曲柄连杆机构第二部分.ppt

三 曲轴 1作用、工作条件、要求 1)作用：　（1）把活塞的往复运动通过连杆变成回转运动；（2）汇集各缸功；（3）带动附属设备 2）工作条件 （1）受力复杂（各缸交变的气体力、往复惯性力、离心力以及弯矩和扭矩） （2）应力集中严重 ：每个曲柄分成主轴颈、曲柄销和曲柄臂三部分；现代大型低速柴油机曲轴上还直接锻出推力环；中小型柴油机曲轴钻孔；曲柄臂与曲柄销过渡圆角处为最薄弱部位（最为危险） （3）附加应力很大 　扭振、横向振动、纵向振动引起 （4）轴颈磨损　　曲柄销磨损比主轴颈快 3)要求　　最长最重，造价最高 （1）疲劳强度高，工作安全可靠； （2）刚性足够： （3）轴颈承压面积足够，保证较低的轴承比压； （4）轴颈耐磨性能良好，并允许多次车削修复；（5）曲柄的布置兼顾动力均匀、主轴承负荷低、平衡性好、扭转振动小、有利于增压系统布量 4）材料 常用材料有优质碳钢、合金钢和球墨铸铁。 （1）一般柴油机用优质碳钢 （2）中、高速强载柴袖机用合金钢 （3）强化程度不太高的中高速柴油机用球墨铸铁 2结构 1）类型 （1）整体式　中高速机广泛应用，并逐渐扩大到大型低速机领域 （2）组合式　普遍用于大型低速机组合方式有套合式（红套、冷套）和焊接式（减轻曲轴重量） （3）分段式　两端法兰连接，用于气缸数较多的曲轴 2)构造 （1） 主要由若干个单位曲柄、自由端和飞轮端以及平衡块组成 （2）筒形活塞式柴油机曲轴上钻有润滑油道、开油孔。油孔的位置应合理，并倒角、抛光 （3）曲柄臂和轴颈连接处应力集中严重，是曲轴受力最大的地方。采用车入式圆角可增大过渡圆角半径，不降低轴颈有效工作长度，但削弱曲柄臂的强度 3)曲柄的排列 （1）我国和大部分国家采用自由端排起 （2）曲柄的排列由气缸的发火间隔角和发火顺序决定。原则是： ?柴油机的动力输出要均匀，即发火间隔角要相等，二冲程机为360／i，四冲程机为720/i ? 避免相邻两缸连续发火（首、尾两端轮流发火） ?使柴油机有良好的平衡性 ?注意发火顺序对轴系扭转振动的影响 ?脉冲增压柴油机各缸排气管要分组连接以防排气互相干扰 曲柄相位图法分析各缸状态 依给定条件画出曲柄相位图 依给定条件找出发火上止点 依上止点（换气、膨胀）、下止点（排气、压缩）及发火顺序确定各缸状态 例：某四冲程机发火顺序为1－5－3－6－2－4，当第一缸处于发火上止点时，分析其余各缸状态。 （5）ｖ型柴油机曲柄排列 ?采用插入式发火 ?插入式发火就是两列的发火顺序及发火间隔角彼此完全相同，而总的发火顺序则为这两列的发火顺序根据气缸间的夹角关系进行穿插形成 4)典型曲轴介绍 （1）S-MC-C型柴油机曲轴 ?曲柄臂和主轴颈及曲柄销之间的连接处是用车入式圆角过渡，圆角处经过冷滚压加工，以提高它的疲劳强度 ? 推力轴和曲轴造为一体，并将推力抽承和主动轮组合在一起的形式，可缩短柴油机长度，布置紧凑 （2）wartsila46型柴油机的曲轴 该曲轴为整体锻造式 四曲柄连杆机构的故障及管理 1．十字头滑块和导板 1）出现较多的故障是滑块上白合金偏磨和疲劳碎裂 2）白合金偏磨原因：导板或滑块安装不正、主轴承偏磨、导板与滑块间间隙不合要求、润滑不良 3）白合金碎裂原因：润滑不良、白台金浇铸不良、超负荷运转、导板滑块间间隙过大 4）管理注意事项：定期检查导板与滑块间间隙、润滑状态和工作表面状况；运转中注意倾听曲轴箱中声响，发现异常及时处理 2.连杆 1）十字头式柴油机连杆主要承受压应力，连杆杆身一般很少出现故障 2）筒型活塞式柴油机连杆受拉、压交变力，容易出现疲劳裂纹和弯曲 3．曲轴的疲劳损坏 裂纹的产生和发展造成截面尺寸变小的结果 1）断面区域：初始裂纹区?渐断区?突断区 2）断面纹理 （1）波浪线　弯曲疲劳造成，断面与轴线成90度 （2）螺旋线　扭转疲劳造成，断面与轴线成45度 3)疲劳损坏的形式和部位 （1）弯曲疲劳损坏 ?发展趋势：由圆角（曲柄销或主轴颈）向曲柄臂发展（曲柄臂抗扭不抗弯），柴油机长期运转后发生 ? 原因：轴颈不均匀磨损所造成的交变弯矩引起 据连杆受力特点，四冲程机曲柄销内侧、主轴颈近曲柄销侧磨损大；二冲程机曲柄销外侧、主轴颈远离曲柄销侧磨损大 （2）扭转疲劳损坏 ?发展趋势：由油孔、圆角向轴颈发展（轴径抗弯不抗扭），一般柴油机运转初期发生 ?原因：交变扭转应力、扭转振动引起（扭振应力过大） 注：弯曲疲劳损坏多于扭转疲劳损坏原因：?柴油机扭矩、扭振的计算及测量技术比较成熟；?弯曲应力复杂，难以精确计算?轴承磨损后能产生很大的附加弯曲应力 4）防止措施 （1）定期检查曲轴轴线的状态、轴颈与下瓦的贴合情况－测臂距差、桥规值 （2）操车时尽快越过转速禁区 （3）注意对扭振减振器的检查和保养 （4）注意滑油化验和离心分离净