1、船舶柴油机Marine diesel engine主讲：余永华Email:11/26/202212.3 曲柄连杆机构n2.3.1 连杆组n2.3.2 十字头组n2.3.3 曲轴组n2.3.4 故障管理及维护故障管理及维护11/26/202222.3.4 故障管理及维护n连杆组的管理与维护连杆组的管理与维护n曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护连杆杆身十字头滑块和导板十字头滑块和导板连杆小端轴承连杆螺栓11/26/20223连杆组的管理与维护十字头滑块和导板n工作条件n与活塞运动规律相同，但工作条件好；n上、下止点时敲击，会出现偏磨和疲劳碎裂偏磨和疲劳碎裂。n原因n偏磨：安装不正，轴承偏磨，间隙
2、不合；n碎裂：安装、润滑；白合金浇铸不良，超负荷白合金浇铸不良，超负荷n办法定期检查间隙，润滑和工作表面；注意倾听声响11/26/202242.3.4 故障管理及维护n连杆组的管理与维护连杆组的管理与维护n曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护连杆杆身十字头滑块和导板连杆小端轴承连杆小端轴承连杆螺栓11/26/20225连杆组的管理与维护连杆小端轴承n工作条件轴承负荷大、润滑条件差轴承负荷大、润滑条件差，易出故障。n办法注意润滑11/26/202262.3.4 故障管理及维护n连杆组的管理与维护连杆组的管理与维护n曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护连杆杆身连杆杆身十字头滑块和导板连杆小端轴承连
3、杆螺栓11/26/20227连杆组的管理与维护连杆杆身 n十字头式柴油机的连杆一般很少出现故障；n筒状活塞式连杆杆身有时会疲劳裂纹和弯曲.11/26/202282.3.4 故障管理及维护n连杆组的管理与维护连杆组的管理与维护n曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护连杆杆身十字头滑块和导板连杆小端轴承连杆螺栓连杆螺栓11/26/20229连杆组的管理与维护连杆螺栓连杆螺栓重要性-断裂损坏后机废人忘n断裂原因断裂原因疲劳损坏+螺帽没有锁紧n管理注意事项管理注意事项1.按说明书规定的预紧度紧固2.安装后确认3.检修时注意检查连杆螺栓，探伤11/26/2022102.3.4 故障管理及维护n连杆组的管理
4、与维护n曲轴组的管理与维护曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护11/26/202211曲轴组的管理与维护n海上营运船舶检验规程海上营运船舶检验规程要求要求1.轴颈有无擦伤、蚀坑、机械损伤和磨损情况，曲轴吊起时检查轴颈的圆度和圆柱度；2.检查轴颈特别是圆角及油孔附近有无裂纹，必要时进行探伤；3.检查红套或配合处有无松弛或位移现象。4.检查分段式曲轴的法兰连接及组装式曲柄臂与平衡重块的紧固是否可靠。11/26/202212曲轴组的管理与维护n曲轴常见缺陷 曲轴磨损曲轴挠曲曲轴塑性弯曲曲轴断裂曲轴红套滑移11/26/202213曲轴组的管理与维护n曲轴磨损1.曲柄销与主轴颈磨损2.曲柄销磨损量大于主
5、轴颈曲柄销磨损量大于主轴颈3.中间主轴颈比两端的大4.活塞不正、连杆弯曲、油道杂质，产生磨损不均5.熔着磨损(对曲轴损伤最大)图图2-80 2-80 曲轴轴颈测量曲轴轴颈测量11/26/202214曲轴组的管理与维护n曲轴挠曲图图2-81 2-81 曲轴轴线挠曲曲轴轴线挠曲图图2-82 2-82 挠曲与臂距差挠曲与臂距差a)下弧线弯曲；b)上弧线弯曲11/26/202215曲轴组的管理与维护n曲轴塑性弯曲1.某缸爆发压力长期过大2.因机座变形3.各主轴承颈同轴度误差较大11/26/202216曲轴组的管理与维护n曲轴断裂曲轴断裂原因：主轴承磨损不均，船体及机座变形扭转共振爆发压力太高或因轴承烧
6、熔曲轴材料缺陷设计，制造质量低由于润滑油变质11/26/202217曲轴组的管理与维护n曲轴疲劳损坏断面特征 疲劳损坏断面示意图 11/26/202218曲轴组的管理与维护疲劳损坏的形式（1）弯曲疲劳损坏特征位置：首先产生在曲柄销圆角或主轴颈圆角处，然后向向曲柄臂曲柄臂发展原因：曲轴轴线不直，在回转中产生交变的弯曲应力（很少发生在未经长期使用的柴油机上）（2）扭转疲劳损坏特征位置：多从油孔或圆角处开始，向与轴线成与轴线成45角的方向向轴颈向轴颈发展原因：扭转应力和扭转振动附加扭转应力过大（柴油机（柴油机运转初期）运转初期）11/26/202219小结n扭矩、扭振的计算及测量方法比较成熟弯曲多于
7、扭转破坏。n曲轴材料的缺陷也是导致疲劳损坏的原因之一 n滑油变质、进水，使轴颈油孔或圆角腐蚀，发生腐蚀疲劳损坏。n注意检查曲轴轴线的状态、轴颈与下瓦的贴合情况n要尽快越过临界转速区，注意对扭转振动减振器的检查和保养n要注意化验滑油和利用分油机分离滑油11/26/202220曲轴组的管理与维护曲轴红套滑移 n组合式曲轴的曲柄臂与轴颈红套套合处相对位置发生变化n原因：由于曲轴受到过大的冲击性扭矩引起的（爆发压力过高、发生拉缸及轴承烧熔）11/26/2022212.3.4 故障管理及维护n连杆组的管理与维护n曲轴组的管理与维护n轴瓦的管理与维护轴瓦的管理与维护11/26/202222轴瓦的管理与维护
8、1）拉毛与划伤（滑油中混入了硬质异粒）2）磨料或熔着磨损（细小的杂质+频繁起动）3）偏磨（轴颈或轴承孔的圆柱度、同轴度不高或发生变形）4）咬粘（轴承间隙+滑油T，P和流量+超负荷+.）5）龟裂或疲劳剥落（轴承合金疲劳强度低，太厚，过载，温度高，轴承表面负荷分布不匀）6）轴瓦表面出现针状大面积麻点或滴状、条状剥落（产生腐蚀和气蚀）11/26/202223轴瓦的管理与维护的要点n滑油滤清效果、温度、压力和流量，装配时的清洁质量，n避免长时间过载或频繁起动n要提高轴颈和轴承孔几何精度，保证轴承间隙n采用疲劳强度高的合金材料、薄壁轴瓦n保证滑油粘度，采用防泡性较好的滑油n防止燃烧产物混入滑油，经常检查
9、滑油质量11/26/202224曲柄连杆机构的管理要点（1）轴承换新后要经过2h磨合运行方可投入正常运转（规定的除处）。（2）对三层合金轴承表面不能用布重擦，以免损坏很薄的镀层。（3）要定期进行曲轴箱检查，检查内容主要有：n导板与滑块间隙、各种轴承间隙等n各种螺栓的固紧情况（可用小锤敲击螺母发出的声音判断）n油流情况，滑油泵开动，根据油流的快慢判断轴承状态n滑油变质情况、各部件外观有无异常和裂纹等多项内容（4）要注意触摸曲轴箱的温度和倾听运转声音（5）认真监视滑油压力和温度，定期化验滑油。11/26/202225Chapter 2 柴油机的结构和主要部件2.1 柴油机的结构2.2 燃烧室部件2
10、.3 曲柄连杆机构2.4 柴油机的主要固定件11/26/20222611/26/2022272.1 柴油机的结构n主要固定件气缸套气缸体机架机座主轴承贯穿螺栓气缸大型低速柴油机中小型柴油机 机座/油底壳主轴承贯穿螺栓机体作用：构成两个工作空间，支承机件和附属设备11/26/2022282.4 柴油机的主要固定件中小型柴油机机体与机座示意图中小型柴油机机体与机座示意图1-机座；2-机体；3-气缸盖大型低速柴油机机体机座示意图大型低速柴油机机体机座示意图1-机座；2-机架；3-气缸体；4-气缸盖；5-扫气箱11/26/2022292.4 柴油机的主要固定件n工作条件气体力和惯性力，承担全部机件的重
11、量。周期性变化的侧推力所产生的倾覆力矩；惯性力的作用使它产生振动；多缸柴油机纵向受到空间力系和力矩作用；贯穿螺栓和连接螺栓的安装应力；热应力；水、油、气的腐蚀。11/26/2022302.4 柴油机的主要固定件n要求1.足够的刚度，使变形小，保证配合和精确的位置2.足够的强度，避免运行中局部发生裂纹和损坏3.机架、机座要尺寸小、重量轻4.便于内部运动机件的拆装和检修5.各结合面、检修道门要密封性好11/26/2022312.4 柴油机的主要固定件n机体机体机体机体=机架机架+扫气箱扫气箱+气缸体气缸体 L-MC系列柴油机气缸体、机架和机座连接 1、10-螺钉；2-锁紧垫片；3-保护架；4-下螺
12、母；5-贯穿螺栓下面部分；6-连接套；7-贯穿螺栓上面部分；8-上螺母；9-保护罩；11-气缸体；12-机架；13-机座 L-MC型柴油机机架1-上面板；2-导板；3-活塞冷却油管插入孔；4-贯穿螺栓孔；5-横向隔板；6-链条箱；7-检修通道；8-侧板；9-底板11/26/2022322.4 柴油机的主要固定件n机座机座（Bedplate）L-MC型柴油机机座1、2-纵梁；3-横梁；4-油底壳；A-功率输出端；B-自由端 11/26/2022332.4 柴油机的主要固定件地脚螺栓n有水平垫和垂直垫两种（1：100）；n采用球面螺母和球面垫球面螺母和球面垫或平面螺母与两个球面平面螺母与两个球面垫
13、垫n如采用螺栓固定时，其紧配螺栓的数量一般不少于总数的15%11/26/202234主要固定件结构n贯穿螺栓贯穿螺栓S-MC-C型柴油机的双贯穿螺栓 11/26/2022352.4 柴油机的主要固定件n故障与维护严防曲轴箱爆炸要及时曲轴箱各壁面道门和密封盖板漏泄定期检查机座内、外表面，底脚螺栓贯穿螺栓按说明书的规定上紧，防止横向振动11/26/20223611/26/202237本章思考题热负荷过高对燃烧室部件主要有哪些危害？试述活塞环的工作条件。密封环、刮油环、减磨环各起什么作用？各用什么材料制造？气缸套何处磨损最大？试分析其原因。活塞环折断常见的原因有哪些？简述活塞环粘着的原因及造成的后果。试述二冲程柴油机十字头轴承的工作条件。新型柴油机十字头轴承在维护、管理、检修工作中如何保证其工作可靠？上紧连杆螺栓应注意哪些事项?11/26/202238Rotating Piston(旋转式活塞)nSulzer ZA40 diesel engine11/26/20223911/26/202240
