柴油机曲轴臂距差测量与分析

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。

柴油机曲轴拐档差的测量与轴线状态分析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。

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。

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。

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置时，曲柄的两臂张开，臂距增大;曲柄销转至下止点位置时，曲柄的两臂收拢，臂距减小。

同样，将曲柄销分别转至左、右平位置时，曲柄臂距亦有相同变化。

图8-28(b)所示:当曲柄的两个主轴承高于相邻主轴承时，读曲柄的两个主轴颈轴线向上弯曲呈拱腰形。

此时，将曲柄销转至上止点位置时，曲柄的两臂收拢，臂距减小；曲柄销转至下止点位置时，曲柄的两臂张开，臂距增大。

《船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪的研制》篇一一、引言随着现代船舶工业的快速发展，柴油机作为船舶的核心动力系统，其性能的稳定性和可靠性对船舶的安全运行至关重要。

曲轴作为柴油机的核心部件之一，其臂距差的精确测量对于发动机的性能评估和维修保养具有重要意义。

传统的曲轴臂距差测量方法主要依靠人工测量，存在测量精度低、效率慢、易受人为因素影响等问题。

因此，研制一种高效、精确、自动化的船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪具有重要的实际应用价值。

二、研究背景及意义船舶柴油机曲轴臂距差的精确测量对于发动机的稳定运行和寿命预测具有重要意义。

传统的测量方法主要依靠人工使用卡尺等工具进行测量，不仅效率低下，而且测量结果易受人为因素影响，导致测量精度不高。

因此，研制一种电子测量仪，能够自动、快速、准确地测量曲轴臂距差，对于提高船舶柴油机的运行效率、降低维修成本、保障船舶安全具有重要意义。

三、研究内容（一）系统设计船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪主要由传感器系统、数据处理系统和显示输出系统三部分组成。

传感器系统负责采集曲轴臂距差的数据，数据处理系统对采集的数据进行处理和分析，显示输出系统将处理结果以数字或图形的方式展示出来。

（二）传感器系统设计传感器系统是电子测量仪的核心部分，采用非接触式测量技术，通过高精度传感器对曲轴臂距差进行实时监测。

传感器采用光学或激光测距原理，具有高精度、高速度、抗干扰能力强等特点。

（三）数据处理系统设计数据处理系统负责对传感器采集的数据进行处理和分析。

采用高速处理器对数据进行快速处理，通过算法对数据进行滤波、去噪、计算等操作，以提高测量精度。

同时，数据处理系统还具有数据存储、传输和远程监控等功能。

（四）显示输出系统设计显示输出系统将处理结果以数字或图形的方式展示出来。

采用液晶显示屏或计算机界面等方式进行显示，方便操作人员观看和理解测量结果。

四、技术路线及实施方案（一）技术路线研制过程主要包括需求分析、系统设计、硬件制作、软件开发和测试验收等阶段。

柴油机曲轴形状复杂,承受着弯曲,扭转、压缩等多种负荷的作用,其刚性较差。

从实际来说,它安装在高低不同的主轴承上,其轴心线将呈弯曲状况,在这种状况下,每一个曲柄的两个曲臂之间的距离在曲轴回转一周中是不断变化的,如果这种周期性的变化过大,就可能会引起曲轴的扭转和弯曲变形,甚至产生裂纹和发生折断,而它是柴油机中造价最高的一部分。

故此,我们在平时安全检查过程中,应该认真检查船舶检验部门核发的“检验报告"及船舶的检修记录,核实船舶的检验种类,校核船舶柴油机曲轴臂距差的最大值,分析、判断其是否超过该机型的安装极限。

本文就柴油机曲轴臂距差的测量数据与影响因素做一个简单的分析。

一、数据分析1、曲轴正转与倒转数值不相同曲轴臂距差应按柴油机正转方向转车进行测量,这样可以得到与曲轴正常运转相似的状况。

如果曲轴倒转测量,一般所测得的数据与正转测得的数据基本上是相同的,但是由于某些主轴颈在曲轴倒转时会在主轴承上有微量的移动,以使测得的数值有些出入,特别是靠近飞轮端那个曲柄臂距差数值可能会出现较大的偏差,这种现象纯属正常,核查时应以正转测得的数值为准,倒转测量仅作参考。

2、曲轴转回到起始位置后臂差表指针不回复到原位这种现象在曲柄上不带活塞连杆装置时常见,即若在起始位置上将表指针调正到“O”,当曲轴转一周后回到起始位置时,表上的指针往往不是回复到原来的“0”位,这种现象的产生主要是由于曲轴在转动一周中不断地变形(张开和缩合),而主轴承和主轴颈之间存在着较大的摩擦力又在一定程度上阻止这种变形。

这种摩擦力就成了转回起始位置时,曲柄臂距完全恢复到原来状况的阻力,或者说曲柄变形的恢复有一定的滞性,但是这种误差不会太大,如果较大,可能是表或冲孔等有问题。

3、左右臂距差相差较大这种现象较少发生,如有,一般有三种可能:(1)指刮主轴承下轴瓦时单边(左边或右边)刮削过多,曲柄偏于一边;(2)飞轮端那个曲柄受轴系安装不良的影响;(3)飞轮端或自由端那个曲柄由于中间轴或曲轴自由端装有皮带轮、皮带张紧力的影响。

曲轴臂距差是指发动机曲轴主轴中心到连杆销中心的距离差异。

测量曲轴臂距差的方法有以下几种：
1.双点法：使用两个测量点分别测量曲轴臂的距离，然后计算两个测量值之间的差异。

这
可以通过测量两个连杆销中心到曲轴主轴中心的距离来完成。

需要注意的是，在测量时要确保测量点与连杆销中心保持垂直，并使用精确的测量工具，如千分尺或游标卡尺。

2.直线法：将一条直线引入曲轴臂上的两个测量点，然后测量直线与两个测量点之间的距
离。

这个方法需要使用精确的直尺或导轨，并确保直线与测量点之间的位置关系准确。

3.光学测量法：利用光学测量仪器，如激光扫描仪或投影仪，对曲轴臂进行三维扫描或投
影测量。

通过测量曲轴臂的形状和尺寸，可以得出曲轴臂距差的数值。

这种方法通常需要专业的测量设备和软件，并且适用于高精度的测量需求。

无论使用哪种方法，测量曲轴臂距差时都需要注意以下几点：
●使用精确的测量工具和设备，以确保测量结果的准确性。

●确保测量点与连杆销中心的位置关系正确，避免测量误差。

●进行多次测量并取平均值，以提高测量结果的可靠性。

●遵循测量方法的操作规程，确保测量过程的准确性和一致性。

需要注意的是，测量曲轴臂距差需要一定的专业知识和经验，建议在进行测量前咨询专业人士或参考相关文献和标准。