曲柄连杆机构第一部分.ppt

第三节 曲柄连杆机构 柴油机的主要运动件，主要包括曲轴和连杆．十字头式机还包括十字头组件。主要作用是将活塞的往复运动转换成回转运动，并输出动力。 一、十字头(crosshead)组件 1.作用及工作条件 1）作用：?连接活塞与连杆；?传递气体力与惯性力；?承受侧推力并给活塞导向 2）工作条件： ?单向受力；?滑块受侧推力；?十字头轴承润滑困难 3）正车导板：受正车膨胀行程、倒车压缩行程侧推力 　倒车导板：受倒车膨胀行程、正车压缩行程侧推力 2.构造 1）类型 （1）双导板式：正倒车承压面相同，比较安全可靠，可由两侧进行检修，应用广泛 （2）单导板式：结构简单，但倒车时导板受力不合理（工作条件与柴油机转向有关），已少用 （3）圆筒形导板：仅为个别机型使用 2）十字头与活塞杆的连接方式 （1）活塞杆穿过十字头上的孔用螺帽固定。连杆小端必须分岔，降低十字头轴承工作可靠性，已基本不用。 （2）活塞杆下部凸缘与十字头用螺栓连接。连杆小端采用全支撑式，扩大轴承承载面积，改善受力状况，提高轴承工作可靠性，新型机多用。 3）结构（MAN BW L-MC/MCE机型） （1）导板与横隔板制为一体，不可调节，靠加工精度保证，以提高刚度（SULZER RTA机上使用螺栓连接，两者间有调隙垫片可调横向间隙） （2）滑块上有导轨，可用调节垫片调纵向间隙（ SULZER RTA机上为小导板，也可加垫片调纵向间隙） 3.十字头轴承工作分析和提高可靠性措施 柴油机各轴承中工作条件最差，发生故障最多 1）工作特点：（1）轴承比压大，易发生裂纹；（2）难以形成足够的润滑油膜（滑块在上止点附近时最差，边界润滑）；（3）单向受力（受压）；（4）受力不均（轴承内侧受力较大） 注：细小裂纹存在不必急于换新，应降低负荷使用，注意观察 2）提高可靠性措施 （1）降低轴承比压：?限制pz；?加大轴颈直径（比压下降刚度提高，利于润滑油膜形成）；?采用全支承轴承（扩大承压面积，也可改善润滑） （2）分岔式应使轴承负荷分布均匀：?采用弹性结构（自整位式十字头轴承可使轴向负荷分布均匀）； ?采用刚性结构。 ?反变形法。 ?增大承压面的贴合面积 （3）保证良好的润滑和冷却：?保证油压（铰链机构或套管机构或专设滑油升压泵以实现液体静压润滑）；?合理开设油槽（下瓦必须开纵横油槽，但轴向横槽不能开到边缘，端部开设泄油孔以加强冷却）； ?合适的轴承间隙（太大油压不易建立，太小易抱轴） （4）采用薄壁轴瓦（抗疲劳强度高，加工精度高，不需拂刮，互换性好，拆装与更换方便，不允许用调隙垫片） （5）提高十字头销颈表面光滑程度。 二、连杆connecting rod 1.工作条件和要求 1)作用: (1)传递气体力和惯性力；(2)连接活塞或十字头与曲轴；（3）将活塞的往复运动转变成曲轴的回转运动（连杆小端往复，杆身摆动，大端回转，杆身任一点轨迹为椭圆） 2）工作条件：（1）受周期性变化的气体力和活塞连杆惯性力；（2）小、大端轴承产生摩擦、磨损；（３）二冲程机连杆大部分时间受压，四冲程机连杆拉、压交替（换气上止点附近受拉） 3)要求：耐疲劳、抗冲击，具有足够刚度和强度；长度短、重量轻、便于拆装，工作可靠，寿命长 4）材料：大型低速机用优质碳钢，工字形断面或圆形断面（易于加工）；中高速强载机用优质碳钢或合金钢，圆形断面或工字形断面（减轻重量，增大抗弯能力，材料利用充分） 2.构造 1）十字头式机连杆 （1）RTA型 ?小端为十字头端，轴承下瓦机械负荷内侧比外侧大；大端为曲柄销轴承 ?小端轴承座上设薄壁轴瓦以提高耐疲劳性能；大端没有轴瓦（白合金直接浇铸）以增大轴径且利于轴承散热；白合金用燕尾槽加固 ?船用大端（连杆杆身与连杆大端轴承座分开）优点：利于吊缸并可调压缩比，利于加粗曲柄销加强连杆大端刚度 注：RTA-T型采用车用大端（连杆杆身与连杆大端轴承座不分开）优点：连杆较短，可减小整机高度，还可增大十字头轴承摆角以改善轴承润滑 （2）L-MC/MCE型 ?车用大端 ?十字头销短而粗，连杆小端采用全支撑式（称刚性十字头轴承）增加承载能力和可靠性 2）筒形活塞机连杆 （1）平切口式（WARTSILA38） ?连杆圆形断面，船用大端（中高速机广泛用车用大端） ?曲柄销轴承、活塞销、连杆小端滑油来自曲轴 ?阶梯形小端以增大小端下面主要承压面的面积。 ?连杆大端轴承上瓦受气体力、惯性力，下瓦受惯性力，上瓦不许开油槽 ?薄壁瓦分三层：刚背上浇铜铅合金，再镀薄铅锡合金 （2）斜切口式（WARTSILA20） ?优点：便于吊缸，增大曲柄销直径（提高刚性），降低轴承比压 ?缺点：结合面产生较大切应力，使连杆螺栓受剪切 改善措施：锯齿形啮合面 ?连杆工字形断面；大端阶梯形切口便于拆装，减小轴承负荷，保证曲轴刚度 ?