柴油机主要零件的检修

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式中:OA——测量点A至曲柄销中心线的距离,mm;

OB——测量点B至曲柄销中心线的距离,mm。

2)测量工具:专用的测量工具,即拐档表。是一种特殊的百分表。

3)测量条件与要求:

为了测量精确,应尽量消除影响测量精度的因素,准确地反映曲轴轴线状态。要求在以下条件下进行测量: (1)在柴油机冷态进行测量:柴油机热态是指停机时的状态。柴油机停机后立即测量,机件热态使拐档表和测量值不准确,且随着温度的不断降低先后测量值的温度影响不同,所以测量值不稳定。而冷态即环境温度下测量值准确、稳定,也便于操作。

(2)夜间、清晨或阴雨天气时测量:海水、气温直接影响船体变形,进而影响曲轴臂距差值。轮机员测量曲轴臂距差时应注意坏境温度的影响,避免船舶在太阳暴晒下测量。 (3)船舶装载条件相同的情况下测量:船舶装载条件不同船体变形不同,如空载与满载时的曲轴臂距差不同。为了便于比较应在相同的装载条件下进行测量。通常新造船舶和修理船舶都在空载下测量臂距差。

对测量的要求:

(1)一次装表完成全部测量:拐档表安装后应完成测量曲轴回转一周中各要求位臵的臂距值,测量过程中不允许改动拐档表的位臵。通常曲轴臂距差的测量位臵是随柴油机安装完善程度而异。当曲轴末装活塞运动装臵时,测量0°、90°、180°、270°四个位臵的臂距值;当曲轴上安装活塞运动装臵时,测量0°、90°、165°、195°、270°五个位臵的臂距值。

(2)柴油机正车回转进行测量:测量曲轴臂距差按柴油机正车运转方向进行,使测量值符合实际情况,精度高。

4)测量与记录:拐档表在曲柄冲孔装妥后即可测量。测量时,盘车使曲轴正车回转一周,分别测量曲柄销在上、下止点位臵和左、右水平位臵的臂距值,从拐档表读出测量值,并记录在专门表格中。现场测量值可按以下方式记录:

1)曲柄销所在位臵记录记录读数:

无连杆时:?垂直=C-a; ?水平=b-d

有连杆时:?垂直=C-(a+e)/2; ?水平=b-d 2)按拐档表所在的位臵记录:

注意:虽然记录方式不同,但臂距差的概念不变;此外,

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不要将表的位臵与曲柄销的位臵搞混,两者的位臵正好相反。 3)测量数据可靠程度的判断方法:几何判断法:上、下死点时的臂距差和≈左、右舷位臵时的臂距差和,差值?0.03mm。 3.4 需要测量曲轴臂距差的情况

1)新机的台架试验及安装过程中。 2)修理前、后;

3)营运船舶定期测量,一般一年1次(6000~8000小时); 4)刚性差的船舶在装载后进行测量; 5)海损事故后;

6)主轴瓦拂刮后或换新后;

7)主要螺栓(主轴承固定螺栓、连杆螺栓、贯穿螺栓、

地脚螺栓)重新预紧后。 3.5 臂距差的标准

各船舶主机都有本机的标准;各个生产厂家和各国的船检部门也都有相应的规范和标准。归纳起来主要有: (1)柴油机说明书:曲轴臂距差随柴油机机型、结构、尺寸和计算方法不同而异。各类柴油机说明书中均对其曲轴臂距差测量方法、安装值和极限值有明确规定。MAN-B&W型柴油机测量点在(s+d)/2-10 mm处,表8-9为柴油机冷态时的标准。

(2)中国船级社规定:在<<海上营运船舶检验规程>>(1984)中规定曲轴臂距差测量点在(s+d)/2处。曲轴与轴系连接后冷态下的臂距差标准如表8-10所示。

(3)中国修船标准:<<中华人民共和国船舶行业标准>>CB3364-91、CB/T3544-94分别对船舶柴油机发电机原动机和船舶主柴油机曲轴臂距差的规定:

CB3364-91规定:曲轴臂距差测量点为(s+d)/2处,曲轴与发电机连接后冷态臂距差标准:

正常值:不大于0.000125s,即1.25s/10000; 修理中飞轮端控制值:不大于0.00015s,即1.5s/10000; 飞轮端如为弹性联轴节可适当放宽至不大于0.000175s,即1.75s/10000。

CB/T3544-94规定:船用主柴油机整体式和组合式曲轴臂距差值应符合图8-27要求,测量点在(s+d)/2处。图中Ⅰ线左上方为在车床或平台上最佳值;在Ⅰ、Ⅱ线之间为优良值;在Ⅱ、Ⅲ线之间为合格值; Ⅲ线为最大允许值。

3.6 影响曲轴臂距差的因素(★)

★ 主轴承下瓦的不均匀磨损,是主要影响因素;磨损严

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重的主轴承附近的曲拐的臂距差会向“+”值方向发展; ★ 爆发压力的影响:通过活塞连杆机构作用到曲柄销上,使臂距差向“+”值方向发展;

★ 活塞运动装臵的影响;重量的作用同上;

★ 机座变形或下沉:机座变形和下沉都会使曲轴轴线弯曲变形、臂距差无规律的变化。船体变形、机座地脚螺栓和贯穿螺栓松动或重新预紧等均会使机座产生无规律的变形。柴油机机座与底座间垫铁松动或磨损变薄等使机座相应部位下沉,可用小锤敲击垫铁检查地脚螺栓、垫铁有无松动。 ★ 装载的影响:机舱、货舱在船上的布臵不同,其装载对船体变形和曲轴臂距差的影响程度也不同。

中机舱船舶,机舱位于船中部或靠近中部,货舱分布于机舱前后。装载后船体中部上拱,曲轴轴线朝拱腰形变化,臂距差向负值增大方向变化。如果空载时臂距差就为负值,轻、满载时负值继续增大;如空载时臂距差为正值,轻、满载时正值减小向负值变化。

尾机舱船舶,机舱位于船尾,如油轮。般舶装载后的影响与中机舱船舶基本相同,只是影响程度轻些,仅波及曲轴首端曲柄,臂距差也是朝负值增大方向变化。

配载影响船体的变形:因装载引起船体过大变形,以致在每次装载后测量曲轴臂距差、以检验船体和曲轴变形情况。当臂距差超过规定值时则需重新配载,重新装货。

★ 轴系连接误差的影响:曲轴与轴系是刚性联接的,如果两者的中心线不一致(法兰联接处的存在较大的偏移或曲折),会影响臂距差;要求曲轴尾法兰与第一节中间轴首法兰连接误差:偏移值不大于0.1mm,曲折值不大于0.1mm/m,以使曲轴尾端臂距差符合要求。当轴系误差使轴系轴线高于曲轴轴线、两法兰呈下开口时,连接后使曲轴尾端轴线呈塌腰形,臂距差朝正值方向增大,如图8-28a);当轴系轴线低于曲轴轴线、两法兰呈上开口时,连接后使曲轴尾端轴线呈拱腰形、臂距差朝负值方向增大,如图8-28b)。

★ 各缸功率分布不均匀:不均匀导致主轴承的不均匀磨损。

★ 飞轮的影响:飞轮重量的影响,使末端曲柄的臂距差向“-”值方向发展。

4 根据臂距差判断主轴承的高低

曲轴过大的弯曲变形还会引起附加弯曲应力增大,招致

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曲轴的裂纹和断裂。柴油机正常运转中曲轴轴线弯曲状态主要取决于主轴承下瓦必不可免的磨损。因此,了解和控制主轴承下瓦的磨损、确定各道主轴承的高低,从而了解了曲轴轴线弯曲变形的程度,及时采取措施以防止曲轴裂纹和断裂,也避免引起活塞运动装臵的失中。主要有以下几种定性判断方法: 4.1 分析法

通过对臂距差、轴线状态和轴承位臵的基本关系分析判断主轴承高度。

当测得臂距差△⊥>0,表明该曲柄轴线呈塌腰形状态,两主轴承低于相邻轴承;△⊥<0,表明轴线呈拱腰形状态,两主轴承高于相邻轴承。

利用基本关系判断主轴承高低是最基本的方法,可以根据臂距差值迅速作出判断,生产中普遍应用。 4.2 桥规法 1)桥规(Bridge Gauge)和桥规值

桥规是随机专用测量工具,随机型不同而异。新造柴油机在台架上测量桥规值并标记在桥规上或提供给船方作为日后检测的依据。

测量前,拆去主轴承上盖、上瓦,清洁主轴颈和机座上平面,依说明书要求或上次测量时的曲轴位臵,将曲轴首(尾)端曲柄转至上止点位臵测量,也可以使所测轴颈相邻曲柄销在0、90、180、270四个位臵测量,再求其平均值。

测量时,将桥规臵于机座上平面并紧贴,用塞尺测量桥规测量基准面与主轴颈之间的距离a,如图8-29a)。一般在主轴颈首尾两处测量,取其平均值。所以桥规值是以机座上平面为基准,桥规测量平面与主轴颈之间的距离。柴油机出厂的桥规值在一定时间内有效,当换新轴瓦、机座变形等时应以修后的桥规值为准。

一般桥规测量时,需拆、装主轴承,操作不便。目前大型柴油机多采用带有测深尺的桥规,如图8-29b)所示Sulzer RTA48型柴油机桥规,只需在主轴承两端用测深千分尺测量即可。

2)主轴颈下沉量

柴油机长期运转主轴颈和主轴承下瓦磨损,主轴颈相对机座上平面的位臵下沉。各道主轴承下瓦和对应主轴颈磨损量不同,各道主轴颈下沉量不同。因主轴颈硬度高磨损量很小,可略去。所以将主轴颈下沉量视为主轴承下瓦的磨损量。

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