲軸形狀復(fù)雜，工質(zhì)量柴油機的尺寸和重量。曲軸形狀復(fù)雜，工質(zhì)量要求很高，制造工藝

27、難度大，因此是柴油機中要求很高，制造工藝難度大，因此是柴油機中造價最高的部件。造價最高的部件。要求：要求：A.A.疲勞強度高，工作安全可靠；疲勞強度高，工作安全可靠；B.B.有足夠剛性，工作時變形小，使軸承負荷均勻：有足夠剛性，工作時變形小，使軸承負荷均勻：C.C.有足夠的軸頸承壓面積，保證較低的軸承比壓；有足夠的軸頸承壓面積，保證較低的軸承比壓；D.D.曲軸的軸頸要有良好的耐磨性能，并允許多次曲軸的軸頸要有良好的耐磨性能，并允許多次車削修復(fù)；車削修復(fù)；F.F.曲柄的布置兼顧動力均勻、主軸曲柄的布置兼顧動力均勻、主軸承負荷低、平衡性好、扭轉(zhuǎn)振動小、有利于增承負荷低、平衡性好、扭轉(zhuǎn)振動小、有利于

28、增壓系統(tǒng)布量。壓系統(tǒng)布量。第40頁/共72頁曲軸的常用材料有優(yōu)質(zhì)碳鋼、合金鋼和球墨鑄鐵。曲軸的常用材料有優(yōu)質(zhì)碳鋼、合金鋼和球墨鑄鐵。一般柴油機的曲軸常用優(yōu)質(zhì)碳鋼制造一般柴油機的曲軸常用優(yōu)質(zhì)碳鋼制造中、高速強載柴袖機的曲軸采用合金鋼制造中、高速強載柴袖機的曲軸采用合金鋼制造球墨鑄鐵一般用于強化程度不太高的中高速柴油機上。球墨鑄鐵一般用于強化程度不太高的中高速柴油機上。第41頁/共72頁2.2.曲軸的結(jié)構(gòu)曲軸的結(jié)構(gòu)(1)(1)曲軸的類型曲軸的類型分為整體式、組合式和分段式三種類型。分為整體式、組合式和分段式三種類型。 1)1)整體式曲軸整體式曲軸 是整根曲軸一體鍛造或鑄造出來是整根曲軸一體鍛造或鑄

29、造出來的。結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、工作可靠的優(yōu)點，在中、的。結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、工作可靠的優(yōu)點，在中、高速柴油機上得到廣泛使用，并逐漸擴大到大型高速柴油機上得到廣泛使用，并逐漸擴大到大型低速柴油機領(lǐng)域低速柴油機領(lǐng)域 2)2)組合式曲軸組合式曲軸 組合式曲軸普遭應(yīng)用于大型低速組合式曲軸普遭應(yīng)用于大型低速柴油機中。采用組合式主要是為了制造方便，解柴油機中。采用組合式主要是為了制造方便，解決曲軸制造設(shè)備能力的限制問題。曲軸的組合方?jīng)Q曲軸制造設(shè)備能力的限制問題。曲軸的組合方式可分為套合式和焊接式，曲軸套合方法除紅套式可分為套合式和焊接式，曲軸套合方法除紅套外，還有冷套方法。外，還有冷套方法。 3)3)分段式曲

30、軸分段式曲軸 先分成兩段制造，然后用法蘭連先分成兩段制造，然后用法蘭連接成整根曲軸。一般用于氣缸數(shù)較多的曲軸，如接成整根曲軸。一般用于氣缸數(shù)較多的曲軸，如MCMC系列柴抽機系列柴抽機9-129-12缸機采用分段式曲軸。缸機采用分段式曲軸。 第42頁/共72頁(2)(2)曲軸的構(gòu)造曲軸的構(gòu)造 曲軸主要由若干個單位曲柄、自由端和飛輪端曲軸主要由若干個單位曲柄、自由端和飛輪端以及平衡塊組成，如圖所示。以及平衡塊組成，如圖所示。 單位曲柄是曲軸的基本組成部分，由主軸頸、單位曲柄是曲軸的基本組成部分，由主軸頸、曲柄銷和曲柄臂組成，為了平衡曲柄不平衡回轉(zhuǎn)曲柄銷和曲柄臂組成，為了平衡曲柄不平衡回轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生慣

31、性力，有的還在曲軸上裝有平衡重；質(zhì)量產(chǎn)生慣性力，有的還在曲軸上裝有平衡重；為了減輕曲軸的重量和減小慣性力為了減輕曲軸的重量和減小慣性力, ,曲柄銷和主曲柄銷和主軸頸一般都采用空心結(jié)構(gòu)；軸頸與曲柄臂相連接軸頸一般都采用空心結(jié)構(gòu)；軸頸與曲柄臂相連接的過渡圓角處由于截面急劇，應(yīng)采用足夠大的過的過渡圓角處由于截面急劇，應(yīng)采用足夠大的過渡圓弧渡圓弧. . 為了潤滑曲柄銷軸承以及活塞銷，對于筒形活為了潤滑曲柄銷軸承以及活塞銷，對于筒形活塞式柴油機其曲軸上鉆有潤滑油道，把輸送到主塞式柴油機其曲軸上鉆有潤滑油道，把輸送到主軸承的滑油引至曲柄銷軸承。由于開油孔時會增軸承的滑油引至曲柄銷軸承。由于開油孔時會增加曲

32、軸的應(yīng)力集中，因此，對油孔的位置的合理加曲軸的應(yīng)力集中，因此，對油孔的位置的合理選擇，使其對軸頸的削弱最小。為了減少應(yīng)力集選擇，使其對軸頸的削弱最小。為了減少應(yīng)力集中，油孔應(yīng)倒角、拋光。中，油孔應(yīng)倒角、拋光。第43頁/共72頁圖圖2-33 S-MC-C2-33 S-MC-C柴油機曲軸柴油機曲軸1-1-自由端自由端;2-;2-軸向減震器活塞軸向減震器活塞;3-;3-單位曲柄單位曲柄;4-;4-推力環(huán)推力環(huán);5-;5-功率輸出端功率輸出端 第44頁/共72頁(3)(3)曲柄的排列曲柄的排列曲軸的曲柄都是以氣缸的號數(shù)命名的。氣缸的排曲軸的曲柄都是以氣缸的號數(shù)命名的。氣缸的排號有兩種方法，一種是由自由

33、端排起，另種是由號有兩種方法，一種是由自由端排起，另種是由動力端排起。我國和大部分國家都是采用自由端動力端排起。我國和大部分國家都是采用自由端排起。排起。曲柄的排列是由氣缸的發(fā)火間隔角和發(fā)火順序決曲柄的排列是由氣缸的發(fā)火間隔角和發(fā)火順序決定的，而氣缸的發(fā)火間隔角和發(fā)火順序要按照下定的，而氣缸的發(fā)火間隔角和發(fā)火順序要按照下列原則決定。列原則決定。1)1)柴油機的動力輸出要均勻，即發(fā)火間隔角要相柴油機的動力輸出要均勻，即發(fā)火間隔角要相等。這樣，相鄰發(fā)火的兩個缸的曲柄夾角等。這樣，相鄰發(fā)火的兩個缸的曲柄夾角, ,二沖二沖程柴油機為程柴油機為360360i i，四沖程柴油機為，四沖程柴油機為720/i

34、720/i。i i為柴油機氣缸數(shù)。為柴油機氣缸數(shù)。2)2)要避免相鄰的兩個缸連續(xù)發(fā)火以減輕相鄰兩要避免相鄰的兩個缸連續(xù)發(fā)火以減輕相鄰兩缸之間的主軸承的負荷。為此，最好在柴油機首、缸之間的主軸承的負荷。為此，最好在柴油機首、尾兩端輪流發(fā)火。尾兩端輪流發(fā)火。第45頁/共72頁第46頁/共72頁 在在MAN B&WMAN B&W公司的公司的MCMC系列柴油機中，為了滿足平衡系列柴油機中，為了滿足平衡性和減少軸系的振動，甚至出現(xiàn)了各缸發(fā)火間隔性和減少軸系的振動，甚至出現(xiàn)了各缸發(fā)火間隔角不相同的柴油機。角不相同的柴油機。 KHIKHI在生產(chǎn)在生產(chǎn)10L90MC10L90MC機型時，突破了

35、這一傳統(tǒng)理論機型時，突破了這一傳統(tǒng)理論的束縛，對相鄰發(fā)火氣缸的曲柄夾角作了不等角的束縛，對相鄰發(fā)火氣缸的曲柄夾角作了不等角的設(shè)計的設(shè)計 KHIKHI認為，這一設(shè)計，可以降低主機運行時產(chǎn)生的認為，這一設(shè)計，可以降低主機運行時產(chǎn)生的振動，各道主軸承負荷分配趨于合理，可以改善振動，各道主軸承負荷分配趨于合理，可以改善曲軸的工作條件，使主機運行時更加平穩(wěn)、可靠。曲軸的工作條件，使主機運行時更加平穩(wěn)、可靠。根據(jù)這一設(shè)計，主機在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速根據(jù)這一設(shè)計，主機在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)無共振轉(zhuǎn)速區(qū)。但當單缸不發(fā)火時，主機范圍內(nèi)無共振轉(zhuǎn)速區(qū)。但當單缸不發(fā)火時，主機最大運行轉(zhuǎn)速為最大運行轉(zhuǎn)速為74

36、r74rminmin；而當；而當No.9No.9缸不發(fā)火時，缸不發(fā)火時，必須避開必須避開545463r63rminmin共振轉(zhuǎn)速區(qū)；當軸向減震共振轉(zhuǎn)速區(qū)；當軸向減震器故障時，必須避開器故障時，必須避開404050r50rminmin共振轉(zhuǎn)速區(qū)，共振轉(zhuǎn)速區(qū)，且主機最大運行轉(zhuǎn)速為且主機最大運行轉(zhuǎn)速為65r/min65r/min?？梢韵胂螅绻??？梢韵胂螅绻x開了計算機的輔助設(shè)計，這一設(shè)計理念很難得離開了計算機的輔助設(shè)計，這一設(shè)計理念很難得以實現(xiàn)。以實現(xiàn)。 第47頁/共72頁第48頁/共72頁對于對于V V形柴油機普遍采用插入式發(fā)火。插人式發(fā)形柴油機普遍采用插入式發(fā)火。插人式發(fā)火就是兩列的發(fā)火順序

37、及發(fā)火間隔角彼此完全火就是兩列的發(fā)火順序及發(fā)火間隔角彼此完全相同，而總的發(fā)火順序則為這兩列的發(fā)火順序相同，而總的發(fā)火順序則為這兩列的發(fā)火順序根據(jù)氣缸間的夾角關(guān)系進行穿插形成。根據(jù)氣缸間的夾角關(guān)系進行穿插形成。8 8缸缸V V形四沖程柴抽機每列形四沖程柴抽機每列4 4缸，每列的發(fā)火間缸，每列的發(fā)火間隔角都是隔角都是7207204=1804=180，發(fā)火順序都是，發(fā)火順序都是1-2-4-31-2-4-3。為了避免混亂，第為了避免混亂，第1 1列用列用1 1-2-2-4-4-3-3表示，表示，第第2 2列用列用1 1-2-2-4-4-3-3表示表示. .氣缸夾角為氣缸夾角為。如果氣缸如果氣缸1 1比

38、比1 1落后落后角發(fā)火，其總的發(fā)火角發(fā)火，其總的發(fā)火順序和曲柄排列如圖示。假如氣缸順序和曲柄排列如圖示。假如氣缸1 1比比1 1落落后后360+360+，也就是，也就是1 1發(fā)火后跟隨著的是發(fā)火后跟隨著的是1 1進進氣氣缸氣氣缸1 1比比1 1不接連著發(fā)火不接連著發(fā)火, ,對軸承負荷有對軸承負荷有利此種情況總的發(fā)火順序如圖所示。利此種情況總的發(fā)火順序如圖所示。第49頁/共72頁第50頁/共72頁3)3)要使柴油機有良好的平衡性。柴油機在往復(fù)慣性力與慣性力矩、離心慣性要使柴油機有良好的平衡性。柴油機在往復(fù)慣性力與慣性力矩、離心慣性力與離心力作用下要產(chǎn)生振動。曲柄合理排列可使引起振動的力和力矩減力

39、與離心力作用下要產(chǎn)生振動。曲柄合理排列可使引起振動的力和力矩減至最小。至最小。4)4)注意發(fā)火順序?qū)S系扭轉(zhuǎn)振動的影響。發(fā)火順序不同，各段軸上扭矩的交注意發(fā)火順序?qū)S系扭轉(zhuǎn)振動的影響。發(fā)火順序不同，各段軸上扭矩的交變情況也不同變情況也不同, ,對軸系扭轉(zhuǎn)振動的影響也不同。要力求減輕扭轉(zhuǎn)振動。對軸系扭轉(zhuǎn)振動的影響也不同。要力求減輕扭轉(zhuǎn)振動。5)5)脈沖增壓式柴油機中，為了防止排氣互相干擾，各缸舶排氣管要分組連接。脈沖增壓式柴油機中，為了防止排氣互相干擾，各缸舶排氣管要分組連接。第51頁/共72頁第52頁/共72頁第53頁/共72頁(4)(4)典型曲軸介紹典型曲軸介紹 S-MC-C S-MC-C型

40、柴油機曲軸。鍛鋼曲軸由單位曲柄、自型柴油機曲軸。鍛鋼曲軸由單位曲柄、自由端由端( (首端首端) )和功率輸出端和功率輸出端( (尾端尾端) )三部分組成。曲軸三部分組成。曲軸為半組合式，可以是焊接型或半套合式。在曲軸上為半組合式，可以是焊接型或半套合式。在曲軸上采用焊接工藝連接是現(xiàn)代曲軸制造中的一個重要成采用焊接工藝連接是現(xiàn)代曲軸制造中的一個重要成就，曲柄臂不必因為套合工藝需要而加大尺寸，所就，曲柄臂不必因為套合工藝需要而加大尺寸，所以重量減輕以重量減輕, ,曲柄臂和主軸頸及曲柄銷之間的連接曲柄臂和主軸頸及曲柄銷之間的連接處是用車入式圓角過渡，圓角處經(jīng)過冷滾壓加工，處是用車入式圓角過渡，圓角處

41、經(jīng)過冷滾壓加工，以提高它的疲勞強度。自由端法蘭以提高它的疲勞強度。自由端法蘭1 1用來驅(qū)動輔助用來驅(qū)動輔助設(shè)備或軸帶發(fā)電機。自由端法蘭后為軸向減振器的設(shè)備或軸帶發(fā)電機。自由端法蘭后為軸向減振器的活塞活塞2 2，推力環(huán)，推力環(huán)4 4的前后兩側(cè)都裝有推力塊的前后兩側(cè)都裝有推力塊( (圖中末圖中末示出示出) )以傳遞螺旋槳的推力和為曲軸軸向定位。以傳遞螺旋槳的推力和為曲軸軸向定位。推力環(huán)的外圈用來安裝主動鏈輪，以便通過鏈條驅(qū)推力環(huán)的外圈用來安裝主動鏈輪，以便通過鏈條驅(qū)動凸輪軸。這種推力軸和曲軸造為一體，井將推力動凸輪軸。這種推力軸和曲軸造為一體，井將推力抽承和主動鹽組合在一起的形式，可縮短柴油機長抽

42、承和主動鹽組合在一起的形式，可縮短柴油機長度，使布置更為緊湊。度，使布置更為緊湊。 第54頁/共72頁 圖圖2-342-34為為wartsila46wartsila46型柴油機的曲軸。該曲軸為整體鍛造式，并經(jīng)過全面型柴油機的曲軸。該曲軸為整體鍛造式，并經(jīng)過全面的機加工，曲軸內(nèi)鉆孔，使滑油可以送至每一個軸承。在每一個曲柄臂上的機加工，曲軸內(nèi)鉆孔，使滑油可以送至每一個軸承。在每一個曲柄臂上都有平衡重都有平衡重4 4，使柴油機不會受到離心力和離心力矩的作用，曲軸的主軸頸，使柴油機不會受到離心力和離心力矩的作用，曲軸的主軸頸和曲柄銷之間有很大的重疊度；保證了曲軸有足夠的剛度和曲柄臂的強度。和曲柄銷之間

43、有很大的重疊度；保證了曲軸有足夠的剛度和曲柄臂的強度。曲軸的首尾兩端都設(shè)有法蘭，可以在任何一端連接軸帶發(fā)電機，如省必要，曲軸的首尾兩端都設(shè)有法蘭，可以在任何一端連接軸帶發(fā)電機，如省必要，可以在曲軸首端安裝扭振減振界?？梢栽谇S首端安裝扭振減振界。 第55頁/共72頁1 12 23 34 45 56 67 7圖圖2-34 W2-34 Wrtsilrtsil4646柴油機曲軸柴油機曲軸1-1-動力輸出法蘭；動力輸出法蘭；2-2-主軸承；主軸承；3-3-傳動齒輪；傳動齒輪；4-4-平衡重平衡重;5-;5-曲柄銷曲柄銷;6-;6-油道油道;7-;7-首端法蘭首端法蘭第56頁/共72頁四、曲柄連桿機構(gòu)的

44、故障與管理四、曲柄連桿機構(gòu)的故障與管理1 1十字頭滑塊和導(dǎo)板十字頭滑塊和導(dǎo)板 滑塊在導(dǎo)板上的運動規(guī)律和活塞在氣缸中運動規(guī)律完全相同。但由于曲軸箱中溫度滑塊在導(dǎo)板上的運動規(guī)律和活塞在氣缸中運動規(guī)律完全相同。但由于曲軸箱中溫度低、滑油供應(yīng)充分分使滑塊和導(dǎo)板的工作條件要比活塞和氣缸套好得多，再加上低、滑油供應(yīng)充分分使滑塊和導(dǎo)板的工作條件要比活塞和氣缸套好得多，再加上將滑塊上單位面積所受的力（比壓將滑塊上單位面積所受的力（比壓) )設(shè)計得較??；設(shè)計得較?。?因此，在一般情況下滑塊和導(dǎo)板壽命較長，故障較少但由于滑塊在上、下止點時速度因此，在一般情況下滑塊和導(dǎo)板壽命較長，故障較少但由于滑塊在上、下止點時速

45、度為零，而且在上、下止點附近存在側(cè)推力換向和正、倒車導(dǎo)板更替所產(chǎn)生的敲擊，為零，而且在上、下止點附近存在側(cè)推力換向和正、倒車導(dǎo)板更替所產(chǎn)生的敲擊，因此也出現(xiàn)某些故障。出現(xiàn)較多的故障是滑塊上白合金偏磨和疲勞碎裂。因此也出現(xiàn)某些故障。出現(xiàn)較多的故障是滑塊上白合金偏磨和疲勞碎裂。第57頁/共72頁白合金偏磨主要：由于導(dǎo)板或滑塊安裝不正、白合金偏磨主要：由于導(dǎo)板或滑塊安裝不正、主軸承偏磨、導(dǎo)板與滑塊間間隙不合要求、主軸承偏磨、導(dǎo)板與滑塊間間隙不合要求、潤滑不良造成，潤滑不良造成，白合金碎裂：安裝、潤滑等因素有關(guān)外，主要白合金碎裂：安裝、潤滑等因素有關(guān)外，主要是由于白臺金澆鑄不良、超負荷運轉(zhuǎn)及導(dǎo)板是由于

46、白臺金澆鑄不良、超負荷運轉(zhuǎn)及導(dǎo)板滑塊間間隙過大所造成的?；瑝K間間隙過大所造成的。應(yīng)定期檢查導(dǎo)板與滑塊間間隙的大小、潤滑狀應(yīng)定期檢查導(dǎo)板與滑塊間間隙的大小、潤滑狀態(tài)和工作表面狀況。運轉(zhuǎn)中注意傾聽曲軸箱態(tài)和工作表面狀況。運轉(zhuǎn)中注意傾聽曲軸箱中聲響發(fā)現(xiàn)異常及時處理。中聲響發(fā)現(xiàn)異常及時處理。第58頁/共72頁2.2.連桿連桿十字頭式柴油機連桿由于主要承受壓應(yīng)力，柴十字頭式柴油機連桿由于主要承受壓應(yīng)力，柴油機轉(zhuǎn)速低，對連桿的重量和尺寸限制不像油機轉(zhuǎn)速低，對連桿的重量和尺寸限制不像筒型活塞式柴油機連桿那樣嚴格，因此連桿筒型活塞式柴油機連桿那樣嚴格，因此連桿桿身一般很少出現(xiàn)故障，只是軸承容易產(chǎn)生桿身一般很少

47、出現(xiàn)故障，只是軸承容易產(chǎn)生各種故障和連桿螺栓有時會斷裂。各種故障和連桿螺栓有時會斷裂。筒型活塞式柴油機連桿受拉、壓交變壓力，尺筒型活塞式柴油機連桿受拉、壓交變壓力，尺寸要求嚴格，轉(zhuǎn)速高，除軸承外連桿桿身還寸要求嚴格，轉(zhuǎn)速高，除軸承外連桿桿身還易出現(xiàn)疲勞裂紋和彎曲。易出現(xiàn)疲勞裂紋和彎曲。第59頁/共72頁3 3曲軸的疲勞損壞曲軸的疲勞損壞疲勞損壞：機件在交變負荷作用下產(chǎn)生裂紋并逐漸擴疲勞損壞：機件在交變負荷作用下產(chǎn)生裂紋并逐漸擴展，隨著裂紋的逐漸發(fā)展，截面逐漸減小，最后因截展，隨著裂紋的逐漸發(fā)展，截面逐漸減小，最后因截面尺寸不足而發(fā)生突然斷裂。面尺寸不足而發(fā)生突然斷裂。疲勞損壞的形式：疲勞損壞的

48、形式：1.1.彎曲疲勞損壞，彎曲疲勞損壞，2.2.扭轉(zhuǎn)疲勞損壞扭轉(zhuǎn)疲勞損壞第60頁/共72頁疲勞損壞判斷依據(jù)：斷面紋理。疲勞損壞的斷面疲勞損壞判斷依據(jù)：斷面紋理。疲勞損壞的斷面可分為三個區(qū)域，即初始裂紋區(qū)、漸斷紋理區(qū)和可分為三個區(qū)域，即初始裂紋區(qū)、漸斷紋理區(qū)和突斷區(qū)。初始裂紋區(qū)是斷面紋理的發(fā)源地。突斷區(qū)。初始裂紋區(qū)是斷面紋理的發(fā)源地。漸斷紋理由于兩斷裂面間的摩擦形成的。斷面紋漸斷紋理由于兩斷裂面間的摩擦形成的。斷面紋理因為引起原因不同有波浪線和螺旋線之分，如理因為引起原因不同有波浪線和螺旋線之分，如圖所示，在這個區(qū)域中，有污物存在，顏色暗黑，圖所示，在這個區(qū)域中，有污物存在，顏色暗黑，突斷區(qū)斷

49、開的截面具有沖擊折斷的特點，晶粒粗突斷區(qū)斷開的截面具有沖擊折斷的特點，晶粒粗糙明亮，與暗的平滑紋理斷面形成了明顯區(qū)別糙明亮，與暗的平滑紋理斷面形成了明顯區(qū)別第61頁/共72頁1)1)彎曲疲勞損壞彎曲疲勞損壞 彎曲疲勞裂紋首先產(chǎn)生在曲柄銷圓角或主軸頸圓彎曲疲勞裂紋首先產(chǎn)生在曲柄銷圓角或主軸頸圓角處，然后向曲柄臂發(fā)展。這是因為對于承受彎角處，然后向曲柄臂發(fā)展。這是因為對于承受彎曲來說，曲柄臂比主軸頸和曲柄銷弱。彎曲疲勞曲來說，曲柄臂比主軸頸和曲柄銷弱。彎曲疲勞的斷面是與軸線垂直的，裂紋線為波浪線，如圖的斷面是與軸線垂直的，裂紋線為波浪線，如圖所示。曲軸彎曲疲勞破壞，通常是由于軸頸不均所示。曲軸彎曲

50、疲勞破壞，通常是由于軸頸不均勻磨損所造成的主軸承不同軸度而引起的。特別勻磨損所造成的主軸承不同軸度而引起的。特別是某個主軸承過低，當柴油機工作時，這段軸就是某個主軸承過低，當柴油機工作時，這段軸就會產(chǎn)生過大的變形和過大的交變彎曲應(yīng)力。由于會產(chǎn)生過大的變形和過大的交變彎曲應(yīng)力。由于軸承的不均勻磨損要經(jīng)過軸承的不均勻磨損要經(jīng)過定的運轉(zhuǎn)時間才會發(fā)定的運轉(zhuǎn)時間才會發(fā)生，因此彎曲疲勞損壞很少發(fā)生在未經(jīng)長期使用生，因此彎曲疲勞損壞很少發(fā)生在未經(jīng)長期使用的柴油機上。的柴油機上。第62頁/共72頁2)2)扭轉(zhuǎn)疲勞損壞扭轉(zhuǎn)疲勞損壞 曲軸在驅(qū)動力矩作用下產(chǎn)生交變的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力及曲曲軸在驅(qū)動力矩作用下產(chǎn)生交變的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力

51、及曲軸的扭轉(zhuǎn)振動產(chǎn)生的附加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，會引起曲軸的扭轉(zhuǎn)振動產(chǎn)生的附加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，會引起曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。軸頸的疲勞裂紋多從油軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。軸頸的疲勞裂紋多從油孔開始，然后向與軸線成孔開始，然后向與軸線成4545角的方向發(fā)展，所角的方向發(fā)展，所以往往出現(xiàn)兩條對稱裂紋。起始于過渡圓角處以往往出現(xiàn)兩條對稱裂紋。起始于過渡圓角處的扭轉(zhuǎn)疲勞裂紋，由于軸頸的抗扭截面模數(shù)比的扭轉(zhuǎn)疲勞裂紋，由于軸頸的抗扭截面模數(shù)比曲柄臂的弱因此裂紋多自圓角部位向軸頸發(fā)曲柄臂的弱因此裂紋多自圓角部位向軸頸發(fā)展較少向曲柄臂上發(fā)展。圖展較少向曲柄臂上發(fā)展。圖(b)(b)為扭轉(zhuǎn)疲勞斷為扭轉(zhuǎn)疲勞斷面示意圖，斷面是傾斜的，與軸線成

52、面示意圖，斷面是傾斜的，與軸線成4545裂紋裂紋線近似為螺旋線。圖線近似為螺旋線。圖共同作用結(jié)果共同作用結(jié)果第63頁/共72頁3 3）兩者比較）兩者比較扭轉(zhuǎn)疲勞損壞一般是出現(xiàn)在柴油機運轉(zhuǎn)初期。但扭轉(zhuǎn)疲勞損壞一般是出現(xiàn)在柴油機運轉(zhuǎn)初期。但現(xiàn)在扭振的計算及測量技術(shù)比較成熟，只要扭現(xiàn)在扭振的計算及測量技術(shù)比較成熟，只要扭振減振器不發(fā)生故障，不飛車，又不過于疏忽，振減振器不發(fā)生故障，不飛車，又不過于疏忽，通常不會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。通常不會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。彎曲應(yīng)力復(fù)雜，難以精確計算，而且軸承唐損后彎曲應(yīng)力復(fù)雜，難以精確計算，而且軸承唐損后能產(chǎn)生很大的附加彎曲應(yīng)力，曲軸的彎曲疲勞能產(chǎn)生很大的附加彎曲應(yīng)力

53、，曲軸的彎曲疲勞損壞多于扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。損壞多于扭轉(zhuǎn)疲勞損壞。曲軸材料的缺陷：制造曲軸的材料可能有縮孔，曲軸材料的缺陷：制造曲軸的材料可能有縮孔，氣孔、收縮裂紋、夾渣、偏析等缺陷。當這些氣孔、收縮裂紋、夾渣、偏析等缺陷。當這些缺陷處在應(yīng)力集中部位時，危險性就更大了。缺陷處在應(yīng)力集中部位時，危險性就更大了。柴油機使用中滑油變質(zhì)使圓角處腐蝕，或由于滑柴油機使用中滑油變質(zhì)使圓角處腐蝕，或由于滑油中進水及停機后軸頸表面的凝結(jié)水油中進水及停機后軸頸表面的凝結(jié)水( (在潮濕空在潮濕空氣中易出現(xiàn)氣中易出現(xiàn)) )使軸頸油孔或圓角腐蝕，都有可能使軸頸油孔或圓角腐蝕，都有可能使曲軸發(fā)生腐蝕疲勞損壞。使曲軸發(fā)生腐蝕疲

54、勞損壞。第64頁/共72頁4 4）管理要點）管理要點要注意檢查曲軸軸線的狀態(tài)、軸頸與下瓦的貼合情況。要注意檢查曲軸軸線的狀態(tài)、軸頸與下瓦的貼合情況。在操車時要盡快越過轉(zhuǎn)建禁區(qū)，注意對扭轉(zhuǎn)振動減振器的檢查和保養(yǎng)，要注在操車時要盡快越過轉(zhuǎn)建禁區(qū)，注意對扭轉(zhuǎn)振動減振器的檢查和保養(yǎng)，要注章化驗滑油和利用分油機分離滑油。如發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋要查明并消除引起章化驗滑油和利用分油機分離滑油。如發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋要查明并消除引起裂紋的原因，并根據(jù)裂紋的原因，并根據(jù) 規(guī)范規(guī)范) )要求對裂紋進行處置。要求對裂紋進行處置。第65頁/共72頁4 4十字頭銷頸和曲軸軸頸十字頭銷頸和曲軸軸頸十字頭銷頸和曲軸軸頸工作表面應(yīng)非常光滑，特別是十字頭鎬頸要求就更嚴格。以上軸頸容易出現(xiàn)的損傷是十字頭銷頸和曲軸軸頸工作表面應(yīng)非常光滑，特別是十字頭鎬頸要求就更嚴格。以上軸頸容易出現(xiàn)的損傷是軸頸變粗糙、偏磨、變成銀白色等。曲軸軸頸最容易發(fā)生的疲勞損壞前面已述。軸頸變粗糙可能是由于