柴油机曲轴拐档差的测量与轴线状态分析

柴油机曲轴拐档差的测量与轴线状态分析

评估要点：

评估时间：15min

评估标准：

1、量具的选取、使用，正确得当5分

2、盘车方向，装表位置确定操作5分

3、拐挡表调校，安装正确5分

4、拐挡值测量与读取15分

5、拐挡值记录方法正确10分

6、测量数据分析，结论正确10分

总分50分

每超时1分钟扣 2.5分

曲轴臂距差测量（一只缸）

在大中型柴油机检修中，经常用测量拐挡差的办法来检查曲轴轴线的状态和主轴承的磨损情况。当曲柄的两主轴承低于相邻主轴承时，该曲柄的主轴线弯曲呈塌腰形∪＋。如果将曲柄销转至上止点位置两曲柄臂向外张开，间距增大；将曲柄转至下止点位置曲柄臂向内收扰，其曲柄臂间距减小。

当曲柄的两主轴承高于相邻主轴承时，该曲柄的主轴线弯曲呈拱腰形∩－。如果将曲柄销转至上止点位置两曲柄臂向收扰，间距减小；将曲柄转至下止点位置曲柄臂向外张开，其曲柄臂间距增大。

同样，将曲柄销分别转至左、右水平位置，两臂间距亦会发生同样在的变化。

拐挡表的使用方法（重点）

1、检查拐挡表（曲轴量表）的灵敏度。用手指按动拐表一端的顶头，看表上的脂针摆动是否灵活，放松后指针能否回到原来位置上。检验无误后，根据臂距差的大小选择并调整好拐挡表测量杆的长度，使之比臂距大1～2mm。

2、配重式拐挡表。当将

表两端的顶尖两端压装入两

曲柄臂的冲孔之后，应将整

个表用手慢慢来回摆动2～

3次，检查是否装置稳固；

其次观察表盘指针有无摆动

动作，若有摆动也许是由于

孔不正或两端的表杆不直而

引起的，要修正冲孔或校检

表杆，消除之后再测量；再

确认安装好后，转动表盘将

表的指针调到“0”位。

3、读取拐挡表数值。由

于结构不同测量臂距增减时

拐挡表指针的方向不尽相

同，因而要在使用前，注意

观察，认真识别。当将拐挡

表的触头向表内压入时，表

面上的读数应减小，在作记

录时，可直接读作“负”值以“－”号表示。当拐挡表的触头外伸时，表面上的

读数增大，在作记录时，可直接读作“正”值，以“＋”号表示。

测量时，一定要弄清楚表指针的转动方向中，以免读错正负数造成错误。

拐挡表测量步骤（难点）

（拐挡值－是两臂之间的距离；拐挡差－曲柄销在上、下止点位置时臂距值

之差。即⊿垂直＝L 上－L 下 ⊿水平=L 左-L 右）

1、打开曲轴箱道门盖，检查并清理该曲柄的冲孔位置。

同时在测量拐挡值前，要检查主轴颈是否全部落在下轴瓦上。为此可用厚薄

规对各主轴颈与下轴瓦面进行松查，发现脱空时应将该挡主轴承上盖拆去，抽掉

上、下轴瓦有垫片，在每个测量位置，利用上紧轴承螺栓将主轴颈紧在下瓦上，

经达到真实的变形情况，取得正确的读数。

2、盘车使该曲柄销转至到下止点，如图a 所示。如果曲柄销上已装上活塞

连杆组件，应把曲轴销转到上止点后15°左右的位置。因为，在此位置上装拐

挡表最方便，也便于察看，以此作为起始点测量位置，如图b 所示。

3、寻找到两曲柄臂上的冲孔，冲孔位应在距曲柄销轴线2D

S 处，清除孔

中油污以免引起误差，如图所示。

4、正确安装拐挡表，特别要注意连杆和连杆螺栓是否会碰到拐挡表。防止

因未装牢固和擦碰表面使其落至曲轴箱底面损坏。

5、装上拐

挡表预紧1～

2mm ，用手拨

转拐挡表2～

3转后，将拐

挡表表面调至

零位。

6、确定盘

车方向和起始测量点（下止点后15°）后，可根据销位法依顺序测取五个位置

时的拐挡值，并记录。（195°、270°、0°、90°、165°）

7、取下拐挡表，进行下一气缸曲柄拐挡的测量。

8、在测量未装连杆活塞组件的拐挡时，应分别测曲柄销处于上、下止点和

右平行线，即曲柄销转到0°、90°、180°、270°四个位置拐挡值并记录。

9、对已装连杆活塞组件的曲轴，当曲柄销到下止点位置时，恰好连杆居中使拐挡表无法安装测量。因此将曲柄销位于下止点后15°左右作为起始点位置，然后在下止点前15°左右（以拐挡表不碰连杆为准）的位置，即曲柄销处自195°位置开始，经270°、0°、90°及165°共五个位置测量拐挡值并记录。

曲柄销在上、下止点前、后各15°的位置，即165°的195°拐挡值的平均数值代替曲柄销在下止点（180°）位置的拐挡值。

10、记录测量数值后，还应注明测量日期、以及机舱温度，货船还应注明装载情况，工程船舶应注明船舶吃水情况等，因为只有在相同情况下比较才会有精确的结果。对记录进行分析时，还需要参照桥规测量数据、轴承下瓦的厚度等，做出调整。

补充知识：

当曲轴轴线呈下弧线弯曲即呈塌腰形时，曲柄销在上止点位置时的拐挡值大于在下止点位置时的拐挡值。即L上＞L下。此时臂距差⊿＝L上－L下＝“＋”值。通常又称为下叉口，说明该曲柄的轴承较低。

当曲轴轴线呈上弧线弯曲即呈拱腰形时，曲柄销在下止点位置时的拐挡值大于在上止点位置时的拐挡值。即L上＜L下。此时臂距差⊿＝L上－L下＝“－”值。通常又称为上叉口，说明该曲柄的轴承较高。

同样，曲轴轴线在水平平面内也产生弯曲变形，当曲柄销在左舷位置时的臂距值大于右舷位置时的臂距值，即L左＞L右表明曲轴轴线在水平平面内呈右线弯曲，臂距差⊿＝L左－L右＝“＋”值。反之L左＜L右时，臂距差⊿＝L左－L右＝“－”值，曲轴轴线呈左弧线弯曲。

拐挡差愈大，表明曲轴变形愈严重。在运转中就会周期地在曲柄臂与曲柄销连接过渡圆角处产生时拉时压的应力，最后导致该处产生疲劳裂纹而破坏。船上经常注意曲轴拐挡差，测量并控制拐挡差值在允许的范围内，也就是控制曲轴的变形于一定的程度，以免造成不良后果。

拐挡差的记录方法：

先把各曲柄所测得的拐挡值按曲柄销（或拐挡表）的所在位置记录在图上。图a、b为未装连杆活塞组件的记录方式，图c、d这已装连杆活塞组件的记录方式。图中a、b、c、d、e分别表示曲柄销（或拐挡表）所在位置，箭头表示曲轴转动方向中。两记录位置相反，但结果是一样的，通常前一种方法记录。

由测量记录的数据计算出拐挡差：

上下拐挡差为⊿上下＝L上－L下；

左右拐挡差为⊿水平＝L左－L右。式中的L上、L下分别为曲柄销在上、下止点位置的拐挡值。L左、L右分别为曲柄销在左、右水平位置的臂距值。如果按拐挡表所在位置记录臂距值，在计算拐挡差时，应以记录图中下面的数值减去上面的数值为曲轴的上下臂距差即⊿上下；记录图中右边的数值减去左边的数值为左右臂距差即即⊿左右。如果按曲柄销所在位置记录，在计算拐挡差时与上述方法相反。

轮机人员在工作中可查表，如工作现场不便查表，也可以按经验公式计算，新造和大修后的柴油机拐挡差不大于0.0001S；航行中话可的拐挡差应不大于0.002S，其中S为活塞行程，其极限值见表所示。

一、曲轴中心线简单作图：（依据上表中的拐挡差进行作图）

用简单作图法绘制

曲轴轴线状态，如右图所

示。

1、按气缸中心距成

比例的特点作出各缸曲

柄都向上的曲轴示意，进

而判断各主轴承位置高

度。

2、在曲轴示意图下

方作横坐标与曲轴轴线

平行，各曲柄和主轴承位

置用对应点有横坐标来

表示。作纵坐标垂直于曲

轴线。根据拐挡差为正值

则主轴承偏低，拐挡差

为负值则主轴承偏高。把正拐挡差值取在横轴之下，负拐挡差值横轴之上。

3、把各曲柄拐挡差值确定的点123456连接起来，所得折线即为曲轴轴线状态图，折线上对应于各主轴承位置点的纵坐标，就是表示各主轴承的相对高度。

二、根据拐挡值判断主轴承的高低作图：（依据上表中的拐挡差进行作图）

测量拐挡差是为了测量和调整曲轴轴线，也就是要测量的调整主轴承的高低。首先应确认所测量拐挡差的正确性。通常是根据上、下止点的拐挡值之各和与左、右舷时的拐挡值之和相等的规律来验证。如果不等且相关较大，则说明所测据不准确，应重新测量。其次是根据拐挡差作图来判断主轴承的高低，作图的方法的几种，下面仅介绍其中的一种作一简单介绍。举例如下：

在图中曲轴第一道主轴承下方任画一段线A1，一般取水平方向。A1线段与第一个曲柄中线相交于O点，延长A1线段与第二个曲柄中线相交于a1点，自a1点向上截取a1b1＝⊿1＝＋0.12mm，连接为Ob1并延长交至第三个曲柄中心线上a2点，向上截取a2b2＝⊿2＝＋0.02mm，连接为b1b2并延长交至第四个曲柄中心线上a3点….以此类推。当臂距差为负值时则自交战为向下截取线段。连接0b1b2b3b4b5b6b7即得曲轴的折线情况，亦即曲轴轴线的状态。通常根据曲线中位置最低的两道主轴承画出一条基准线XX，依此可判断各主轴承的高低工。从图中可以看出第4道和第五道主轴承较高，应将此二轴承高度降低，亦即修刮主轴承以使曲轴轴线的状态符合要求。根据在水平平面的拐挡差值亦可作出水平平面的曲轴轴线的状态图。

为了简化问题，作以上图曲轴轴线状态图，对曲轴的各个曲拐作如下作假定：

1、主轴颈与曲臂之间为刚性连接，二者夹角始终不变。为直角；

2、主轴颈、曲柄销颈和曲柄臂均不改变自身的形状

3、曲柄销与曲柄臂的夹角不仅相等且有着相同的变化，即α＝β。

实践证明，上述假定是符合实际情况的。

拐挡差的分析与调整：

柴油机曲轴拐挡差测出后，要判断分析影响它的因素很多，影响的情况也各有不相同，但了解和掌握这些因素，为减小和防止曲轴疲劳破坏和分析曲轴损坏

原因并进行调整都有很大意义。拐挡差的主要影响有：

1、主轴承下瓦的不均匀磨损。机座上各道主轴承下瓦磨损程度不同使下瓦的高度不等，坐落其上的曲轴轴线发生变形，拐挡差发生变化要。

2、机座变形和下沉。二者都会使曲轴轴线弯曲变形、拐挡差无规律地变化，它是由于船体变形、机座地脚螺栓和贯穿螺栓松动或重新预紧时力矩不均等引起的。

3、船舶载荷的影响，船体如弹性梁，受力不均匀产生变形，船体刚性差和建造工艺差则变形就更加严重。

4、运动部件和爆发压力的影响。柴油机各缸功率、轴承负荷及轴承间隙，通过连杆活塞运动作用于曲轴上的气缸爆发压力，活塞活动件的重量使轴线朝塌腰形变化。

5、飞轮、轴系连接的影响，飞轮使曲轴尾端的尾部轴线朝拱腰开变化，轴系法兰刚性连接的安装误差直接影响曲轴尾凋轴线状态和拐挡差的变化。

拐挡差不可能在任何条件下全部接近零值。因为在某种条件下调整接近零值的拐挡差，条件一旦改变拐挡差也随着变化，甚至超过允许极限。因此在安装、修理和调整时，要根据各种因素的主次及其影响规律来确定应该取正值还是负值较为适合。

根据各种因素分析后，确认需要用修刮来校正曲轴中心线时，一般只能凭经验边拂刮边测量拐挡差来逐步校正。

思考题：

1、以下是某油轮主机为6esdz60/160，活塞运动装置安装前后的拐挡差值记

2、为什么要测量拐挡差？拐挡差的大小对柴油机运行有哪些影响？

答：因为可以用测量拐挡差的办法来检查曲轴轴线的状态和主轴承的磨损情况。可以判断主轴承的高低，并可以调整主轴承的高低以控制曲轴的变化，拐挡差的大小，表明柴油机的曲轴弯曲变形情况和附加弯曲应力情况。当柴油机的拐挡差超过材料的许用应力时，曲轴就会产生裂纹或断裂。所以拐挡差有大小就是控制曲轴变形和主轴承的磨损情况，以防止曲轴的疲劳破坏。

3、测量拐挡值之前应做哪些具体工作？对测量点有哪些要求？

答：测量拐挡值要用专门的拐挡表，每台柴油机在出厂时都配有专门的拐挡表一只。并且此表就是同型号的柴油机也不允许互换拐挡表进行测量。

如果采用的是通用的拐挡表，则根据柴油机的臂距大小组装好拐挡表量杆，并装于曲柄臂上的冲孔中。

因此在测量拐挡值之前，要将柴油机臂距上的安装测量的冲孔清洗干净。

固定测量点：拐挡值测量点一般均设在距曲柄销中心线（S＋D）/2处，曲轴在制造时就在曲臂内侧中心对称线上（S＋D）/2处打上冲孔。（标准点A）测量点设在曲柄臂下边缘处：大型柴油机为了便于测量或避开轴孔套合处，将测量点设在曲柄臂下边缘处。（非标准点B）

将B 点的拐挡值换算成A 点的标准拐挡值OA B A ??=?

OA －测量点A 到曲柄销中心线的距离，mm ；

OB －测量点B 到曲柄销中心线的距离，mm ；

4、对拐挡表应做何检查？装配有何要求？

答：拐挡表检查工作：

1、检查拐挡表（曲轴量表）的灵敏度。用手指按动拐表一端的顶头，看表

上的脂针摆动是否灵活，放松后指针能否回到原来位置上。检验无误后，根据臂

距差的大小选择并调整好拐挡表测量杆的长度，使之比臂距大1～2mm 。

2、配重式拐挡表。当将表两端的顶尖两端压装入两曲柄臂的冲孔之后，应

将整个表用手慢慢来回摆动2～3次，检查是否装置稳固；其次观察表盘指针有

无摆动动作，若有摆动也许是由于孔不正或两端的表杆不直而引起的，要修正冲

孔或校检表杆，消除之后再测量；再确认安装好后，转动表盘将表的指针调到“0”

位。

装配要求：

正确安装拐挡表，特别要注意连杆和连杆螺栓是否会碰到拐挡表。防止因未

装牢固和擦碰表面使其落至曲轴箱底面损坏。

装上拐挡表预紧1～2mm ，用手拨转拐挡表2～3转后，将拐挡表表面调至

零位。

拐挡表安装后，应完成曲轴回转一周中各要求位置拐挡值的测量，测量过程

中不允许改动拐挡表的位置。通常曲轴拐挡差的测量位置是随柴油机安装完善程

度程度而异。

当曲轴未装活塞运动装置时，测量0°、90°、180°、270°四个位置的拐

挡值，可在其中任一位置（此位置将拐挡表调到0位）装表完成全部测量

当曲轴已安装活塞运动装置时，测量0°、90°、165°、195°、270°五

个位置的拐挡值 ，在195°位置安装拐挡表来完成全部测量（195°、270°、

0°、90°、165°）

5、怎样按记录表上格式正确填写并计算拐挡差值、正确进行误差分析。

答：读取拐挡表数值。由于结构不同测量臂距增减时拐挡表指针的方向不尽

相同，因而要在使用前，注意观察，认真识别。当将拐挡表的触头向表内压入时，

表面上的读数应减小，在作记录时，可直接读作“负”值以“－”号表示。当拐

挡表的触头外伸时，表面上的读数增大，在作记录时，可直接读作“正”值，以

“＋”号表示。

测量时，一定要弄清楚表指针的转动方向中，以免读错正负数造成错误。

先把各曲柄所测得的拐挡值按曲柄销（或拐挡表）的所在位置记录在图上。图在文字下面。图a、b为未装连杆活塞组件的记录方式，图c、d这已装连杆活塞组件的记录方式。图中a、b、c、d、e分别表示曲柄销（或拐挡表）所在位置，箭头表示曲轴转动方向中。两记录位置相反，但结果是一样的，通常前一种方法记录。

由测量记录的数据计算出拐挡差：

上下拐挡差为⊿上下＝L上－L下；

左右拐挡差为⊿水平＝L左－L右。

式中的L上、L下分别为曲柄销在上、下止点位置的拐挡值。L左、L右分别为曲柄销在左、右水平位置的臂距值。如果按拐挡表所在位置记录臂距值，在计算拐挡差时，应以记录图中下面的数值减去上面的数值为曲轴的上下臂距差即⊿上下；记录图中右边的数值减去左边的数值为左右臂距差即即⊿左右。如果按曲柄销所在位置记录，在计算拐挡差时与上述方法相反。

轮机人员在工作中可查表，如工作现场不便查表，也可以按经验公式计算，

新造和大修后的柴油机拐挡差不大于0.0001S；航行中话可的拐挡差应不大于0.002S，其中S为活塞行程。通常按曲柄销位置记录拐挡差值。

误差分析：

引起拐挡差误差的因素好多，主要反映在：

1、机座变形下沉引起机座下沉的原因很多，如船体变形、机座地脚螺栓松动。

2、活塞运动装置的影响由于活塞组件重量的影响，拐挡差在垂直方向上有朝正值方向变化的趋势。

3、船舶装载的影响船舶装载对船体变形有较大的影响，如机舱在中部，在前、后货舱装货后，会使曲轴轴线朝拱腰形变化，拐挡差向负值变化。机舱在尾部时，装载对拐挡差的影响较小，但对主机前端几个曲柄影响较大。也是朝拱腰形发展，同一艘船，每次装载量不同也会引起臂距差的变化。因此，某些刚性差的船舶几乎每次装货都要测量臂距差，必要时须重新调整配载。

4、爆发压力的影响爆发压力将使臂距差朝正值方向变化，曲柄销位于上止点时影响最大，而且是周期性变化。

5、飞轮的影响飞轮的质量会使最后一段主轴颈轴线呈拱要形。为此在安装曲轴时要求曲轴尾端朝上翘曲，以抵消安装飞轮后的影响。

6、轴系连接误差的影响主机的曲轴与轴系是通过法兰刚性连接的，二者的中心线应当一致。如果有径向误差和角度误差，对最后一个曲柄的拐挡差影响较大。为了使电子最后一个曲柄的拐挡差不超过“规范”要求，一般要求法兰的径向误差量不超过0.1mm，两法兰的平行度≤0.1mm/m。在实际安装中，上紧法兰螺栓后还应再次测量拐挡差，以确定符合要求。

7、测曲轴臂距差时，拐挡表在曲轴柄臂内侧的正确安装位置是：（S——活

塞行程，D——主轴颈直径）

A．主轴轴颈中心线位置B．曲柄臂内侧最外缘

C．离曲柄销中心线（S+D）/2处D．离主轴轴颈中心线（S+D）/2

处

答：选 C

8、按右图所示某曲柄的臂距差测量记录所做的正确判断是：

①垂直方向的臂距差值是正值

②垂直方向的臂距差值为负值

③两端轴线呈上拱形

②两端轴线呈塌腰形

③测量时是顺时针向转车

⑥测量时是逆时针向转车

A．①③⑥B．②③⑥

C．①④⑤D．②④⑤

答：Δ垂直＝－0.01－（0＋（－0.07））/2

＝

0.03mm

＋顺时针方向

选 C

9、6NVD柴油机的曲轴曲臂差分别是：（1=0.01 5=0.05）

（1）（2）（3）

— 5 + 0.75 +2

（4）（5）（6）

+2 + 0.75 +0.5

德国机型，第一缸是靠飞轮端的第六缸是自由端的。飞轮上有12个孔之间30度。

-0.07

-0.05 0.04

-0.01

0.

-2 -2.50

-5

+0.5

+1 0

+1

+1 +1

+2

+2 +1

+2

+0.5.

+0.5 +1

+1

0.

0 0.

+0.5

发动机曲轴结构设计

2.1 曲轴的结构 曲轴的作用是把活塞往复运动通过连杆转变为旋转运动，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等【18】。 曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成，如图1.1所示。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数，而V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 图1.1 主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。 曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力，曲柄处常设置平衡重。平衡重用来平衡发动机不平衡的离心力矩及一部分往复惯性力，从而保证了曲轴旋转的平稳性【19】。 曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，曲柄与主轴颈的相连处用圆弧过渡，以减少应力集中。直列发动机的连杆轴颈数目与气缸数相等而V型发动机的连杆轴颈数等

于气缸数的一半。 曲轴前端装有正时齿轮，以驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。 曲轴的形状和曲拐相对位置取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。多缸发动机的发火顺序应使连续作功的两缸保持尽量远的距离，这样既可以减轻主轴承的载荷，又能避免可能发生的进气重叠现象。此外作功间隔应力求均匀，也就是说发动机在完成一个工作循环的曲轴转角，每个气缸都应发火作功一次，以保证发动机运转平稳。 曲轴的作用：它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好【20】。 2.2 曲轴的疲劳损坏形式 曲轴的工作情况十分复杂，它是在周期性变化的燃气作用力、往复运动和旋转运动惯性力及其他力矩作用下工作的，因而承受着扭转和弯曲的复杂应力。曲轴箱主轴承的不同心度会影响到曲轴的受力状况，其次，由于曲轴弯曲与扭转振动而产生的附加应力，再加上曲轴形状复杂，结构变化急剧，产生了严重的应力集中。最后曲轴主轴颈与曲柄销是在比压下进行高速转动，因而产生强烈的磨损。因此柴油机在运转中发生曲轴裂纹和断裂事故不为鲜见，尤其是发电柴油机曲轴疲劳破坏较多。依曲轴产生裂纹的交变应力的性质不同，主要有以下三种疲劳裂纹:弯曲疲劳裂纹、扭转疲劳裂纹和弯曲一扭转疲劳裂纹【21】，如图2.1所示。

材料力学课程设计 单缸柴油机曲轴

材料力学课程设计 班级： 作者： 题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核 指导老师： 2007.11.05

班级 姓名 一、 课程设计的目的 材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。同时，可以使我们将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题，解决问题的能力；既把以前所学的知识综合应用，又为后继课程打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。 1）使所学的材料力学知识系统化，完整化。让我们在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。 2）综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机地联系起来。 3）使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法，为后续课程的学习打下基础。 二、 课程设计的任务和要求 要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知所求问题，画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据并导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。 三、 设计题目 某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构，材料为球墨铸铁(QT450-5)弹性常数为E 、μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且r F = 2t F 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤h D ≤1.6，2.5≤h b ≤4, 3l =1.2r,已知数据如下表：

柴油机曲轴拐挡差测量方法

柴油机曲轴状态测试与分析 曲轴是一个结构复杂、刚性差的重要零件，容易产生弯曲变形，即便是自重也可使其产生弯曲变形。运转中的柴油机主轴承有微量高低不等的状态使坐与其上的曲轴产生弹性变形，整根曲轴的变形为宏观的整体变形，在每个曲柄上的变形为局部的微量变形。曲柄上的微量变形使曲柄臂之间的距离在曲轴回转一周中产生的微量变化，可通过测其微量变化来了解曲轴整体的轴线状态。 （1）、测量部位：中国船级社标准，在《海上营运船舶检验规程》（1984）中规定了曲轴臂距差测量点在（S＋D）／2处（S为活塞行程、毫米；D为主轴直径、毫米）。 （2）、中国修船标准：《中华人民共和国船舶行业标准》GB3364-91对船舶柴油机曲轴臂距差作出规定，曲轴臂距差测量点在（S＋D）／2处，曲轴在冷态时臂距差标准： ·正常值不大于0.000125S，即1.25 S/10000； ·修理中飞轮端控制值不大于0.00015S，即1.5 S/10000； ·飞轮端如为弹性连轴节可适当放宽至不大于0.000175S， 即1.75 S/10000； （3）、测量要求：一次装表完成全部测量，拐档表安装后应完成曲轴旋转一周中各要求位置臂距差值的测量，测量过程中不允许改动拐档表的位置。当曲轴未装活塞连杆运动件时，测量曲柄0度、90度、180度、270度四个位置臂距差值，再回原位检查有无误差，完成一个拐档的测量；当曲轴已装有活塞连杆运动件时，则测量0度、90度、165度、195度、270度五个位置的臂距差值，完成一个拐档的测量。 （4）、检查方法

·检查拐档表的灵敏度。检查无误后，根据臂距值L的大小选择并调整拐档表测量杆的长度，使之比臂距值L大2毫米左右，并装上重锤。 ·盘车使曲柄在适当的位置，清洁两曲柄臂上的测量孔，将拐档表装入两曲柄臂的测量中。如找不到测量孔，应在距曲柄销轴中心线为基准的S＋D／2处的曲柄臂两边打上冲孔。安装正确后，要锁紧固定螺母；将拐档表指针调“0”位，并摆动拐档表，拐档表的指针在“0”位不变为好。 ·正盘车转动曲轴，分别转至左平、上止点、右平和下止点四个位置，即曲柄销自0度、90度、180度、270度再回原位检查，共五个位置记录各位置拐档表读数。 ·曲轴拐档差值的计算与轴线状态分析 上下拐档差值Δ 上下为：Δ 上下 ＝L 上 －L 下 左右拐档差值Δ 左右为：Δ 左右 ＝L 左 －L 右 拐档差值Δ 上下 为正“＋”时，曲轴轴线呈下弧线弯曲，即呈“︶”形，表明 该曲柄两端的主轴承比其相邻的主轴承偏低；拐档差值Δ 上下 为负“－”时，曲轴轴线呈向上弯曲，即呈“⌒”形，表明该曲柄两端的主轴承比其相邻的主轴承偏 高。同样，拐档差值Δ 左右 为正“＋”时，轴线在水平面呈右弧线弯曲；反之，拐 档差值Δ 左右 为负“－”，轴线在水平面上呈左弧线弯曲。 曲轴臂距差值的大小表明曲轴弯曲变形的程度；臂距差值的符号表明曲轴轴线弯曲变形的方向。 ·绘制曲轴轴线状态图

柴油机曲轴设计

1前言 1.1柴油机与曲轴 1.1.1柴油机的工作原理 柴油机的每个工作循环都要经历进气、压缩、做功和排气四个过程。 四行程柴油机的工作过程：柴油机在进气冲程吸入纯空气，在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器以雾状喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。压缩终了时气缸内空气压力可达3.5～4.5MPa，温度高达476.85℃～726.85℃，极大地超过柴油的自燃温度，因此柴油喷人气缸后，在很短的时间内即着火燃烧，燃气压力急剧达到6～9MPa，温度升高到1726.85℃～2226.85℃。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转做功。废气同样经排气门、排气管等处排出。 四行程柴油机的每个工作循环均经过如下四个行程： （1）进气行程在这个行程中，进气门开启，排气门关闭，气缸与化油器相通，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方容积增大，气缸内产生一定的真空度。可燃混合气被吸人气缸内。活塞行至下止点时，曲轴转过半周，进气门关闭，进气行程结束。 由于进气道的阻力，进气终了时气缸内的气体压力稍低于大气压，约为0.07～0.09MPa。混合气进入气缸后，与气缸壁、活塞等高温机件接触，并与上一循环的高温残余废气相混合，所以温度上升到96.85℃～126.85℃。 （2）压缩行程进气行程结束后，进气门、排气门同时关闭。曲轴继续旋转，活塞由下止点向上止点移动，活塞上方的容积缩小，进入到气缸中的混合气逐渐被压缩，使其温度、压力升高。活塞到上止点时，压缩行程结束。 压缩终了时鼓，混合气温度约为326.85℃～426.85℃，压力一般为0.6～ 1.2MPa。 （3）做功行程活塞带动曲轴转动,曲轴通过转动把扭矩输出。 （4）排气行程进气口关闭，排气口打开，排除废气。 由上可知，四行程汽油机或柴油机，在一个工作循环中，只有一个行程作功，其余三个行程作为辅助行程都是为作功行程创造条件的。因此，单缸发动机工作不平稳。现代汽车都采用多缸发动机，在多缸发动机中，所有气缸的作功行程并不同时进行，而尽可能有一个均匀的作功间隔，因而多缸发动机曲轴运转均匀，工作平稳，并可获得足够大的功率。例如六缸发动机，在一个工作循环中，曲轴要旋转720°，曲轴转角每隔120°就有一个气缸作功。

船舶建造质量检验-第七章 柴油主机和辅机的安装检验

第七章柴油主机和辅机的安装检验 第一节柴油主机安装检验 船用小型柴油机，通常采用整机吊装工艺进行安装,大型船舶的柴油机,在起重能力及码头设施具备条件的情况下,也可采用整机吊装。目前大多数船厂由于受起得能力、运输和码头条件等方面的限制，对大型柴油主机大多采取组装吊运办法。即主机在制造厂经验船师、船东代表验收后,将主机拆成若干大部件，经油封保养后装箱发往造船厂，船厂再按工艺阶段将部件吊到船上进行组装。本节主要介绍组装检验，按安装顺序进行阐述。 一、主机基座加工检验 船舶柴油主机的基座要承受柴油主机的全部重量。除此之外,它还要承受柴油主机运转时运动部件所产生的不平衡的惯性力和反作用力矩所引起的力，以及船舶运行中（如摇摆时）所产生的柴油主机倾倒的力。因此,基座应具有足够的刚性和强度。 中小型柴油机的基座通常是钢板焊接结构件,并焊接在船体双层底上；大型柴油机基座，通常依靠双层底结构作为基座。 （一）检验前应具备的条件 １．基座使用的材料应有船检证书； 2.基座的安装、焊接质量已符合规定的技术要求。 (二)检验内容和方法 １．接触检验 (１)将小平板放到基座的面板上,用0.０５mm的塞尺进行检验,一般不应插入,但局部允许插入,其深度不大于1０ｍｍ。用0.10mm塞尺检验,不应插入。 (2)在平板上涂上一层薄薄的色油,然后放到面板上来回拖动,平板拿掉后检验面板上的色油点，要求在每2５×25(mm2）面积内不少于３点，接合面大于７5%。 2.基座面板倾斜度检验 将直尺横放在基座上，用塞尺检查直尺与面板之间倾斜度。倾斜度通常应小于1：1０0,且要求向外倾斜，便于今后配制垫片。 3．螺栓孔质量检验 (1)用内径千分尺或气缸表检验螺栓孔直径,要求圆柱度和圆度符合图样要求。 (2）螺栓孔的表面粗糙度应符合图样要求。 二、主机机座安装检验 主机机座有以下几方面作用： 1.在机座上面安装机架、连杆、活塞、气缸盖等部件,能承受这些部件的重量。 2．机座上装有主轴承，用以安装曲轴。机座与机架作为曲轴旋转的空间。 3.机座可作油池用，收集和盛储滑油。 4．机座能承受各运动部件所产生的惯性力。 为了满足上述用途,要求机座有足够的强度、刚度。如果机座变形,将导致上述运动件发生故障或加速磨损。 (一）检验前应具备的条件 机座须有验船部门的合格证书和钢印。 (二)检验内容和方法 １.机座平面平面度检验 对机座平面平面度的检验方法有许多种，通常,工厂采用何种方法施工，检验时就采用与这种施工方法相应的检验方法。现将几种常用的方法介绍如下: （1）拉钢丝检验法 如图7-１所示,在机座平面的一定高度处,拉四根钢丝L１、L2、Ｌ３、L4。钢丝直径一般为Φ0.3mｍ至Φ1.00mm,拉力为钢丝拉断力的70~８0％(如MAN-B&W5０－95MＣ/MCE机采用Φ0.5ｍm钢丝,拉紧力为4０ｋg的负重)。 检验机座平面平面度时,测量L１、Ｌ２、Ｌ3、L4两根钢丝至机座平面之距离,以确定机座平面的平面度。

柴油机曲轴臂距差检验分析

1 引言 在机器的正常运作中，曲轴直接决定着采油机运作寿命的长短。曲轴的运行状态常常存在不同之处，例如曲轴工作时常常会受到曲轴动力原料的影响，曲轴所处环境的影响，以及曲轴在运作过程中受到各种不同惯性的影响。曲轴在运作时，他的转速十分快，同时柴油机承受着巨大的液体和气体压力。同时，柴油机在运作时与曲轴之间常常存在摩擦力。因此，曲轴运作状态是多变的，在运作过程中，曲轴不能始终保持着绝对润滑。例如，在曲轴运作过程中，曲轴中的润滑油料的耗尽或者曲轴中润滑油料中存在其他杂质时，则会直接造成曲轴运作磨损。曲轴的动力若是柴油机混合动力，则会出现严重的内外部压力不同情况，同时这种压力使得曲轴的运作出现较为严重的应力效应。曲轴采取柴油机作为原动力，应力过度集中常常会损害曲轴的曲轴颈和曲轴臂。在曲轴运作过程中，最容易出现的事情就是曲轴臂出现裂缝或者曲轴臂出现严重的扭曲。当油道开口润滑油料减少或者缺损，则会造成油道处于严重磨损阶段，此时若是再次强行运作则会造成曲轴臂直接出现裂缝。所以，我们若是想保护曲轴臂不受到伤害，则需要保证柴油机器的正常运行，同时设计正确的曲轴臂损害距离差，保证足够的润滑油料的使用。 2 柴油机曲轴臂距差 2.1 臂距差检测的意义 通过观察机器整体结构可知，曲轴在运作时的支撑主要位于机器上的主轴进行承受，同时需要多方面的因素同时不发生问题才能保证整个曲轴的正常运行。在曲轴运作时，若是可以保证曲轴不受磨损，则可以保证曲轴不会出现玩去或者裂缝的存在。但是在实际的运作过程中，常常会出现曲轴与主轴之间存在中心线不一致的情况。也就是说，由于曲轴与主轴之间存在中心线不一致所以导致曲轴的曲拐值出现误差。在曲轴工作中，曲拐值的经常性改变导致的结果则是曲轴臂容易发生扭曲或者出现裂缝的情况，同时也会出现曲轴臂出现其他的意外情况。通过研究我们发现，曲轴臂在严重疲劳的情况下极易出现损坏。通过详细的计算我们得出：曲轴颈出现损害的几率较小，曲轴柄出现损害的几率大于曲轴颈，

发动机曲轴结构设计

发动机曲轴结构设计 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

曲轴的结构 曲轴的作用是把活塞往复运动通过连杆转变为旋转运动，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等【18】。 曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成，如图所示。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数，而V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 图 主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。 曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力，曲柄处常设置平衡重。平衡重用来平衡发动机不平衡的离心力矩及一部分往复惯性力，从而保证了曲轴旋转的平稳性【19】。 曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，曲柄与主轴颈的相连处用圆弧过渡，以减少应力集中。直列发动机的连杆轴颈数目与气缸数相等而V型发动机的连杆轴颈数等于气缸数的一半。

曲轴前端装有正时齿轮，以驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。 曲轴的形状和曲拐相对位置取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。多缸发动机的发火顺序应使连续作功的两缸保持尽量远的距离，这样既可以减轻主轴承的载荷，又能避免可能发生的进气重叠现象。此外作功间隔应力求均匀，也就是说发动机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功一次，以保证发动机运转平稳。 曲轴的作用：它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好【20】。 曲轴的疲劳损坏形式 曲轴的工作情况十分复杂，它是在周期性变化的燃气作用力、往复运动和旋转运动惯性力及其他力矩作用下工作的，因而承受着扭转和弯曲的复杂应力。曲轴箱主轴承的不同心度会影响到曲轴的受力状况，其次，由于曲轴弯曲与扭转振动而产生的附加应力，再加上曲轴形状复杂，结构变化急剧，产生了严重的应力集中。最后曲轴主轴颈与曲柄销是在比压下进行高速转动，因而产生强烈的磨损。因此柴油机在运转中发生曲轴裂纹和断裂事故不为鲜见，尤其是发电柴油机曲轴疲劳破坏较多。依曲轴产

主机拐档测量工艺

南通中远船务工程有限公司通用工艺 NTS-L04003 主机拐档测量工艺 编制： 校对： 审核： 审定： 2005年月日实施

1、适用范围. 主机拐档差的测量适用于厂修所有修理船舶的拐档差测量。具体以下的船舶需作主机拐档差的测量: 1.1主机进出坞前需作拐档差的测量. 1.2主机修理项目涉及到以下工程时,修理前后需作拐档差的测量.(主机活塞拆检,主机缸套拆检,主机十字头轴承拆检,主机曲柄销轴承拆检,主机主轴承拆检,主机推力轴承拆检,主机底脚螺丝以及贯穿螺丝的上紧等) 2、主机拐档差测量前施工的准备及确认工作. 2.1主机需处于停车状态,并且主机滑油泵已停止工作相当长的时间,主机温度已下来.(气, 燃油阀已处于关闭状态) 2.2 盘车机需处于啮合状态. 2.3 需在盘车机处挂牌,所挂警示牌上需注明: “主机在施工中,未经许可,严禁盘车”.(将总管小组所挂的警示牌取下)同时,在机仓明显位置处也需挂牌,需在警示牌上注明:主机在施工中. 2.4拐档差测量前,需征得总管小组成员的同意. 2.5在施工前,需进一步确认,主机盘车时,与坞修车间施工工程无任何冲突. 2.6施工前,施工小组需作好工前交底工作,并且在盘车时,一定要落实好监护人. 2.7主机拐档差测量所需用的拐档表需检查,组装并调节好.拐档表无论是船方的还是厂方的,均需记录好型号,表号. 2.8在测量拐档差时,所需的照明需到位.(尽可能不用船方的照明灯,可用36V的防爆照明灯或防爆手电筒)

3、主机拐档差的测量. 3.1将主机一侧各缸的曲拐箱道门的固定螺丝松开,逐步打开曲拐箱道门,并需将曲拐箱道门的保险保好,以防道门突然的关闭,砸伤人.(如有可能,尽量将曲拐箱两侧的所有道门打开,以防万一发生事故时,多出一处逃生通道) 3.2需将盘车机作正反转各二至三次,每次盘车后需暂停一会,如果在盘车停止后,曲轴也同时停止而不继续转动,说明盘车机是正常的.在确认盘车机正常后,操作人员才能进入曲拐箱内部. 3.3需检查主机曲拐箱油底壳内部滑油情况,如果油底壳上滑油过多,人员进入时,一定需要作好防滑,防污染措施. 3.4将所需测量缸的曲拐沿正车方向转到偏离下死点右45度处后,人员进入曲拐箱内部,将拐档表安装到该曲拐安装拐档表处. 注:一般来说,将拐档表安装在曲柄臂内侧离曲柄销轴线为:R+d/2 (其中R为曲轴半径，d为主轴颈直径)的位置，该位置上一般打有洋冲眼。3.5安装好拐档表后,曲拐箱内部操作人员需将拐档表的百分表指示对在“O”位.(在人员进入曲拐箱时后,需有一人作指挥,一人拿好盘车机控制盒,一人作记录) 注:拐档表的读数与一般百分表的读数相反. 3.6在曲拐箱内部操作人员发出指令后,指挥人员才能发出盘车的命令.操作盘车机的施工人员,一定需在听到指挥人员的命令后,才能沿着上部曲轴转动的方向操作盘车机,正车方向转动曲拐需在左右水平位置,上死点处,下死点前后各45度总共五处停留,读出并记录所测出的数据. 3.7在各缸曲拐测量后,施工人员需作一个大概的结论,即该主机拐档差正常与否,如果觉得拐档差偏差太大,最好需再复测一次.以求准确.(最

柴油机曲轴拐挡差测量方法

曲轴是一个结构复杂、刚性差的重要零件，容易产生弯曲变形，即便是自重也可使其产生弯曲变形。运转中的柴油机主轴承有微量高低不等的状态使坐与其上的曲轴产生弹性变形，整根曲轴的变形为宏观的整体变形，在每个曲柄上的变形为局部的微量变形。曲柄上的微量变形使曲柄臂之间的距离在曲轴回转一周中产生的微量变化，可通过测其微量变化来了解曲轴整体的轴线状态。 （1）、测量部位：中国船级社标准，在《海上营运船舶检验规程》（1984）中规定了曲轴臂距差测量点在（S＋D）／2处（S为活塞行程、毫米；D为主轴直径、毫米）。 （2）、中国修船标准：《中华人民共和国船舶行业标准》GB3364-91对船舶柴油机曲轴臂距差作出规定，曲轴臂距差测量点在（S＋D）／2处，曲轴在冷态时臂距差标准： ·正常值不大于，即 S/10000； ·修理中飞轮端控制值不大于，即 S/10000； ·飞轮端如为弹性连轴节可适当放宽至不大于， 即 S/10000； （3）、测量要求：一次装表完成全部测量，拐档表安装后应完成曲轴旋转一周中各要求位置臂距差值的测量，测量过程中不允许改动拐档表的位置。当曲轴未装活塞连杆运动件时，测量曲柄0度、90度、180度、270度四个位置臂距差值，再回原位检查有无误差，完成一个拐档的测量；当曲轴已装有活塞连杆运动件时，则测量0度、90度、165度、195度、270度五个位置的臂距差值，完成一个拐档的测量。 （4）、检查方法 ·检查拐档表的灵敏度。检查无误后，根据臂距值L的大小选择并调整拐档表测量杆的长度，使之比臂距值L大2毫米左右，并装上重锤。

·盘车使曲柄在适当的位置，清洁两曲柄臂上的测量孔，将拐档表装入两曲柄臂的测量中。如找不到测量孔，应在距曲柄销轴中心线为基准的S＋D／2处的曲柄臂两边打上冲孔。安装正确后，要锁紧固定螺母；将拐档表指针调“0”位，并摆动拐档表，拐档表的指针在“0”位不变为好。 ·正盘车转动曲轴，分别转至左平、上止点、右平和下止点四个位置，即曲柄销自0度、90度、180度、270度再回原位检查，共五个位置记录各位置拐档表读数。 ·曲轴拐档差值的计算与轴线状态分析 上下拐档差值Δ 上下为：Δ 上下 ＝L 上 －L 下 左右拐档差值Δ 左右为：Δ 左右 ＝L 左 －L 右 拐档差值Δ 上下 为正“＋”时，曲轴轴线呈下弧线弯曲，即呈“︶”形，表明 该曲柄两端的主轴承比其相邻的主轴承偏低；拐档差值Δ 上下 为负“－”时，曲轴轴线呈向上弯曲，即呈“⌒”形，表明该曲柄两端的主轴承比其相邻的主轴承偏 高。同样，拐档差值Δ 左右 为正“＋”时，轴线在水平面呈右弧线弯曲；反之，拐 档差值Δ 左右 为负“－”，轴线在水平面上呈左弧线弯曲。 曲轴臂距差值的大小表明曲轴弯曲变形的程度；臂距差值的符号表明曲轴轴线弯曲变形的方向。 ·绘制曲轴轴线状态图 ①按气缸中心距成比例地画出各缸曲柄都向上的曲柄示意图。 ②在曲柄示意图的下方作与轴线平行的横坐标轴线，根据臂距差为正值则主轴承偏低、臂距差为负值则主轴承偏高，将正臂距差值取在横坐标轴线下，将负臂距差值取在横坐标轴线上。

柴油机曲轴拐档差的测量与轴线状态分析

柴油机曲轴拐档差的测量与轴线状态分析 评估要点： 评估时间：15min 评估标准： 1、量具的选取、使用，正确得当5分 2、盘车方向，装表位置确定操作5分 3、拐挡表调校，安装正确5分 4、拐挡值测量与读取15分 5、拐挡值记录方法正确10分 6、测量数据分析，结论正确10分 总分50分 每超时1分钟扣 2.5分 曲轴臂距差测量（一只缸） 在大中型柴油机检修中，经常用测量拐挡差的办法来检查曲轴轴线的状态和主轴承的磨损情况。当曲柄的两主轴承低于相邻主轴承时，该曲柄的主轴线弯曲呈塌腰形∪＋。如果将曲柄销转至上止点位置两曲柄臂向外张开，间距增大；将曲柄转至下止点位置曲柄臂向内收扰，其曲柄臂间距减小。 当曲柄的两主轴承高于相邻主轴承时，该曲柄的主轴线弯曲呈拱腰形∩－。如果将曲柄销转至上止点位置两曲柄臂向收扰，间距减小；将曲柄转至下止点位置曲柄臂向外张开，其曲柄臂间距增大。 同样，将曲柄销分别转至左、右水平位置，两臂间距亦会发生同样在的变化。 拐挡表的使用方法（重点） 1、检查拐挡表（曲轴量表）的灵敏度。用手指按动拐表一端的顶头，看表上的脂针摆动是否灵活，放松后指针能否回到原来位置上。检验无误后，根据臂距差的大小选择并调整好拐挡表测量杆的长度，使之比臂距大1～2mm。 2、配重式拐挡表。当将 表两端的顶尖两端压装入两 曲柄臂的冲孔之后，应将整 个表用手慢慢来回摆动2～ 3次，检查是否装置稳固； 其次观察表盘指针有无摆动 动作，若有摆动也许是由于 孔不正或两端的表杆不直而 引起的，要修正冲孔或校检 表杆，消除之后再测量；再 确认安装好后，转动表盘将 表的指针调到“0”位。 3、读取拐挡表数值。由 于结构不同测量臂距增减时 拐挡表指针的方向不尽相 同，因而要在使用前，注意 观察，认真识别。当将拐挡 表的触头向表内压入时，表 面上的读数应减小，在作记

汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计

专业课程设计任务书 学生姓名：班级： 设计题目：汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计 设计内容： 1、根据零件工作原理，服役条件，提出机械性能要求和技术要求。 2、选材，并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线，分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡，画出热处理工艺曲线，对各种热处理工艺进行分 析，并分析所得到的组织，说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。

目录 0 前言 (1) 1 汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 (2) 1.1 汽车发动机曲轴的工作条件 (3) 1.2 汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 (3) 2 汽车发动机曲轴的材料选择及分析 (4) 2.1 零件材料选择的基本原则 (4) 2.2 曲轴常用材料简介 (5) 2.3 汽车发动机曲轴材料的确定 (5) 3 曲轴的加工工艺路线及热处理工艺的制定 (6) 3.1 35CrMo曲轴热处理要求 (6) 3.2 汽车曲轴的热处理工艺的制定 (6) 3.2.1 调质处理 (7) 3.2.2 去应力退火 (8) 3.2.3 圆角高频淬火和低温回火 (9) 4 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施 (11) 4.1 校直过程引起材料原始裂纹 (11) 4.2 曲轴圆角淬火不当引起裂纹源 (12) 4.3 淬火畸变与淬火裂纹 (12) 4.4 淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧 (13) 4.5 淬火硬度不足 (13) 5 曲轴在使用过程中可能产生的失效形式及分析 (13) 6 课程设计的收获与体会 (14) 7 参考文献 (15) 8 工艺卡 (16)

材料力学课程设计 单缸柴油机曲轴

材料力学课程设计 班级：441006班 作者：刘百川44100608 题目：单缸柴油机曲轴的强度设计 及刚度计算、疲劳强度校核题号：4 数据号：24 指导老师：李锋

课程设计的目的 材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学课程之后，结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题的目的。同时，可以使学生将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题、解决问题的能力；既是对以前所学的知识的综合应用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。具体有以下六项： 1.使所学的材料力学知识系统化，完整化。 2.在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际中的问题。 3.由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学知识与专业需要结合起来。 4.综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机地联系起来。 5.使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法。 6.为后续课程的学习打下基础。 课程设计的任务和要求 参加设计者要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知条件和所求问题，画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据并导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。

设计题目 某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构，材料为球墨铸铁(QT450-5)弹性常数为,E μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且2t r F F = 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4 1.6h D ≤≤，2.54h b ≤≤, 3 1.2l r =。

柴油机曲轴工艺过程及夹具毕业设计论文

重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文） 柴油机曲轴零件加工工艺及夹具设计 学生所在校外学习中心江苏张家港校处学习中心批次层次专业111 专升本机械设计制造及其自动化学号 w11107861 学生 指导教师 起止日期 2013.1.21--2013.4.14

摘要 曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件，装上连杆后，可承接活塞的上下(往复)运动变成循环运动。曲轴主要有两个重要加工部位：主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。发动机工作过程就是：活塞经过混合压缩气的燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。而曲轴加工的好坏将直接影响着发动机整体性能的表现。曲轴的材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈。 这次毕业设计介绍柴油机曲轴加工工艺规程及相关夹具的设计，及曲轴的规程制定中遇到问题的分析，经济性分析，工时定额，切削用量的计算。同时还介绍曲轴加工中用到的两套夹具的设计过程。在工艺设计中，结合实际进行设计，对曲轴生产工艺进行了改进，优化了工艺过程和工艺装备，使曲轴的生产加工更经济、合理。 根据现阶段机械零件的制造工艺和技术水平，本着以制造技术的先进性，合理性，经济性进行零件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、材料等技术分析。并根据以上分析来选择合理的毛坯制造方法，设计工艺规程，夹具设计。 关键词：柴油机曲轴工艺夹具

目录 中文摘要…………………………………………………………………………………………I 1.引言 (1) 2.曲轴的生产纲领 (2) 3.零件的分析 (2) 3.1曲轴的用途及工作条件 (2) 3.2分析零件上的技术要求，确定要加工的表面 (3) 3.3加工表面的尺寸和形状精度 (4) 3.4尺寸和位置精度 (4) 3.5加工表面的粗糙度及其它方面的质量要求 (4) 3.6热处理要求 (4) 4.曲轴材料和毛坯的定 (4) 4.1确定毛坯的类型 (4) 4.2确定毛坯的生产方法 (4) 4.3确定毛坯的加工余量 (4) 5.曲轴的工艺过程设计 (5) 5.1粗、精加工的定位基准 (5) 5.1.1粗加工 (5) 5.1.2粗加工 (5) 5.2工件表面加工方法的选择 (5) 5.3曲轴机械加工的基本路线 (5) 5.4加工余量及毛坯尺寸 (6) 5.5工序设计 (6) 5.5.1加工设备与工艺装备的选择 (8) 5.5.2机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (9) 5.6确定工时定额 (11) 5.7机械加工工艺规程卡片和机械加工工序卡片 (12) 5.7.1机械加工工艺过程卡片 (12) 5.7.2机械加工工序卡片 (12) 6.柴油机曲轴加工键槽夹具设计 (13) 6.1.1夹具类型的分析 (13) 6.1.2工装夹具定位方案的确定 (13) 6.1.3工件夹紧形式的确定 (13) 6.1.4对刀装置 (13) 6.1.5分度装置的确定以及补补助装置 (14) 6.1.6夹具定位夹紧方案的分析论证 (14) 6.1.7夹具结构类型的设计 (15) 6.2夹具总图设计 (16) 6.4绘制夹具零件图 (16)

轮机修理与维护题库数字题(新)

轮机修理与维护数字题 1、统计分析，目前共有种故障率曲线。 2、到目前为止，船舶机械的维修方式有。 3、船龄的船舶，修理后.应达到保持原设计性能。 4、根据规定，远洋货船小修的时间间隔应为。 5、经轮机长核定的修理单应一式份，其中一份留船，其余的应按时上报给公司船技处。 6、“PMS”作为轮机证书附加的标志之一，其含义是。 7、“RCM”的含义是。 8、实行螺旋桨轴状态监控的船舶，其轮机证书的附加标志是。 9、轮机船级证书的附加标志SCM表示含义。 10、轮机船级证书的附加标志ECM表示含义。 11、轮机船级证书的附加标志CMS表示含义。 12、轮机船级证书的附加标志PMS表示含义。 13、微动磨损是一种复合型磨损，它包含着种磨损机理。 14、柴油机汽缸套处于正常工作状态时，其最大磨损量在范围之内（D为汽缸套内径）。 15、正常磨损时，铸铁汽缸套的磨损率应小于。 16、运动副磨合良好可使摩擦表面的实际接触面积增大，可达以上。 17、为了防止出现低温腐蚀磨损，船舶船舶柴油机汽缸套冷却水出口温度一般应控制在。 18、船舶柴油机燃用重油，当燃油的含硫量为1.5%时，汽缸油的总碱值（TBN）应为。 19、柴油机正常运转时活塞环的正常磨损率一般为。 20、一般用低速柴油机燃用低质燃油对汽缸套的磨损较燃用低硫燃油高倍。 21、燃油中的含硫量超过时，柴油机汽缸套的磨损急剧增加。 22、在边界润滑中，边界油膜的厚度一般。 23、据统计，由于磨损造成的零件失效，占失效零件的。 24、全世界每年钢产量的被腐蚀浪费。 25、发生高温腐蚀的零件除因柴油机燃用重油外，必定是零件温度达以上。 26、柴油机燃用重油时，燃烧室零件的温度在以上，足以钒、钠化合物处于熔化或软化状态附着在零件表面上发生高温腐蚀。 27、碳钢零件在560℃以下被腐蚀，其产物是。 28、高温下材料的疲劳强度用规定的循环周次下的疲劳强度表示，一般取次。 29、零件受热表面产生热疲劳时，一般有个疲劳裂纹源。 30、柴油机运转时，铸铁汽缸盖底面温度超过时将发生显著蠕变，使底面压应力大大降低。 31、磁粉探伤时采用磁化电流的电压一般在以下。 32、超声波的频率范围。 33、超声波探伤迅速、灵敏度高，探测厚度可达。 34、润滑油理化性能长采用常规化验法进行检测，这是一种定期定量的检测方法。柴油机润滑油系列一般每隔取样检测一次。 35、入级船舶依规范应定期进行尾轴润滑油检验，规定润滑油取样检验间隔期应不超过。 36、自然界中，任何高于的物体都是辐射源。 37、按照中国船级社的规定，对于采用状态监控系统的无键安装的螺旋桨轴，如果监控记录参数都在正常范围内，则螺旋桨轴抽出检验的间隔期可延长至不超过。 38、一般情况下，若修复费用新零件制造成本或购买新零件费用，就认为此种修复工艺是经济可取的。 39、镀铬层的厚度一般为毫米，最大不超过毫米。

曲轴臂距差

二、曲轴臂距差 曲轴是一个结构复杂、刚性爱的重要零件，容易产生弯曲变形，即便自重也可使其产生弯曲变形。新造柴油机曲轴安放在机座主轴承上，因各道主轴承孔中心在同一直线上，落坐于主轴承上的曲轴轴心线也呈直线状态。经长时间运转，其他情况正常，仅各道主轴承下瓦产生不同程度磨损，各道主轴承中心不等高，落坐其上的曲轴其轴线发生弯曲变形，引起曲轴产生附加弯曲应力。因此，柴油机正常运转情况下，曲轴轴线状态主要取决于主轴承下瓦的高低;反之，曲轴轴线状态也反映了各道主轴承的高低，也就是反映了各道主轴承下瓦的磨损情况。 1.曲轴臂距差的概念 1)曲轴的变形 运转中的柴油机主轴承高低不等便坐于其上的曲轴产生弹性变形，整根曲轴的变形为宏观的整体变形，在每个曲柄上的变形为局部的微量变形。曲柄微量变形是曲柄臂之间的距离在曲轴回转一周中产生的微量变化。 2）运转中的曲柄 研究曲轴变形时，为了便于分析曲柄的微量变形，简化问题，对运转中的曲柄进行以下假定: (1)主轴颈与曲柄臂之间为刚性连接，夹角为90o。并保持不变; (2)主轴颈、曲柄销颈和曲柄臂均为刚性件，运转中形状不变: (3)曲柄销颈与两曲轴臂之间夹角α、β不仅相等且变化相同，即保持 α=β如图8-27所示。 3）曲柄微量变形、曲轴整体变形与主轴承高低的关系 当曲轴发生整体变形时，即发生轴线的弯曲变形时，分析曲轴的任一曲柄微量变形。 图8-28（a）所示:当曲柄的两个主轴承低千相邻主轴承时，该曲柄的两个主轴颈轴线向下弯曲呈塌腰形。此时，将曲柄销转至上止点位臵时，曲柄的两臂张开，臂距增大;曲柄销转至下止点位臵时，曲柄的两臂收拢，臂距减小。同样，将曲柄销分别转至左、右平位臵时，曲柄臂距亦有相同变化。

柴油机曲轴工艺设计方案[]

0 引言 本次毕业设计是关于R180柴油机曲轴的工艺设计及其中两道工序的夹具设计。 曲轴是柴油机中的关键零件之一，其材质大体分为两类：一是钢锻曲轴，二是球墨铸铁曲轴。由于采用铸造方法可获得较为理想的结构形状,从而减轻质量，且机加工余量随铸造工艺水平的提高而减小。球铁的切削性能良好，并和钢制曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理，来提高曲轴的抗疲劳强度和耐磨性。而且球铁中的内摩擦所耗功比钢大，减小了工作时的扭转振动的振幅和应力，应力集中也没有钢制曲轴来的敏感。所以球墨铸铁曲轴在国内外得到广泛采用。本次设计中曲轴的材质为球铁。 从目前整体水平来看, 毛坯的铸造工艺存在生产效率低，工艺装备落后，毛坯机械性能不稳定、精度低、废品率高等问题。从以下几个工艺环节采取措施对提高曲轴质量具有普遍意义。①熔炼国内外一致认为,高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球铁的关键所在。为获得高温低硫磷的纯净铁水，可用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。②球化处理③孕育处理冲天炉熔化球铁原铁水,对铜钼合金球铁采用二次孕育。这对于防止孕育衰退，改善石墨形态，细化石墨及保证高强度球铁机械性能具有重要作用。④合金化配合好铜和钼的比例对形成珠光体组织十分有利,可提高球铁的强度,而且铜和钼还可大大降低球铁件对壁厚的敏感性。⑤造型工艺气流冲击造型工艺优于粘土砂造型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量的特点,这对于多拐曲轴尤为重要。⑥浇注冷却工艺采用立浇—立冷，斜浇—斜冷、斜浇—反斜冷三种浇注方式较为理想,其中后一种最好。斜浇—反斜冷的优点是：型腔排气充分，铁水充型平稳，浇注系统撇渣效果好，冒口对铸件的补缩效果好，适应大批量流水线生产。 目前，国内大部分专业厂家普遍采用普通机床和专用组合机床组成的流水线生产，生产效率、自动化程度较低。曲轴的关键技术工程仍与国外相差1～2个数量级。国外的机加工工艺大致可归纳为如下几个特点。①广泛采用数控技术和自动线，生产线一般由几段独立的自动化生产单元组成，具有很高的灵活性和适应性。采用龙门式自动上下料，集放式机动滚道传输，切削液分粗加工与精加工两段集中供应和回收处理。②曲轴的主要加工工序基准中心孔，一般采用质量定心加工方式，这样在静平衡时，加工量很少。③轴颈的粗加工一般采用数控铣削或车拉工艺。工序质量可达到国内粗磨后的水平，且切削变形小、效率高。铣削和车拉是曲轴粗加工的发展方向。④国外的曲轴磨床均采用CNC控制技术，具有自动进给、自动修正砂轮、自动补偿和自动分度功能，使曲轴的磨削精度和效率显著提高。⑤油

曲轴拐挡差的测量和分析

曲轴拐挡差的测量和分析 拐档差也称臂距差。柴油机曲轴上两个相邻曲柄臂之间的距离称为拐档值 (或称臂距值)。曲柄销在上、下死点或左 、右舷位置时的两拐档值之差即为拐档差。因此柴油机曲轴拐档差的测量其实也就转化为拐档值测量。对于各条船舶的主辅机来说，曲轴无疑是一重要组成部件 ；而曲轴本身又是一个结构复杂，刚性较差 的部件，易产生弯曲弯形。安装在柴油机机座主轴承上的曲轴 ，由于柴油机不停的运转会使主轴承轴瓦(特别是下瓦)产生磨损，其程度不同即会造成各道主轴承下瓦高低的不等 ，主轴承的中心线发生偏离，因而也就会导致曲轴变形，轴线弯曲，运转过程中产生了附加的弯曲应力 ；并且，反过来加剧了轴 瓦的磨损，形成恶性循环。曲轴轴线变化使曲柄也产生变形 ，曲柄臂时而张开，时而收扰随曲轴回转周期变化：曲柄臂与曲柄销的连接的过渡圆角处就产生周期性变化的应力。在这种周期性附加应力作用下，导致该处产生疲劳裂纹 ，甚至使曲轴断裂；因而 ，在柴油 机运转期间，了解主轴承或下瓦的高低情况(即曲轴轴线状态)很有必要。而拐档差与轴瓦高低、曲轴变形有着密切的关系，因此重视主辅机曲轴拐档差的变化，测量并控制拐档差在允许的范围内，以免产生断轴事故是轮机员的一项重要工作。 1拐档差的测量 1．1测量 方法 臂距值是用专用的测量工具 即拐档表来测量的，测量时将拐档表安装在曲柄臂之间的固定位置上，并要求与曲柄销颈平行。当拐档表安装的位置不同，所测得的臂距就不同，当然臂距差也就不同了。因此，必须规定测量点的位置。有些柴油机在曲轴制造时就在曲柄臂内侧打上冲孔，定为测量点的位置 ，以便于每次测量时迅速 、准确安装拐档表。没有打冲 孔的柴油机通常规定测量点 ，设在距曲柄梢中心线(S+D)／2处 ，式中 S 为活塞冲程 ，D 为曲轴直径，图 1所示。而一般为了测量方便，往往就直接把测量点选在曲柄臂内侧轴径最下端。 另外 ，对于在运行中的柴油机 ，由于活塞运动部件已装于曲轴上 ，当要测量曲柄销处于下死点位置时的臂距值 L 下时，连杆正好处于中间 ，拐挡表不能安装，所以实际工作中，将曲柄销在下死点的臂距值L 下由曲柄销位于下死点前 150和下死点后 150(度数没严格规定，只要求对称及不碰连杆为准)两位置臂距值 L 前 150、L 后 150平均值来代替即L 下=(L 前150＋L 后150)／2。因此在实际测量中，要测 00、900、1650、1950、2700的五个曲柄位置的拐档值。曲轴按正车或倒车回转一周，可全部测出，见图 2所示。 1．2测量分析 当按照曲柄销的位置来测量与记录时，为方便起见，柴油机曲轴拐档差一般只测垂直 ，水平两个位置 ，即

曲轴形位误差检测(精)

职业技能鉴定国家题库统一试卷 高级汽车维修工操作技能考核评分记录表 考生姓名：_______________准考证号：_________________工作单位：_________________ （一）修理 发动机曲轴形位误差检测 考核时间:60分钟 序号作业 项目 考核内容配分评分标准 考 核 记 录 扣 分 得 分 1 曲轴 支撑 曲轴支撑位置，调 平方法和调平质量 4 支撑位置错误扣2 分 调整方法错误扣1分 调整有误差扣1分 2 轴颈 测量 并确 定修 理尺 寸 测量轴颈，并判断 是否需要修磨，确 定修理尺寸 10 测量一处错误扣2 分，共4分 结论错误扣3分修理尺寸确定错误

扣3分 3 测量 弯曲 测量径向圆跳动和 端面圆跳动的方法 和测量结果 4 测量方法一处错误扣1 分，共2分 测量结果一处错误扣1分，共2分 4 测量 扭曲 测量方法和测量结 果 4 测量方法一处错误扣1 分，共2分 测量结果一处错误扣1分，共2分 5 测量 曲柄 半径 测量方法和测量结 果 4 测量方法一处错误扣1 分，共2分 测量结果错误扣1分 6 结论判断曲轴可否继续 使用 5 判断一处错误扣1 分，共5分 7 安全 文明 生产 遵守安全操作规 程，正确使用工量 具，操作现场整洁 4 每项扣1分，扣完 为止 安全用电，防火，无人身、设备事故因违规操作发生重大人身或设备事故，此题按0分计 8 分数 统计 35

评分人：年月日核分人：年月日 技术标准： （1）各轴颈圆柱度公差为±0.005mm； （2）各处径向圆跳动标准： a.中间主轴颈对两端主轴颈轴线的径向圆跳动小于0.05mm； b.曲轴后端凸缘端面对曲轴主轴颈轴线的端面圆跳动小于0.06mm； c.曲轴后端凸缘外圆对曲轴主轴颈轴线的径向圆跳动小于0.035mm； d.装变速器第一轴的前轴承孔对主轴颈轴线的径向圆跳动小于0.06mm； e.正时齿轮轴颈对主轴颈轴线的径向跳动小于0.025mm； f.皮带轮轴颈对主轴颈轴线的径向跳动小于0.025mm （3）各道连杆轴颈对正时齿轮键槽中心面的分配角度公差为±0°30′；（4）曲轴半径为57.5±0.10mm。