Chapter2柴油機(jī)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析及主要部件

第九節(jié)連桿1.2.3.一、連桿的作用和工作條件1.作用:〔1〕傳遞氣體力和慣性力；〔2〕連接活塞或十字頭與曲軸；〔3〕將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變成曲軸的回轉(zhuǎn)運動〔連桿小端往復(fù)，桿身擺動，大端回轉(zhuǎn)，桿身任一點軌跡為橢圓〕2.工作條件：〔1〕受周期性變化的氣體力和活塞連桿慣性力,變形時也受彎矩作用；〔2〕小、大端軸承產(chǎn)生摩擦、磨損；〔３〕二沖程機(jī)連桿大局部時間受壓，四沖程機(jī)連桿拉、壓交替〔換氣上止點附近受拉〕4.5.二、連桿的要求和材料1.要求：耐疲勞、抗沖擊，具有足夠剛度和強(qiáng)度；長度短、重量輕、便于拆裝，工作可靠，壽命長，桿身外表不能有細(xì)小裂紋2.材料：大型低速機(jī)多用中碳鋼；中高速強(qiáng)載機(jī)用優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼，圓形斷面或工字形斷面〔減輕重量，增大抗彎能力，材料利用充分，多用〕注：不能用高碳鋼6.三、筒形活塞式柴油機(jī)連桿和連桿軸承的結(jié)構(gòu)特點〔包括連桿螺栓〕（a）(b)圖2.2-46連桿7.1.筒形活塞式柴油機(jī)連桿的構(gòu)造〔1〕由連桿小端、桿身和大端組成〔2〕中速強(qiáng)載柴油機(jī)，通常采用錐形或階梯形的連桿小端，以增大連桿小端下部主要承壓面的面積8.〔3〕連桿桿身的截面形狀通常有圓形截面和工字形截面兩種〔4〕連桿大端有平切口、斜切口和階梯切口以及船用大端等各種結(jié)構(gòu)9.①連桿的大端剖分面與連桿軸線垂直，稱平切口式連桿②斜切口式〔WARTSILA20〕a優(yōu)點：便于吊缸，增大曲柄銷直徑〔提高剛性〕，降低軸承比壓b缺點：結(jié)合面產(chǎn)生較大切應(yīng)力，使連桿螺栓受剪切c改善措施：鋸齒形嚙合面〔吊缸檢修裝復(fù)前應(yīng)特別檢查鋸齒有否損傷變形〕d連桿工字形斷面e階梯形切口是斜切口的一種變形，可以在滿足連桿的拆裝的前提下使曲柄銷軸承更粗，以減小軸承負(fù)荷和保證曲軸的剛度10.③車用大端與船用大端a車用大端連桿大端桿身與連桿大端做成一體。在中、高速柴油機(jī)中得到廣泛應(yīng)用b船用大端連桿大端與桿身分開制造。采用船用大端結(jié)構(gòu)，可以在不翻開大端軸承的情況下進(jìn)行吊缸，并使吊缸高度到達(dá)最小。還可以保證曲軸的剛度和軸承的承載能力。有些大功率中速柴油機(jī)使用，如W?rtsil?38型柴油機(jī)11.〔5〕曲柄銷軸承、活塞銷、連桿小端滑油來自曲軸〔6〕連桿大端軸承上瓦受氣體力、慣性力，下瓦受慣性力，上瓦不許開油槽12.2.氣缸單元1－起吊工具，2-氣缸單元，3-連桿固定夾具圖2.2-49氣缸單元13.筒形柴油機(jī)目前主要向模塊化方向開展，許多柴油機(jī)制造商將柴油機(jī)的氣缸蓋、氣缸套、冷卻水套以及氣缸里的活塞、連桿作為一個整體進(jìn)行拆裝和更換。由于連桿是隨氣缸套從機(jī)體直接吊出，機(jī)體內(nèi)安裝氣缸套的孔比缸套的內(nèi)徑大的多，這對連桿大端尺寸的要求就寬松了許多，連桿大端可以采用車用大端結(jié)構(gòu)，也可以采用船用大端結(jié)構(gòu)。14.3.V型柴油機(jī)的連桿采用并列連桿、叉形連桿和主副連桿(又稱關(guān)節(jié)式連桿)等不同形式。并列式連桿在V型機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。近年來生產(chǎn)的新機(jī)型幾乎全部采用并列連桿

15.4.連桿螺栓1〕工作條件：〔1〕二沖程機(jī)連桿螺栓工作中只受預(yù)緊拉力作用；〔2〕四沖程機(jī)連桿螺栓工作中受預(yù)緊拉力、慣性拉力〔換氣上止點附近受力〕、附加彎矩2〕斷裂多發(fā)生于四沖程高速機(jī)，且多發(fā)于螺紋局部，輪機(jī)員應(yīng)特別重視3〕改善措施：用韌性好、強(qiáng)度高的優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼制造；采用柔性結(jié)構(gòu)提高抗疲勞強(qiáng)度〔增加長度，減小桿部直徑，采用細(xì)螺紋；大圓角過渡減小應(yīng)力集中；螺栓與支撐面垂直減小附加彎曲應(yīng)力〕16.圖2.2-51RTA柴油機(jī)連桿1-小端軸承蓋；2--小端軸承座；3-小端軸承螺栓；4-桿身；5-大端軸承螺栓；6-墊片；7-大端軸承座；8-大端軸承蓋；17.四、十字頭式柴油機(jī)連桿和連桿軸承的結(jié)構(gòu)特點十字頭式柴油機(jī)連桿也是由小端、桿身和大端三局部組成。連桿桿身中部設(shè)有油孔，用來將滑油從連桿小端軸承送至大端軸承潤滑。對應(yīng)于不同類形的十字頭，連桿小端也有兩種結(jié)構(gòu)，一種是分岔式連桿小端〔已淘汰〕，另一種是全支撐式連桿小端〔多用〕。根據(jù)桿身與大端軸承座是否分開分為車用大端和船用大端。車用大端結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，目前在大型船用低速柴油機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用18.19.〔1〕RTA-T-B型柴油機(jī)連桿的構(gòu)造小端為十字頭端，軸承下瓦機(jī)械負(fù)荷內(nèi)側(cè)比外側(cè)大；大端為曲柄銷軸承小端軸承座上設(shè)薄壁軸瓦以提高耐疲勞性能；大端沒有單獨的下軸瓦〔白合金直接澆鑄〕以增大軸徑且利于軸承散熱；白合金用燕尾槽加固20.采用車用大端〔連桿桿身與連桿大端軸承座不分開〕優(yōu)點：連桿較短，可減小整機(jī)高度，還可增大十字頭軸承擺角以改善軸承潤滑注：船用大端〔連桿桿身與連桿大端軸承座分開〕優(yōu)點：利于吊缸并可調(diào)壓縮比，利于加粗曲柄銷加強(qiáng)連桿大端剛度21.〔2〕MC系列柴油機(jī)連桿車用大端十字頭銷短而粗，連桿小端采用全支撐式〔稱剛性十字頭軸承〕增加承載能力和可靠性22.五、連桿的故障分析和處理1.連桿小端軸承〔十字頭軸承〕無論筒形活塞式柴油機(jī)還是十字頭式柴油機(jī)，連桿小端軸承由于負(fù)荷大、潤滑條件差等原因，它們在運行中易出現(xiàn)故障。在維護(hù)管理中，要特別注意它們的潤滑狀況，確?；偷恼９┙o〔油壓、油量等〕。在檢修時要仔細(xì)檢查軸承和軸頸的外表狀況和進(jìn)行必要的測量，以檢查是否有偏磨、外表變粗糙等狀況23.2.連桿桿身桿身裂紋甚至折斷主要是由于材料疲勞或機(jī)損事故而產(chǎn)生的。十字頭式柴油機(jī)連桿桿身一般很少出現(xiàn)故障。筒形活塞式柴油機(jī)連桿受拉、壓交變力，連桿桿身易出現(xiàn)疲勞裂紋和彎曲。特別是小型柴油機(jī)連桿出現(xiàn)裂紋和折斷的現(xiàn)象較多。當(dāng)發(fā)現(xiàn)連桿外表有裂紋應(yīng)立即報廢。24.3.連桿螺栓連桿螺栓的損壞形式為裂紋或斷裂、