船用曲轴的检修

曲轴的主要损伤

磨损 腐蚀 裂纹和断裂 红套滑移等 曲轴的变形和断裂可通过测量曲轴臂距 差予以控制
一、曲轴损伤的检修

曲轴轴颈的磨损检修 曲轴轴颈擦伤与腐蚀的检修 曲轴裂纹与断裂的检修 曲轴红套滑移的修理
曲轴轴颈的磨损检修


主轴颈和曲柄销颈产生不均匀磨损：直 径减小、几何形状精度降低，产生圆度 和圆柱度误差等。 圆柱度误差是曲轴轴颈受到气体力和运 动部件重量作用产生弯曲应力，及活塞 运动部件安装不良或失中等使在轴颈长 度方向受力不均，产生的轴向不均匀磨 损所致。

曲轴红套滑移


组合式或半组合式曲轴的主轴颈与曲柄臂套合处相对 位置发生错动的现象称为曲轴红套滑移。 曲轴红套滑移将直接影响滑移曲柄以后的各缸的定时、 燃烧和功率。滑移方向即滑移曲柄相对主轴颈转动的 方向不同将使曲柄夹角增大或减小。 曲轴红套滑移主要由于曲轴受到过大的冲击扭转作用。 过大的扭矩超过了曲柄臂对主轴颈的紧固力，就会产 生松动和相对转动。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；曲轴红套质量不佳，如过盈量太小、加 热温度不足、配合表面太粗糙或不清洁等均会使紧固 力不足，即使正常运转也会产生滑移。
曲轴裂纹与断裂的检修


裂纹的检验 ：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， 并严格检查整锻曲轴的主轴颈、曲柄销颈与曲 柄臂连接处过渡圆角，半组合式曲轴的曲柄销 颈表面、曲柄销与曲柄臂连接过渡圆角处。曲 轴锻钢件还应进行超声波检测。曲轴铸钢件应 进行超声波探伤，曲轴所有表面均应进行磁粉 探伤，在最终热处理前和精加工后分别进行。 对于新购成品曲轴或修理的曲轴依具体情况进 行着色探伤、磁粉探伤或超声波探伤，以检查 曲轴表面和内部的缺陷状况
曲轴轴颈的磨损检修



曲轴磨损的测量 :外径千分尺或游标卡尺 测量主轴颈和曲柄销颈的直径，分别计算 它们的圆度误差、圆柱度误差 ; 测量曲柄销直径 测量主轴直径 曲轴磨损的修复 :修理尺寸法 ；恢复尺寸 法
曲轴轴颈擦伤与腐蚀的检修


曲轴轴颈表面的划痕、拉毛和擦伤等主要是润滑 油中的机械杂质或磨损产物引起的。轴颈表面的 腐蚀凹坑、锈斑、烧伤等是润滑油中含水分和酸 过多产生的电化学腐蚀或漏电等杂散电流引起的 静电腐蚀造成的。 当擦伤、腐蚀不严重，尚未影响轴颈的尺寸和几 何精度时，一般可采用人工原地修磨予以消除。 轻微擦伤 采用麻绳或布条敷细砂纸(0号或00号) 缠于轴颈，人工往复拉动磨去伤痕 较浅伤痕 采用油石打磨消除伤痕后、再用砂纸 打光。 较深伤痕 采用油光挫轻轻修挫，消除伤痕后再 用砂纸打磨光。
测量臂距差的目的

测量曲轴臂距差就是为了了解和控制曲 轴的变形和主轴承的磨损状况，以防止 曲轴的疲劳破坏。
曲轴臂距差的测量


测量点：距曲柄销中心线(S+D)/2处 工具：臂距表 测量条件： 对测量的要求 ： 测量与记录 ：曲轴末装活塞运动装置 、 曲轴己装活塞运动装置 （销位法、表位 法） 曲轴臂距差标准
对测量的要求：


一次装表完成全部测量 臂距表安装后，应完 成曲轴回转一周中各要求位置臂距值的测量， 测量过程中不允许改动臂距表的位置。通常曲 轴臂距差的测量位置是随柴油机安装完善程度 而异。当曲轴未装活塞运动装置时，测量0°、 90°、180°、270°四个位置的臂距值可自 其中任一位置装表完成全部测量；当曲轴已安 装活塞运动装置时，测量0°、90°、165°、 195°、270°五个位置的臂距值，自195°位 置装表完成全部测量。 柴油机正车回转进行测量 测量曲轴臂距差应 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。
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， 可重新调整定时降低负荷运转，待到港后 进行修理。 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。 进厂修理采用更换主轴颈和重新进行红套 修复。
曲轴裂纹与断裂的检修

曲轴裂纹和断裂的修理：裂纹较小时采 用修磨除去裂纹，并将裂纹部位修整光 洁，与其他表面之间过渡圆滑，最后经 着色探伤或磁粉探伤确认裂纹消失，否 则应继续打磨和探伤；裂纹较深时换新 曲轴；曲轴断裂采用换新曲轴办法 。
曲轴红套滑移的修理
红套又称热套，是实现零件过盈配合的 一种工艺。利用金属材料的热胀冷缩的 特性把轴和孔牢固地连接在一起。 曲轴红套时应保证以下技术要求： 1.曲柄间轴向距离(即主轴颈的长度)和曲 轴轴向长度应符合图纸要求； 2.曲柄夹角符合要求； 3.主轴颈与曲柄销颈的平行度符合要求。
四、曲轴的验收



新造曲轴应由制造厂提供材料成分、机械性能、 金相组织和无损探伤等检验报告，造船厂应进 行无损探伤等复验； 曲轴尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度等 级应符合图纸要求； 主轴颈与法兰的径向跳动检验 曲柄销颈与主轴颈平行度检验 曲柄夹角的检验 曲轴臂距差检验 曲轴的平衡试验
影响曲轴臂距差的因素


主轴承下瓦的不均匀磨损 机座变形和下沉 船舶装载的影响 活塞运动装置和爆发压力的影响 飞轮的影响 轴系连接误差的影响
测量条件



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，机件热态使臂距表的测量值不 准确，且随着温度的不断降低先后测量时的温度影响不 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。 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 差时应注意环境温度的影响，避免船舶在太阳暴晒下测 量。 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条件下测量臂距差。
曲轴红套滑移的检查


曲轴发生红套滑移时的征兆：柴油机气缸 定时不正，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。 在船上，轮机员可把红套时所划的曲柄臂 中心线(即曲柄对称线)或曲柄臂上的安装 拐档表的冲孔作为检查红套滑移的标志， 检查它们相对主轴颈纵向垂直平面位置的 变化便可确定滑移的方向和角度。
曲轴的检修
作用与工作条件




曲轴的作用是把活塞的往复运动变成曲轴的回 转运动，汇集并输出各缸功率等。 曲轴形状复杂、刚性差，其重量占整台柴油机 重量的7%～15%，造价占柴油机造价的 10%～20%。 曲轴的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。 应加强曲轴的维护保养，减少损伤，尤其应减 少曲轴的磨损，控制曲轴的变形和防止曲轴断 裂。
二、曲轴臂距差


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。 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。
曲轴臂距差的概念


曲轴的变形 运转中的曲柄 ：(1)主轴颈与曲柄臂之间 为刚性连接，夹角为90°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、不仅相等且变化相同， 即保持 = 曲柄微量变形、曲轴整体变形与主轴承高 低的关系
曲轴臂距差的概念


曲柄的两个曲柄臂之间的距离大小称为臂 距值，用L表示，俗称拐档值。曲轴回转 一周中，曲柄销分别在上、下止点位置或 左、右平位置时，曲柄的臂距值之差称为 臂距差，俗称拐档差 ⊥=L上-L下 一= L左-L右
曲轴臂距差的概念

⊥=L上-L下＞0，即⊥=（+） ⊥=L上-L下＜0，即⊥=（-）
三、主轴承高度的判断


Байду номын сангаас
了解和控制主轴承下瓦的磨损、确定各 道主轴承的高低，就成为了解和控制曲 轴轴线弯曲变形的关键。 判断主轴承高度的方法：分析法 、桥规 法 、臂距差法
臂距差法



根据曲轴臂距差值直接判断主轴承位置 高低或利用臂距差值作出曲轴轴线状态 图，依图判断各主轴承位置的高低。 经验判断法 简单作图法 MAN-B&W型柴油机作图法
结论：在垂直平面内，当曲柄的两个主轴 承较低，曲轴轴线呈塌腰形或下弧线弯曲， 即呈“∪”形时，该曲柄的臂距差⊥为正 值；当曲柄的两个主轴承较高，曲轴轴线 呈拱腰形或上弧线弯曲，即呈“∩”形时， 该曲柄的臂距差⊥为负值。
曲轴臂距差的概念


-= L左-L右＞0，即-=（+） -= L左-L右＜0，即-=（-） 结论：在水平平面内，当曲柄的两个主轴承位置 偏右，曲轴轴线呈右弧线弯曲，即呈“)”形时， 该曲柄的臂距差值-为正值；当曲柄的两个主轴 承偏左，曲轴轴线呈左弧线弯曲，即呈“(”形时， 该曲柄的臂距差值-为负值。 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。