轮机维护与修理第八章(培训教材)课件.ppt

01:01,Chapter 8 柴油机主要零件的检修,本章主要介绍：柴油机主要零件常见的缺陷及修理方法，通过典型的修理方法，进一步巩固、加深对修复工艺的理解。,01:01,重点：气缸盖的检修、气缸套的检修难点：曲轴的检修；根据材料及结构特点，选择合适的修复方法知识点：气缸盖损坏形式、部位、修理方法气缸套损坏形式、部位、修理方法曲轴损坏形式、修理方法。,Chapter 8 柴油机主要零件的检修,01:01,检修学习思路,1.了解该零件在整个设备中的作用；,01:01,主要内容,8-1 气缸盖的检修,8-2 气缸套的检修,8-3 活塞的检修,8-4 活塞环的检修,8-5 活塞销和十字头销的检修,8-6 活塞杆填料函的检修,8-7 曲轴的检修,8-8 轴承的检修,8-9 精密偶件的检修,8-10 气阀的检修,8-11 重要螺栓的检修,8-12 船舶管系的检修,01:01,8-1 气缸盖的检修,二、缸盖的损坏形式,一、缸盖的工作条件及结构特点,三、气缸盖的检修,01:01,一、缸盖的工作条件及结构特点,1、结构特点：缸盖是柴油机固定件和燃烧室的组成部分。上安装有喷油器、起动空气阀、安全阀和示功阀等。筒状活塞式柴油机缸盖上还装有进、排气阀，二冲程直流扫气式柴油机气缸盖上装有排气阀。气缸盖内部有各种气道和冷却水空间。其结构复杂，孔道较多，壁厚不均匀；2、工作条件：高温，高压，腐蚀，机械应力、热应力集中。故条件恶劣。,01:01,二、缸盖的损坏形式,根据缸盖的工作条件及结构特点，可以分析出缸盖的损坏形式有：,1 底面和冷却水面的裂纹,2 气缸盖气阀座面和导套的磨损,3 冷却水腔的腐蚀；,（缸盖的翘曲变形）,01:01,三、气缸盖的检修,1 气缸盖裂纹检修,2 气缸盖气阀座面的检修,01:01,1 气缸盖裂纹检修,1.1 裂纹部位1.2 气缸盖裂纹检验1.3 裂纹产生原因1.4 气缸盖裂纹的修理,01:01,1.1 裂纹部位,1）缸盖底面裂纹 如图81原因：（热疲劳、高温疲劳和蠕变疲劳），产生在阀孔的过渡圆角处，即有应力集中之处，且沿径向扩展；2）缸盖冷却侧裂纹 如图82原因：（最大爆发压力的作用），在冷却水道的环形筋的根部应力集中产生裂纹，并沿圆周方向和向触火面扩展，导致缸盖裂穿漏水或在阀孔壁上开裂。,01:01,1.2 气缸盖裂纹检验,1）按CCS要求，5年一次特检；气缸盖及阀件等打开检验；2）按主、副机说明书维修保养大纲的要求进行检修气缸盖及其阀件等；3）新造或修理的气缸盖需检验；怀疑有裂纹的缸盖进行检验（观察法粗检、无损探伤和水压试验精检）。航行中判断穿透性裂纹的方法：气缸或活塞冷却水压力表指针波动或膨胀水箱水位上下波动；冷却水温升高，淡水消耗量增加，扫气箱有水流出；膨胀水箱的透气管有气泡冒出和冷却水有油星；起动前进行转车和冲车时，打开示功阀有水气或水珠喷出；曲柄箱或滑油柜中滑油量不正常增多，滑油迅速乳化变质；吊缸时，活塞、气缸套、气缸盖工作表面有锈痕，或活塞顶部积水。,01:01,1.3 裂纹产生原因（人为故障）,根本原因：缸盖产生热疲劳、机械疲劳、高温疲劳；（参见p64）直接原因：轮机员操作管理和维护保养不当。如：柴油机冷车起动或起动后加速太快；频繁起动、停车和长时间超负荷运转；冷却和润滑不良或中断、停车后立即切断冷却水；未定期吊缸检修，及时发现问题；冷却水没有投药处理或处理不当；安装气缸盖时，螺栓预紧力不符合说明书要求或各螺拴受力不均匀。此外，缸盖的裂纹与结构性、工艺性等自然故障有关。,01:01,1.4 气缸盖裂纹的修理,修理前先进行无损探伤查明裂纹的部位、尺寸和深度等；根据检查结果，依照缸盖材料、结构，选用下列不同的修理方法。1）穿透性裂纹或关键部位发生严重裂纹换新；2）若无备件则采取封缸办法，减缸运行的应急措施。,01:01,缸盖裂纹修复方法,1）微小裂纹：用挫刀、油石或风砂轮等工具打磨消除裂纹，经无损探伤或水压试验检验合格后继续使用。否则，继续打磨、检验。若裂纹较深达壁厚的3以上时，停止打磨改用其它方法修理或报废换新。2）金属扣合法：修理气缸盖底面和其他部位裂纹。3）焊补：裂纹较小时，先铲去裂纹再焊补。应制订严格焊补工艺和选用合适焊补方法。参见缸盖焊接工艺。4）镶套修理：主要修理缸盖孔壁上的裂纹，如图83。镶套材料为不锈钢或青铜，与孔的配合为过盈配合H7/r6。衬套端面与阀孔底面垫紫铜垫片，加强密封。5）胶粘剂修理：对于气缸盖、气缸套上的裂纹或铸造缺陷（砂眼），依其部位和工作条件选用有机或无机胶粘剂进行修理。6）覆板修理：用于修理气缸盖外表面裂纹，修理时先在裂纹两端钻止裂孔，涂胶粘剂（如环氧树脂）后将钢板覆盖其上，用螺钉将钢板固紧在气缸盖上。如图 其他裂纹零件可参照上述方法选用,01:01,覆板修理示意图,修复外表面裂纹钻止裂孔；图（a）补板常用紫铜板，板厚1.53mm。大小：以每边大于裂纹1520mm。覆板下涂石棉粉和白漆混合的石棉泥。若覆板为钢板下涂白漆，用螺钉固紧。图b修复可在裂纹处涂无机粘接剂。,01:01,2 气缸盖气阀座面的检修,2.1 阀座的工作条件：1）气阀座在高温燃气环境下，承受冲击；2）在高应力作用下，与气阀磨损；3）高温燃气的侵蚀、冲刷。2.2 阀座的缺陷：麻点、凹痕、裂纹等。2.3 危害：导致漏气，压缩压力降低，燃烧恶化，缺陷加重。,01:01,2.4 阀座修复方法,1）手工研磨工艺（较轻）,2）阀座铰刀修正（较重）,方法视损伤情况和尺寸而定：,3）专用磨床磨削消除缺陷（大型）,气阀密封性的检查,4）镶套与堆焊修复,01:01,1）手工研磨工艺,方法：将清洗干净的缸盖倒置在架子或方木上，用橡皮碗吸住阀盘底平面，并在配合面阀间放人少量研磨剂或机油，用相配合的气阀锥面与阀座互相研磨。若表面麻点较深，可将砂布垫在气阀下，用手按住转动气阀磨去麻点，然后依次用粗、细研磨沙、滑油研磨。当研磨至阀面光亮，经密封性检查合格后完成。,01:01,2）阀座铰刀修正,阀座凹陷严重，或经多次研磨阀密封带变宽或更换了阀座圈，需采用铰刀修正。,01:01,铰刀,气阀铰刀由心杆和不同角度的铰刀组成：铰刀的角度分：15、30、45、75四种；30和45铰刀各有粗刀和细刀两种。,01:01,铰削工艺步骤,根据阀座和导管直径，选择合适铰刀和心杆。心杆插入导管，能轻松转动但不晃动为合适；沙磨硬化层 用砂布垫在铰刀下打磨，除去阀座表面硬化层，然后铰削；根据气阀种类选用30或45铰削。损伤严重，先粗铰再细铰。铰削用力均匀、平稳，防止铰偏或起棱，起棱应用砂布打磨后再续铰；铰削始终顺时针进行，不可反转，防铰刀变钝；不断更换起止位置，以获得平整的铰削面。试配和修正接触面铰削后阀座抹色油，装上修复的气阀试配。接触环带应在气阀中部或偏近阀杆中上部，环带宽度符合要求(中小型机为1.52.5mm)p143表81。若接触环带过宽并偏下，选15铰刀修正；若接触环带过宽并偏上，选75铰刀修正；用30或45修整，细砂布打磨，研磨。,01:01,3）专用磨床磨削消除缺陷,大型机气阀阀座，采用专用磨床磨削消除缺陷，研磨。,01:01,气阀密封性的检查 p142,a）观察法：气阀敲击阀座，呈现连续光环，密封性好；b）划线法 铅笔每隔35mm画线，转90，铅笔都擦掉，密封性好；c）煤油检查，气阀装入阀座并压紧一下，在阀座坑内阀盘底面，倒煤油，5min后擦净，迅速提起气阀，阀座面无油渗入，密封性好。,01:01,4）镶套与堆焊修复,镶套修理气阀座出现裂纹，若损坏严重，阀座下沉，便不能采用磨削和研磨修复，在结构允许的情况下，采用镶套修复。堆焊修复除去缺陷，堆焊金属，保温缓冷，然后机加工成形，研磨使用。,01:01,部位及原因：烧伤和腐蚀大多发生在排气阀座面上，主要是由于座面的变形、磨损、积炭和座面裂纹等引起气阀关闭不严，高温燃气漏泄使阀座过热和金属元素烧损;或因阀座过热和燃用重油发生高温钒腐蚀，阀座面产生麻点、凹坑，甚至局部烧穿。检修 阀盘座面腐蚀和烧伤的麻点、凹坑可机械加工消除，然后用专用磨床修磨，或采用堆焊、喷焊工艺修复。阀座面的腐蚀、烧伤用机加工或手工铰削修复，大型柴油机的排气阀座面也可采用堆焊、喷焊修复。损伤严重时应更换座圈。,2.气阀座面烧伤、腐蚀的检修,01:01,8-2 气缸套的检修,结构特点：大型二冲程机采用长冲程直流扫气，气缸套较长，中下部有一圈气口。缸套的工作条件：上部受燃气高温、高压和腐蚀；内表面受摩擦；外表面受冷却水腐蚀、穴蚀作用。缸套主要损坏形式：内表面磨损、腐蚀、热疲劳裂纹和拉缸拉痕；外表面穴蚀和裂纹。柴油机说明书维修保养大纲要求8000h对气缸套进行检修一次，吊缸时也应检测气缸套的磨损情况。,01:01,1.缸套磨损检修,新气缸套内孔精度等级：圆度和柱度误差在0.0150.045mm以内，粗糙度在Ra0.4 Ra1.6m之内。安装质量要求：圆度误差和圆柱度误差应控制在0.05mm以内。不均匀磨损的影响：缸套磨损量超过（0.40.8%）D（缸径）时，燃烧室就失去密封性。轮机员应按说明书的要求对气缸套的磨损进行检测，掌握气缸套的磨损情况，防止发生过度磨损。缸套内孔磨损极限如表8-2所示。提示：铸铁气缸套的正常磨损率小于0.1mm/kh，镀铬气缸套正常磨损率在0.010.03 mmkh范围之内。,01:01,01:01,1.1 气缸套内圆表面磨损测量,1）测量工具：内径千分尺（大型机用）、内径百分表（小型机用）或随机专用内径百分表。a2）测量部位：各机型柴油机缸套测量部位应该是固定的，以便与前次测量结果进行比较，从而了解磨损情况，掌握磨损规律。故都做有测量定位样板，如图。中小型机无样板又无说明书等资料时按以下规定测量：活塞位于上止点时，第一道环对应的位置；活塞位于行程中点时，第一道环对应的位置；活塞位于行程中点时，末道刮油环对应的位置；活塞位于下止点时，末道刮油环对应的位置。每个截面测量纵横两个直径。,01:01,01:01,1.1 气缸套内圆表面磨损测量,3）测量、记录与计算记录测量数据，各测量横截面可计算出圆度误差：DxDy/2；找出并记录最大圆度误差max。纵截面上计算柱度误差：（DmaxDmin）/2，取最大值；计算内径增量：（DmaxD0）。判断是否超过磨损极限。缸套磨损极限 见p143表82。将计算出的最大圆度、最大圆柱度或最大内径增量与说明书或标准比较，确定磨损程度。如超过极限，或有擦伤、裂纹时，则需修理。与上次测量比较，确定两次测量时间间隔，可计算出这段时间内缸套的磨损率。,01:01,1.2 气缸套磨损的修复,1）轮机员自修磨损未超极限，内圆有轻微拉痕擦伤时，轻微纵向拉痕(宽0.2%D，深0.05%D，数量3条)，用砂纸、油石与水平成2030交叉打磨)，使之光滑。拉痕超过规定，送厂维修。轻微擦伤（深度0.5mm）油石、锉刀、风沙轮消除，使之光滑即可。2）船厂修复镗缸修复 内径增量符合标准，用镗缸办法消除较大拉痕、擦伤和磨台；消除几何形状误差；修理尺寸法 内径增量超过标准，在保证缸壁厚强度的前提下镗缸，再依镗缸后的尺寸，配制新的活塞组，恢复配合间隙；恢复尺寸法 镗缸后，根据壁厚的要求，选镀铬（松孔镀铬，厚度控制在0.25-0.30mm）、镀铁(可获得较厚镀层，可达2mm)或喷涂等。恢复缸套原有直径和配合间隙。修复后的缸套正常运行前，需磨合。,01:01,2 气缸套的裂纹检修,在大直径、强载荷的中、低速机的缸套易产生裂纹。2.1裂纹的形式及部位1)冷却侧裂纹缸套凸肩处裂纹：如图89（a）内圆上部纵向裂纹：如图810（a）局部过冷、热应力过大所致。2)缸套内表面裂纹：如图8102.2 裂纹的修理采用波浪键扣合，螺钉密封。用于少量纵向裂纹短的情况；裂纹严重或裂穿，换新。无备件时，封缸运行。,01:01,01:01,3 拉缸检修,活塞组件与缸套配合面相互剧烈作用(干摩擦)，在工作表面产生拉毛、划痕、擦伤、裂纹或咬死的损伤现象，称为。3.1 拉缸的主要症状 1）运转声音不正常，发出“吭吭”声或“嗒嗒”声；2）转速下降乃至自动停车因气缸内摩擦功大增；3）曲柄箱或扫气箱冒烟或着火由于缸套和活塞组件温度升高，使曲柄箱或扫气箱空间加热，油或积油蒸发成油气，当活塞环粘着或断环失落使燃气泄漏以致着火；4）排温、冷却水温和润滑油温显著升高；5）吊缸检查，可以发现气缸套和活塞环、活塞工作表面呈蓝色或暗红色，有纵向拉痕；缸套、活塞环，甚至活塞裙异常磨损，磨损量和磨损率很高，远远超过正常值。,近年来，随柴油机增压压力和单缸功率的提高，缸套和活塞组件的热负荷和机械负荷大增，加之高粘度劣质燃油的使用等，使拉缸更易发生。,01:01,3.2 拉缸种类,柴油机拉缸多发生在运转初期的磨合阶段和长期运转以后。根据拉缸发生时间和损伤特点分为两类：1）运转初期的磨合拉缸发生在新造或修理后的柴油机磨合阶段，损伤部位在气缸套和活塞环工作表面，严重时波及活塞裙外面。2）柴油机运转中的拉缸发生在柴油机稳定运转较长时间（数千小时）以后，拉缸使活塞裙外表面烧伤、磨损和气缸套内上止点附近壁面严重磨损及气口筋部裂纹。铸铁缸套与铝合金活塞发生拉缸时，可使活塞材料熔化并与缸套表面焊接。,01:01,3.3 拉缸的工艺原因,根本原因是工作表面间油膜变薄或遭到破坏。其工艺原因是：1）材料不匹配，如镀铬环与镀铬缸套不匹配；2）活塞环断裂；3）磨合质量不好；4）润滑、燃烧和冷却不良5）工作表面粗糙度不合适，易引起运转初期的磨合拉缸；新造或经修理的气缸套内表面粗糙度应符合下列要求：高速机 Ra0.8m；中速机 Ra1.6m；低速机 Ra3.2m；6）活塞运动装置对中不良；参见p212,01:01,3.4 防止拉缸的工艺措施,1)保证活塞运动装置良好的对中性2)气缸套内圆表面采用波纹加工或衍磨加工 3)气缸套内圆表面强化处理 4)活塞环外表面强化处理,01:01,3.5 拉缸的应急措施,航行中，一旦发生拉缸事故，应沉着冷静地分析情况，积极设法采取可行的应急措施。1）根据拉缸程度、海况、海域或航道情况、柴油机结构特点等依说明书指导或自行决定应急措施。2）当拉缸尚不严重，海面情况不允许停车检修或距目的港（或任何港口）较近时，可采取简单的减缸航行措施；3）拉缸较为严重（咬缸或自动停车），而距目的港较远，但海面平静时可吊缸修理；4）若无备件可采用完全减缸航行。,01:01,8-3 活塞的检修,工作条件：高温、高压燃气作用，热应力和机械应力；与缸套摩擦。损坏形式：外圆表面和环槽的磨损、裂纹和破裂、顶部烧蚀等。,01:01,1 活塞外圆的磨损部位与检测,筒形活塞因侧推力影响，裙部磨损；十字头活塞，安装不正或拉缸时磨损。1.1 磨损测量：（外径千分尺、游标卡尺）部位：一般测活塞裙部；部分按说明书要求头部增测12测量点，了解其磨损和烧损情况。测量点见右图：若裙部较长，每隔100200mm 设测量点。每测量截面，测取横向与纵向两个直径。计算校合：计算每个截面的圆度误差；纵截面柱度误差。取最大值与说明书或标准比较。活塞裙部外圆磨损极限 见p151表85,01:01,1.2 活塞外表面磨损的修复,磨损不太严重光车裙部外圆，消除磨损引起的形状误差；（中小型活塞，普通车床；大型活塞，上立式车床）。光车后，若活塞与缸套的间隙满足p206表91要求，可继续使用；否则采取以下措施：磨损严重超差：铝活塞 报废；铸铁活塞光车后，热喷涂、镀铁等；铸钢活塞光车后，镀铁、堆焊 恢复尺寸。,01:01,2 活塞环槽磨损检修,环槽的磨损以铝活塞尤为严重！2.1 环槽磨损原因：环上下跳动、环径向胀缩运动，环与环槽之间相互摩擦；灰尘、炭粒增加其磨粒磨损；活塞头部高温材料机械性能耐磨性；油膜烧损磨损。,2.2 环槽磨损危害 天地间隙环在环槽中跳动 天地间隙作用在环内侧压力 天地间隙密封性pz、pc功率油耗 环槽形状由矩形梯形 如图89。,01:01,2.3 环槽的测量与磨损修复,测量：用标准样板或新环+塞尺，测环槽天地间隙(平面间隙)图812。测量值与说明书或 p157表86比较，超差应修复。修复：光车或磨削环槽上下端面，配加大尺寸的活塞环。环槽加大尺寸不宜过大，保证槽脊减薄量不超过原厚度2025，且不允许同一活塞有超过2个环槽采用此法修理。（避免备件困难）光车后，镀铬、喷焊、堆焊恢复尺寸，再光车至原尺寸。（喷焊、堆焊后需进行退火处理，对大型钢制活塞较好）,环槽端面镶垫环 如图813。镶死环，焊接工艺焊死，再磨损后不易修复；活环：过盈配合，但易脱落引发事故。,01:01,3 活塞裂纹的检修,3.1 活塞头触火面裂纹 如图814。原因：机械应力和热应力的共同作用1）温度分布不均(顶部中央或边缘温度最高，铸钢达450，铝活塞达300375)，产生热应力；pz引起机械应力。热疲劳、机械疲劳；2）冷却不良导致过热，如冷却水侧结水垢、顶侧积炭(超过0.5mm，散热不良、温度高，在机械应力作用下裂纹)。高温疲劳。3）活塞顶起吊孔、第一道环槽根部，应力集中裂纹。3.2 活塞冷却侧裂纹原因：pz 过大引起，或出现应力集中。裂纹检查：将活塞清洗干净，特别是环槽内的积炭清除干净后，采用观察法，或着色探伤检查。,01:01,3.3 活塞裂纹的检修,活塞顶部裂纹较轻，采用焊补或钢活塞顶部局部更换；活塞环槽根部裂纹、活塞上穿透性裂纹及冷却侧裂纹因无法修复时应换新；铝活塞出现裂纹报废。,01:01,4 活塞顶部烧蚀的检修,4.1 原因：1）高温材料氧化、脱炭，化学成分烧损、金相组织变化。出现以下情形温度会更高喷油定时过迟、后燃严重；喷油器安装不正确，油直喷在活塞顶积炭；冷却面结垢等。2）燃油中钒、钠引起高温腐蚀。4.2 危害：顶部表面金属剥落、出现深浅不一的凹坑、顶部变形、厚度减薄，严重时烧穿。4.3 烧蚀的检查 如图812样板塞尺检查，测量样板与塞尺之间的最大间隙t。t超过15mm换新。4.4 修理1）改变活塞安装角度 在结构允许情况下，使轻微烧蚀部位避开喷油方向。（指十字头活塞。）2）焊补修理 烧蚀厚度接近规定值时，堆焊，退火再加工至原形状；3）超过规定极限或活塞顶部厚度减至设计厚度一半 换新,01:01,二、活塞的验收（大纲未作要求）,2.1 材料成分和机械性能符合原机设计要求认真审核供应商和制造厂提供活塞材料成分、机械性能检验报告。2.2 活塞尺寸、形状和位置精度及粗糙度应符合设计图纸要求1）活塞销孔中心线与活塞中心线垂直度检验：如图8-16 a)2）活塞销孔中心线与活塞中心线位置度检验：如图8-16 b)3）活塞环糟平面与活塞中心线垂直度检验：图8-13a），用百分表沿环槽端平面转动一周，其平面跳动量为环槽平面与活塞中心线垂直度误差。4）活塞顶面形状的检测：样板检测活塞顶面形状是否符合图纸要求。,01:01,8-4 活塞环的检修,作用：密封、散热、调节滑油。损坏形式：过度磨损、折断、粘着、弹力下降等。环的工作性能直接影响气缸和柴油机的工作性能。应定期地通过扫气口检查和判断其工作情况。（四冲程机需吊缸检查、二冲程机通过扫气口检查）,01:01,8-4 活塞环的检修,1.活塞环工作状况的检查方法,2.活塞环的损坏与检修,3 轮机员配换活塞环工艺,4 活塞环验收,01:01,1、活塞环工作状况的检查方法,通过扫气箱操纵侧气缸观察孔观察：盘车使活塞处于下止点，逐渐盘车使活塞上行。通过扫气口，察看气缸壁、活塞头、环、裙工作面和活塞杆的情况。,01:01,1、活塞环工作状况的检查方法,判断环工作状况（参见主机p49图223）1）良好状况：工作面光亮、湿润，环活动自如，无过度磨损（虽有棱边但无毛刺）；润滑情况：除第一道环外，其余各道环的棱边应有滑油。2）环棱边有毛刺，对应缸壁有轻微磨痕 环轻微擦伤。3）环表面出现纵向拉痕有硬质颗粒；4）若环槽有较厚积炭，用木棒触动环检查环是否粘着和粘着的程度；（粘着导致密封不良）5）观察环是否断裂，木棒检查；6）观察环的颜色，判断是否漏气（若环表面干燥发黑，对应缸套有干燥发黑表面，说明漏气）7）若活塞头部、头几道环环槽内有白色沉积物(含钙的盐类)缸内滑油碱性过大。缸套表面出现漆状沉积物(褐色)，缸套表面颜色发暗 滑油碱性过低，缸套出现酸腐（镀铬缸套会出现白斑）。,01:01,2 活塞环的损坏与检修,2.1 活塞环过度磨损与检测2.1.1 磨损：环外圆磨损：环随活塞上下运动，其外圆表面与缸套磨损径向厚度搭口间隙；上下平面磨损：环上下端面与环槽磨损轴向厚度天地间隙(平面间隙)。环正常磨损率为0.1-0.5mm/kh，寿命一般为：800010000h。若加快为异常磨损。环外圆多为不均匀磨损(开口对侧磨损较严重),01:01,2.1 活塞环过度磨损与检测,注意事项：a.冷态测量：在柴油机冷态时进行。工作时，环因受热在周向和径向均会膨胀，搭口和平面间隙均会减小；b.清洁：环和缸套均应清洗干净，以确保测量精度；c.环安放部位：大型二冲程机，环放在气口以下磨损小的部位用塞尺测量；中小型四冲程机，安放在上部未磨损的缸套内测量。d.测量后与说明书规定比较。,2.1.1 环磨损的检测：,测量,搭口间隙,平面间隙,径向厚度,判断环磨损情况。,01:01,1）搭口间隙的测量,搭口间隙：冷态时环安放在缸套内磨损较小或未磨损处，搭口之间的间隙。过小，环受热膨胀两端口对顶拉缸、环卡死、折断；过大漏气。安装时，应保证不能过小，说明书规定的装配间隙(p157表8-6)；缸套和环外圆磨损后。当规定极限间隙时，换新。正常搭口间隙：装配间隙 极限间隙。搭口间隙测量方法：p156,01:01,2）平面（天地）间隙测量,平过大漏气，平过小受热膨胀后卡死。要求：装配间隙平 极限值，应修复环槽或换新环；实测值极限值，说明环槽变形(p159图821)或环槽脏。由于第一道环温度高，通常间隙值较大，其他环依次减小。,01:01,3）活塞环径向厚度和高度测量,（采用外径千分尺测量，如图8-19）磨损后径向厚度减小，当小于某规定值时，换新环。,01:01,2.2 活塞环的折断,活塞环常见的损坏形式。一般多是第一、二道活塞环发生折断，断裂部位多在搭口附近。危害：断环被吹到排气管或扫气箱中，或吹入增压器涡轮端打坏涡轮叶片。原因：除材料缺陷和加工质量外，主要有：搭口间隙过小；环槽积炭；缸套的磨台；环槽过度磨损；环挂住气口；环径向张缩疲劳等。,01:01,2.3 活塞环粘着,第一、二道环易粘着。危害：密封性窜气功率 燃油燃烧不良，滑油结焦，积炭环磨损或折断。原因：（3个）活塞或缸套过热；滑油过多；燃烧不良积炭所造成。解决措施：取出粘着的环，换新环。取环步骤：煤油浸泡，使积炭松软；木棒敲击使环松动；专用工具取下。避免采取扁铲、凿子等损伤环槽的工具。大型机加强活塞的冷却、增大环平面间隙，防止卡死。,（解释为什么缸径大，燃烧室温度会高？）,01:01,2.4 活塞环弹力丧失（密封性）,1）原因：过度磨损径向厚度弹力 环在高温高应力作用下疲劳变形弹力2）船上检查环弹力方法测量环自由开口间隙 标准开口值a0(0.10-0.13)D实测开口a实测 a0 环弹力。测量塑性变形量量取自由开口大小，将自由开口闭合或过大一倍，松开后再次测量自由开口大小。若变形超过原开口10，表明弹力过小；对比法测量如旧环已闭合，新环有间隙，表明旧环弹力不足。检查环在缸套中的卡紧力 p160.弹力减小应换新环，若无备件采用反变形办法，增加其弹力。,01:01,3 轮机员配换活塞环工艺,3.1 新环检查使用备件环前应对其进行必要的检查：1）外观检查：清洁新环油脂和锈痕，观察有无变形和表面碰伤、裂纹等损坏。一般新环上有“直径宽高”的尺寸标记和上、下端面标记，镀铬端面应为下端面；如无标记，应测量活塞环尺寸及确定下端面。2）测量搭口间隙和平面间隙：间隙过小时应分别修锉搭口两端和环的上端面，切不可修挫下端面，并防止修挫时损伤环表面和产生变形。3）测量环径向厚度和环槽深度：要求环的径向厚度比环槽深度小0.51.0mm，否则修锉环的内圆表面使符合要求。4）检查环弹力：检查活塞环自由开口。,01:01,3 轮机员配换活塞环工艺,3.2 新环的修配1）修锉搭口：防止活塞环搭口两端锋利棱边刮伤缸壁及挂住气口，将搭口两端修挫成较大圆角，一般圆角半径为35mm，如图8-23a）所示。2）修锉上、下两端的棱边：为了减少气缸的磨损和擦伤及有利润滑，应修锉活塞环上、下端棱边的尖锋和毛刺。3）新环检查后为保证各种间隙值而进行的修配工作。,01:01,3 轮机员配换活塞环工艺,3.3 新环的安装1）活塞环安装在活塞环槽中，采用随机专用工具将环的开口扩大，如p125图75，或用绳索拉开，套进活塞环槽内。切勿使开口过分开大，以免使环变形或折断。2）新环装在第一、二道环槽中，旧环装在其它环槽中。一般情况下，不应一次更换所有旧环，更不可因一环损坏更换所有旧环。3）装入活塞的各道环开口位置应错开，以免燃气下窜。4）装好环的活塞在未吊入缸中之前，应放于木板上妥善保管，以免损伤活塞和活塞环的工作表面。,01:01,3 轮机员配换活塞环工艺,3.4 新环的磨合运转活塞环换新后必须经磨合运转才能投入使用工况运转，一般需经2024h磨合运转。例如MAN-B&W S/L 60 MC/MCE型柴油机换新环后的磨合运转为：在24h内转速逐渐增加至最大转速的80%；保持80%最大转速运转6h；在1214h内转速继续增加至全速，并且逐渐增加负荷，总计磨合2024h。在磨合期间应使气缸油供油量达最大值。,01:01,4 验收活塞环,1）活塞环尺寸、形状和位置精度及表面粗糙度应符合图纸要求；2）活塞环材料、金相和硬度符合要求；材料：高磷铸铁、钒钛铸铁。金相组织：在细片状珠光体基体上均匀分布着细直片状或蜷曲状的小片石墨，磷共晶体呈断续块状分布，分散的细小铁素体晶粒不超过试片总面积的5。硬度：在HB180HB250之间，同一活塞环上硬度差不超过HB20。要求活塞环硬度比缸套硬度高HB10HB20，目的是既保护缸套不被很快磨损又有较长的活塞环寿命。3）活塞环外观、弹力检查；4）活塞环密封性检查，采用漏光法，一处漏光弧度不超过30度，几处漏光弧度总和不超过90度，搭口附近30度范围内不允许漏光。,01:01,8-5 活塞销和十字头销的检修,一、活塞销的检修工作条件：承受惯性力和气体力（冲击性）；摆动运动润滑条件差。结构及材料：中空圆柱体，材料：低碳钢（15钢20钢）、合金渗碳钢，表面渗碳、淬火和低温回火处理，表面硬度高耐磨，内部有较高韧性。主要损坏形式：磨损、裂纹,01:01,1、活塞销的检测,2）活塞销裂纹检查（销损坏会导致严重事故，应重视）外观检查 有无擦伤、氧化变色、渗碳层剥落、表面裂纹等缺陷。磁粉探伤 出现横向发纹，或多于5条纵向发纹，同一截面多于2条发纹应报废；,1）磨损的测量 测量部位：如图所示 横截面计算圆度；纵截面计算圆柱度。与表87规定值比较。,01:01,2、活塞销的修理,磨损：采用镀铬、镀铁修复。裂纹或渗碳层剥落：报废换新。,01:01,二、十字头销检修,（十字头内容大纲未作要求）自修,01:01,8-6 活塞杆填料函的检修,大纲未作要求，暂略。P164.检修注意事项 2点,01:01,8-7 曲轴的检修,1、概述,2、曲轴的检修,3、曲轴的臂距差,4、根据臂距差判断主轴承的高低,5、曲轴的验收,01:01,1、概述,曲轴是柴油机重要零件。其重量占整台柴油机重量的715，造价占柴油机造价的1020。曲轴技术状态直接影响柴油机的正常运转、船舶的安全航行和经济性。,01:01,1、概述,曲轴功用往复运动回转运动；将所作的功汇集后以回转运动的形式输出。带动柴油机附属设备曲轴工作条件受力复杂(气体力、运动件惯性力等都汇集到曲轴力、力矩)；形状复杂，应力集中严重；附加应力很大，刚性差；轴颈遭受磨损。主要损伤形式：轴颈磨损、腐蚀、裂纹、折断和红套滑移。,01:01,2、曲轴的检修,2.1 轴颈磨损的检修2.2 轴颈擦伤、划痕及腐蚀的修理 2.3 曲轴裂纹与折断的检修2.4 曲轴红套滑移,01:01,2.1 轴颈磨损的检修,1）轴颈的磨损：柴油机运转导致曲轴不均匀磨损。影响磨损程度因素,柴油机类型,气缸数与排列情况,曲柄夹角发火顺序,01:01,2.1 轴颈磨损的检修,四冲程机（高速机）：曲柄销内侧磨损外侧，主轴颈靠曲柄销侧磨损大；二冲程机（低速机）：曲柄销内侧磨损外侧，主轴颈远离曲柄销侧磨损大；曲柄销磨损大于主轴颈，受力大，斜油孔中滑油杂质较多集中在曲柄销一侧。轴颈不均匀磨损尺寸减小、几何形状精度降低 产生圆度和圆柱度误差等。圆度误差：使轴与轴瓦配合间隙变化，影响油膜建立；圆柱度误差:使轴承负荷纵向分布不均 运动部件失中。,01:01,2.1 轴颈磨损的检修,2）轴颈磨损测量测量工具：外径千分尺、或游标卡尺。测量部位：如图827。（“3个点2个方向”）(曲柄销测量时，将待测曲柄销转至上止点或下止点位置；主轴颈测量时，将1号缸曲柄销或待测主轴颈相邻的任一曲柄销转至上止点。)计算：计算每个横截面圆度误差，每纵向截面的柱度误差取最大值；比较判断：与说明书或表89磨损极限比较，判断磨损情况。,01:01,2.1 轴颈磨损的检修,3）曲轴磨损修理：修理工艺原则：先修主轴颈，保证各主轴颈同轴度、圆度及圆柱度在公差范围内；后以主轴颈为基准，修理曲柄销，保证两者平行度。修理尺寸法 用车、磨或手工修挫抛光，消除圆度或柱度误差。轴颈减量0.01d时，应强度校核。依修理尺寸配轴瓦，使配合间隙恢复原值。圆度、柱度0.02mm，可采用夹环研磨修理。如图829。注意：轴颈与曲柄臂过渡圆角不得因加工变小或产生凸台，避免应力集中，修理后用圆角样板检查，样板与圆弧间的间隙0.3mm。恢复尺寸法 采用镀铬、镀铁等工艺恢复曲轴原有尺寸。电镀前应严格检查轴颈表面，不得有裂纹。先光车消除圆度、柱度误差和表面缺陷。镀铬层厚度以0.20.3mm为宜（镀铁可达2mm），过渡圆角处不得有镀层。,01:01,2.2 轴颈擦伤、划痕及腐蚀的修理,划痕、拉毛、擦伤：由滑油中杂质或磨损产物引起；凹坑、锈斑、烧伤：由滑油中水分、酸值和静电腐蚀引起。1）轻微擦伤 用麻绳或布条敷细砂子(0号或00号)缠在轴颈上磨去。如图828(c)。2）较浅伤痕 用油石打磨（图828(b)），再用(c)打磨；3）较深伤痕 用油光挫修挫（图828(a)）。轴颈表面有轻微擦伤和几何形状误差时，用专用磨光夹具进行修磨，如图8-29所示。其中a）适用于小型柴油机曲轴，b）、c）适用大、中型柴油机曲轴。修磨前，用黄油封堵油孔，以免落入脏物。,01:01,2.3 曲轴裂纹与折断的检修,1）裂纹发生的部位及原因，参见p65。2）裂纹的检验ccs规范中规定：锻钢和铸钢的曲轴毛坯均要进行无损探伤检验。曲轴锻钢件所有加工表面均应进行磁粉检验，曲轴锻钢件还应进行超声波检测。曲轴铸钢件均应进行超声波检测，其所有表面均应进行磁粉探伤。最终热处理前和精加工后均应进行。对于新购或修理的曲轴依具体情况进行着色、磁粉和超声波探伤，以查明曲轴表面和内部的缺陷情况。,01:01,2.3 曲轴裂纹与折断的检修,3）曲轴裂纹、断裂的修理早期裂纹，深度较浅采用修磨将裂纹剔除干净，修整光滑，避免应力集中；找出产生裂纹的原因消除；降功率使用。（经验船师监督认可）裂纹较深，换新组合式或半组合式更换严重裂纹的轴颈或曲柄臂；整体式若结构允许可更换折断部分，再采用红套或液压套合相同材料的轴颈或曲柄臂修复。应急处理航行中曲轴严重裂纹或断裂，采用应急焊接处理。如图830。,01:01,2.4 曲轴红套滑移,1）曲轴红套红套是用过盈配合将轴与孔装配在一起的工艺。冷态轴孔直径的差值为过盈量。过盈量过小，曲轴传递扭矩时轴孔会松动，原有套合位置发生变化，即发生红套滑移；过盈量过大过大紧固力轴孔配合面塑性变形或裂纹，降低传递扭矩能力也会发生滑移。中国船级社规范中规定，组合式曲轴红套过盈量限制在最小过盈量min和最大过盈量max之间（计算公式见规范）。中国船舶行业标准中曲轴红套过盈量=（1.4/10001.8/1000）d，式中d为红套配合处的轴颈。英国劳氏船级社推荐曲轴红套过盈量=（1/5501/700）d（d同上）。为了产生一定过盈量需将曲柄臂上的孔加热至一定温度（依理论计算求出）。一般在保证足够过盈量使加热温度尽量低一些。,01:01,2.4 曲轴红套滑移,2）曲轴红套滑移定义：组合式或半组合式曲轴主轴颈与曲柄臂套合处相对位置发生错动的现象称为。危害：影响滑移曲柄以后各缸定时、燃烧和功率。滑移方向即滑移曲柄相对主轴颈转动方向不同将使曲柄夹角增大或减小。原因：曲轴受过大冲击扭转作用。扭矩超过曲柄臂对主轴颈的紧固力，产生松动和相对转动。如航行中螺旋桨打到礁石、缆绳、冰块或气缸中发生咬缸、水击、超负荷等都会产生过大的扭矩；红套质量不佳，过盈量太小、加热温度不足、配合表面太粗糙或不清洁等。,01:01,2.4 曲轴红套滑移,3）曲轴红套滑移的检查 症兆：气缸定时不准，严重时有后燃、冒黑烟现象；柴油机剧烈振动；停车后再不能起动等。可把红套时所划的曲柄臂中心线或曲柄臂上安装拐挡表冲孔作为检查基准，检查其相对主轴颈纵向垂直平面位置便可知滑移方向和角度。4）曲轴红套滑移的修理航行中曲轴发生滑移时，若滑移角度不大，可重新调正定时降低负荷运转，待到港后修理。滑移不重时，在港进行原地修理，采用加热曲柄臂（如用氧乙炔焰）或用冷却主轴颈（如用液氮、液氢）的方法，并同对曲柄臂施加扭矩使之反向转动滑移角度后复位。进厂修理，更换主轴颈、重新红套。,01:01,3、曲轴臂距差,臂距差（Crank web Deflection）大小，直接反映曲轴轴线的状态，应予以特别重视。含以下内容：3.1 概述3.2 曲轴臂距差的概念 3.3 测臂距差的目的3.4 臂距值的测量与记录3.5 需要测量曲轴臂距差的情况3.6 臂距差的标准3.7 影响曲轴臂距差的因素,01:01,3.1 概述,曲轴弯曲与桡曲变形曲轴变形各主轴颈中心线不在同一直线上。1）弯曲：曲轴发生塑性变形，弯曲方向随曲轴的回转而改变。在自由状态下各主轴颈同轴度和主轴颈与曲柄销的平行度发生变化；通过检查各档主轴颈同轴度和曲柄销与主轴颈的平行度判断。修复:参照p104塑性变形修复（大纲未作要求）。2）桡曲：弹性（桡曲）变形：桡曲方向不随曲轴的回转而改变。（原因：船体变形、机座变形；轴承磨损不均）。通过检查壁距差判断。,01:01,3.2 曲轴臂距差概念,1）概念：曲柄在上、下止点（或左、右水平）位置时，两曲柄臂之间距离的差值，用表示。2）计算臂距差的假定主轴颈与曲柄臂为刚性连接，夹角为90保持不变；主轴颈、曲柄销、曲柄臂为刚性件，形状不变；曲柄销颈与曲柄臂之间的夹角相等，且变化相同。3）臂距差计算及分析=L上L下=L左L右0：下开口“”，轴线在此处下塌“”。0：上开口“”，轴线在此处上拱“”。0：右开口“”，轴线在此处左偏“(”。,01:01,3.3 测臂距差的目的,臂距差危害：曲轴在旋转的过程中，发生张开与收拢变化，导致在曲轴的过渡圆角处（曲柄臂与曲柄销连接处应力主轴颈与曲柄销连接处），产生拉、压交变应力，严重时导致疲劳断裂。臂距差的存在与主轴承位置高低有关。主轴承位置的高低又与主轴承的磨损、机座的变形、船体的变形等有关。一般水平平面内臂距差较小，不是研究的重点，但有时也会超差。的“”或“”，反映弯曲变形的方向，的大小，反映桡曲变形的大小。测量臂距差的目的：通过臂距差，了解主轴承磨损情况和曲轴轴线弯曲程度，用修刮主轴承的方法把臂距差调整到允许范围内，使各主轴承基本同心，使轴线处于良好的状态，保证安全航行。,01:01,3.4 臂距值的测量与记录,1）量具：专用测量工具（拐档表、臂距表，一种特殊的百分表）2）测量点：如图833，距曲柄销（S+D）/2处。图中距曲柄销中心较远的B点，测得的臂距差 BA。对照标准时，需换算：AB（OA/OB）3）测量条件及要求条件：在冷态，即环境温度下测量；环境温度最好在夜间、清晨或阴雨天；若进行比较，应在相同条件下测量。新船在空载条件下测量。要求：一次装表完成全部测量：曲轴未装活塞运动装置时，测量0、90、180、