曲轴拐挡差的测量和分析
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拐档差测量与分析定义:曲柄销在上止点、下止点的两臂距值差为垂直方向拐档差,曲柄销在水平左右位置的两臂距值差为水平方向拐档差。
目的:分析曲轴轴线的状态和主轴承磨损情况。
拐档差在允许范围内,即可将曲轴变形控制在弹性变形内,不产生塑形变形。
工具:拐档差表。
拐档差值得记录:当拐档差表向表内压入时,表面读数应减小,在记录时读作负值,以“—”表示;当拐档差表触头向外伸时,表面读数变大,记录时读作正值,以“+”表示。
测量条件:1、柴油机在冷态测量2、一次装表完成全部测量3、将拐档表装好后用手把表慢慢来回转动2—3次,并将刻度盘上的指针调到零位4、测量前后清洁曲拐箱,保持曲拐箱内清洁数据记录:一般按曲柄销的位置记录上下拐挡差为⊿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。
数据有效性验证: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数据分析:1.当测得L上>L下,即△垂直>0,为“+”值时,表明该段轴轴线呈下塌形或下弧线弯曲,即为“凹”形,也可说明该曲柄所在两主轴承位置较低。
曲柄臂张开放向朝下,其拐档有称为下叉口。
2. 当测得L上<L下,即△垂直<0,为“-”值时,表明该段轴轴线呈上拱形或上弧线弯曲,即为“凸”形,也可说明该曲柄所在两主轴承位置较高。
曲柄臂张开放向朝上,其拐档有称为上叉口。
3.当L左>L右时,即△水平>0,为“+”值时,表明该段曲轴轴线呈右弧线弯曲,即为“)”形,也说明该曲柄所在两主轴承位置较低。
4.当L左<L右时,即△水平<0,为“-”值时,表明该段曲轴轴线呈左弧线弯曲,即为“(”形,也说明该曲柄所在两主轴承位置较高。
这样通过测量臂距值,就可以大体判断曲轴轴线在垂直与水平面内的弯曲情况。
进一步分析曲轴弯曲原因:用桥规测量出主轴承的下沉量,如下沉量与拐档差相吻合,则说明曲轴轴线绕曲是由于各道主轴承磨损不均匀造成;如两者相矛盾,侧说明基座变形,即桥规值基本不变,拐档差值变化较大。
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。
重庆交通大学实习报告实习名称:轮机动力操作与拆装院系名称:XXXXXX专业班级:XXXXXXX学生姓名:XX学生学号:XXxxxxxx20xx年xx月xx日星期X目录一.实习目的 (3)二.实习意义 (3)三.拆装操作前的准备 (3)四·拆装与操作1·设备的拆装1.柴油机气阀 (03)2.柴油机活塞环 (04)3.柴油机缸套磨损测量及圆柱度、圆度计算 (06)4.多孔闭式喷油器拆卸或装配 (07)5.柴油机曲轴拐档差的测量与轴线状态分析 (09)6.锅炉给水阀的拆卸或装配 (09)7.用压铅法测量齿轮泵的啮合间隙 (10)8.测量齿轮泵的轴向间隙 (10)9.活塞式空气压缩机缸盖的拆卸或装配2·动力设备的操作1、柴油机气阀间隙检查和调整 (11)2、锅炉启动停止和管理 (12)3、油水分离器的操作 (14)4、发电柴油机的操作 (15)5、液压甲板机械的起动与停用操作 (16)6、主柴油的操作 (17)7、活塞式空气压缩机起动、管理与停用 (20)8、空调制冷装置 (21)五.收获与体会 (23)一、实习目的1、动力设备拆装实训为了适应STCW公约对船员评估的要求,也是为了课本上学到过的动力设备知识与实际联系起来,使学生掌握如何选配工具,知道安全拆装的重要性,把动力设备的技术要求、测量方法,切切实实地加以亲身体会。
2、动力设备操作使学生掌握操作设备前的准备工作和在操作过程中正确的顺序,运行管理注意的事项,以及设备停止步骤,各设备都有其独特的要领、指标、参数,必须在学习过程中对照书本知识加以领会二、实习意义实习是我们学习轮机工程专业的一项重要的实践性教学环节。
旨在开拓我们的视野,增强专业意识,巩固和理解专业课程,通过亲自动手实习体会方式加深对知识的理解,还可以让我们获得船舶动力设备构造的基础知识。
了解了拆装的一般操作,提高了自己的操作技能和动手能力,而且加强了理论联系实践,提高了工程实践能力,培养了工程素质。
曲轴拐档表的测量与轴线状态分析中大型柴油机的曲轴由于长度长,重量重,弯头多,刚度差,很容易引起饶曲变形。
曲轴安装于机座主轴承上时,其轴线的平直度与各道主轴承座孔轴线的同轴度有关。
当某道主轴承座孔轴线产生偏移,就会引起过大绕曲变形。
偏移量越大,饶曲变形就越严重。
若曲轴工作在过大饶曲变形的状态下,会使曲柄臂和曲柄销连接的过渡圆角处产生过大的拉压应力,导致该处产生疲劳;裂纹,严重时会引起曲轴断裂。
使用中的柴油机,常因某些原因引起主轴承下瓦高度偏差过大,而致使曲轴发生过大的绕曲变形。
曲轴挠曲变形的程度是通过测量其臂距差来确定的。
臂距差的绝对值越大,曲轴挠曲变形就越严重。
为了保证曲轴挠曲变形不致过大,有关部门对柴油机制造、修理、营运等不同情况都规定了标准。
可通过测得的各道曲柄的臂距差值绘制出曲轴轴线状态图,从而可分析引起臂距差超标的原因,以便采取合适的调整方法,使臂距差恢复至正常范围,保证曲轴长期可靠地工作。
任务一曲轴臂距差的测量与轴线状态分析一、目的:掌握曲轴臂距差的测量方法和曲轴轴线状态图的绘制,学会而分析轴线状态二、设备及工量具:大中型柴油机、拐档表、行灯三、测量步骤:1、确认拐档表的测量精度和正负值,校验表的灵敏性和准确性:1)测量精度标于表的表盘上。
2)用手指按下表的活动侧头,此时表针的转向(一般为顺时针)即为负值(相对零刻度而言);反之,为正值。
3)用手指按动表的活动侧头,表针应转动灵活自如,放松后表针应能回到原来的位置,则表示灵敏性和准确性良好。
2、在柴油机操纵台旁挂“禁止动车”警告牌,拆下曲轴箱道门。
3、将需测量臂距差的曲柄销盘至下止点后15度左右的位置。
如没有安装活塞连杆组时,应把曲柄销盘至下止点位置。
4、仔细清洁两曲柄臂上的冲孔,去除油污和杂物,以免引起测量误差。
5、目测曲柄的宽度,选择合适的量杆接到固定侧头端并在量杆之间装上锁紧螺母,但不要拧紧。
6、将表活动侧头装入一个冲孔,小心地按压表体使固定侧头进入对应端的冲孔。
辅机拐档差变形的分析前言某散货船:辅机四冲程柴油机、6缸、缸径260mm、冲程420mm.进厂修理,在修理前根据常规做法,测量曲轴拐档差,发现在第6缸(船尾靠飞轮端刚好在极限值-0.07mm,上开口)。
我们进行柴油机拐档测量发现第6缸拐档差为-0.09MM,已超过极限,根据规定如果不调整曲轴拐档,将可能发生事故造成严重的后果。
2、辅机拐档变形的原因分析船舶影响辅机拐档差的因素很多,影响的情况也各不相同。
1)主轴承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,座落其上的曲轴线发生弯曲变形,拐档发生变化。
各道主轴承因柴油机各缸功率、轴承负荷及轴承间隙、润滑等的不同,下瓦的磨损不同,也无规律。
所以,主轴承下瓦磨损使曲轴轴线状态,拐档差数值的变化也无规律。
2)机座变形和下沉机座变形和下沉都会使曲轴线弯曲变形,拐档差的变化。
船体变形,机座地脚螺丝和贯穿螺栓松动或重新预紧等均会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偏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。
3)活塞运动装置和爆发压力的影响活塞运动部件的重量使曲轴轴线朝塌腰形变化,其自身的重量再加上做功运动时对曲轴的冲击力对拐档的变化影响都时很大的。
4)船舶装载的影响船体的载力不同,船体刚性就不同装载不同船体变形不同。
曲轴轴线和拐档差值也会随之变化。
船体刚性随船载增加而不断降低,曲轴变形和拐档差变化也会增大。
机舱、货仓在船上的布置不同,其装载对船体的变形和拐档差的影响程度也不同。
中机舱船舶,机舱位于船中部或靠中部,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。
拐档差向负值增大方向变化。
如空载时拐档差就为负值,轻满载时负值继续增大;如空载时拐档差为正值,轻满载时正值减小向负值变化。
尾机仓船舶,机舱位于船尾,如油轮。
船舶装载后的影响与机舱船舶基本相同,只是影响程度轻些,仅波及曲轴首端曲柄,拐档差也朝负值方向变化。
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。
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
△垂直=L上—L下
△水平=L左—L右
式中:△一臂距差,mm
△垂直、△水平一分别为曲轴处于垂直平面内和水平平面内的臂距差,mm
L上、L下一分别为曲柄销在上、下死点位置时的臂距值,mm
L左、L右——分别为曲柄销在左、右弦位置时的臂距值,mm
测量的结果有以下两种可能如表1所示:
①当测得L 上> L下,即△垂直>0为“+”值时,表明该段轴轴线呈下塌形或下弧线弯曲,即为“”形,也可说明该曲柄所在两主轴承位置较低。
②当测得L上< L下,即△垂直<0为“一”值时,表明该段轴轴线呈上拱形或上弧线弯曲,即为“⌒”形,也可说明该曲柄所在两主轴承位置较高。
同样,当侧值L左>L右右即△水平>0,当为“+”值表明该段曲轴轴线呈右弧线弯曲,即为“)”形,也说明该曲柄所在两主轴承位置较低。
当L左<L右右时,即△水平<0为“一”值,表明该段曲轴轴线呈左弧线弯曲,即为“(”形,也说明该曲柄所在两主轴承位置较高。
这样通过测量臂距值,就可以大体判断曲轴轴线在垂直与水平平面内的弯曲情况。
1.3拐档差的规定
柴油机曲轴的臂距差允许极限值如表2所示。
注:对活塞冲程 400 mm,修理试车后可适当放宽为每米活塞冲程0.15 mm.但不超过0.175 mm
除了上述规定,轮机人员在现场工作时若不便于查表,也可按经验公式计算。
并且,理论上新建造或大修后的柴油机拐档差应不大于0.0001S;航行中许可的拐挡差应不大于0.0002S。
S为活塞冲程。
实际工作中一般参考依据如下:
(1)大修后的柴油机拐档差
△=(0.00125—0.0025)S 允许运转
△=(0.0025—0.003)S 限期修理
△>0.003S 立即修理
(2)新出厂柴油机拐档差一般应满足
△<O.00125S
1.4测量前提
(1)刮拂主轴瓦或换新主轴瓦后;
(2)船舶发生搁浅、碰撞等事故后;
(3)船体变形或机座变形后;
(4)柴油机修理过程中,如拆去飞轮后,活塞运动部件包装前后,紧固、贯穿将栓松开或预紧后,主机与轴系连接后等。
(5)船舶运行中的检查曲轴状态和主轴承磨损情况,定期对曲轴拐档差进行测量。
(6)船体刚性较差的船舶装载后。
1.5测量步骤
(1)打开曲拐箱门;
(2)盘车使柴油机 1#气缸处于开始位置,根据正倒车开始位置把曲柄销转到为下死点 15o 或后 15。
(在此位置安装拐档表最为方便);
(3)检查曲轴是否支承在下轴瓦上,使用测隙规,以便获取正确拐档差;
(4)将拐档表装好后用手把表慢慢来回转动2—3次,并将刻度盘上的指针调到零位。
盘车使曲轴转至规定测量位置,读数并作记录;
(5)用同样方法测量其余各缸曲轴。
2实例分析
现摘抄一条实船 xx年 xx月 xx 日在 XN港的一次测量记录。
见图(3)与表3。
从测得数据看出曲柄梢位于上、下死点的臂距差之和与左、右弦时的臂距值之和大致相等,即L上+L下≈L左+L右右,可看出,测量的数据结果是比较准的。
若曲轴相邻两曲柄臂距差为“+”时,则它们中间的那道主轴承一般较低;为“一”时,它们中间主轴承一般较高,臂距差值愈大愈明显。
如图4所示,NO.1机臂距值大部分为“一”号,数值相差不大,说明没有严重磨损的轴承下瓦,曲线状态良好。
3讨论与分析
由拐挡差曲线表中所得的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,则表示各主轴承的相对高度。
如图4所示。
图 4 曲轴轴线状态图
(图中纵坐标代表各曲柄间拐档差的大小,
横坐标代表各曲柄和轴承的轴向位置。
)
检修人员测出曲柄的拐挡差后.虽然可以根据正负值来判断曲轴轴线的挠曲程度,但是并
不能说明引起曲轴轴线挠曲的真正原因是各道主轴承磨损不均匀,还是由于船体的变形所致。
因此还需用桥规测出各道主轴承的下沉量。
若拐挡差与所测的下沉量相互吻合,则说明曲轴轴线挠曲是由各主轴承磨损不均所引起;若两者相互矛盾.则说明机座已经变形。
因为当机座变形时,各轴承所测得的桥规值是基本不变的而拐挡差则变化很大。
当机座下塌时,整个轴线也随着塌下,而轴颈的下沉量并没变化。
所以,在测量拐挡差前,应先检查机身、.机座等各接合处有无松动、变形。
曲轴的拐挡差受到各种因素的影响.它是柴油机和船舶在一定条件下作用的总和。
因此,当分析拐挡差时应先了解它是在什么条件下测量的。
在进行拐挡差比较时,一般应限定在相同的条件下。
曲轴的拐挡差不可能在任何条件下全部接近为零。
因为在某种条件下调整接近为零的拐挡差,当条件一改变,拐挡差值也马上随之变化了,甚至超过允许极限值。
总的说来,为了延长柴油机的运行期限,应在最常用的状态下使曲轴处于良好的技术状态,而在其他运行状态下拐挡差也不要超过标准值。
这样在各种状态下,特别是在柴油机安装、修理、调整时,就要根据各种因素的主次及其影响规律来确定曲轴拐挡差该取正值还是负值较为合适。
当测得柴油机曲柄的拐挡差,画出曲轴轴线状态图后,根据各种因素分析,确认引起曲轴轴线挠曲的原因是各道主轴承磨损不均、过度磨损或轴瓦安装不当及损坏。
这时需要用修刮主轴承(拂刮轴瓦)来校正曲轴中心线,一般只能凭经验边刮边测量拐挡差,用多次试验的方法逐步校正曲轴的中心线。
4结论
实际运行的船舶柴油机,其曲轴的拐档差大小是多种因素综合作用的结果。
测量时要明确其前提条件,当有可能使曲轴拐档差发生较大变化的条件出现时,应及时、有效地进行拐档差测量,并根据测量的结果、机座或船体变形量及桥规测得主轴承下沉量等方面分析判断出引起曲轴拐档差变化的真正原因,及时采取有效措施来调整曲轴拐档差。
从而使曲轴对中良好,柴油机获得安全可靠的运行,延长其检修周期,减少一些不必要的麻烦与损失。