船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪的研制
柴油机曲轴臂距差测量与分析
（ 浙江国际海运职业技术学 院，浙江舟山 ３６ ２ ） １０ １
摘
要： 臂距 差测量 与分析是轮机人 员理论及动 力设备拆装考证题 目的重要 内容 ， 也是 主机检 查的主要 工
作。文章 归纳 了影响 曲轴臂距 差测量 的各种 因素以及测量分析与调整 时需要 注意 的要点 。
关键词 ： 柴油机 ； 臂距 差 ； 分析 ； ｉ Ｎ整
碰 连杆螺母 为原则 ， 随着装表 点的变化 ， 与其 对应 的
装活塞连杆组时 ，参照图 ２ 所示 ， ＝ Ｌ ＋Ｌ ／， Ｌ下 （ａ ｅ） 其 ２ 中△ － △ 分别为垂直平面 、 水平平面内的臂距差网 。
２５ 臂距差标 准 ．
Ｃ ／３ ４ — ４规定 ： ＢＴ ５ ４ ９ 船用 主柴油机整体式 和组合 式 曲轴臂距差应符 合图 ３的要求 。 中横坐标表示垂 图 直臂距差 △ ， 坐标 表示冲程 ｓ 纵 。
ｔｅｔ ｔ ｆ ｅｔ ｃｔ ｏ ｐ ｗ ｒ ｑ ｉｍ ｎ ａｓｍ ｌ ａ ｄｄｓｓｅ ｌ ｆｒ ａｉ ｎ ｉ ｅ ， ｕ ｌ ｎ ｆ ｈ ａ ｒ ｈ ｅ ｒｆ ａ ｆ ｏ ｅ ｕｐ ｅ ｔ ｓｅ ｂｙ ｎ ｉ ｓｍｂ ｏ ｍ ｒ ｅｅｇ ｅｒ ｂ ｔ ｓ ｏ ｅｏ ｔｅｍ ｊ ｓｏｃ ｉ ｅ ｉ ｅ ａ ｙ ｎ ｎ ｓ ａｏ ｏ
式 中：Ａ为测量点 Ａ至曲柄销 中心线的距离 ， ｍ； Ｏ ｍ Ｏ Ｂ为测量 点 Ｂ至 曲柄销 中心线 的距离 ， ｍ。 ｍ
２２ 测量步骤 ． （） １检查臂距 表的好 坏及灵敏度 。用手指按动表
图 ２ 销位 法
２４ 臂距差计 算 ．
臂距值 ， Ｌ表示 ， 用 俗称拐档值 。臂距差 ， 俗称拐
ｔｓ ｓ ｉ ａｎ ｅ ｇｎ ｎ ｐ ｃｉｎ．Ｔｈ ｒｉｌ ｕ ａ ｋ ｎ ｍ ｉ ｎ ｉ ｅ ｉ ｓ ｅ ｔｏ ｅ ａ ｔ ｅ ｓ ｍｍｅ ｐ ｖ ｒｏ ｓ ｆｃｏ ｓ ａｆ ｃｉ ｇ ｃ ａ ｋ ａ ｍｓ ｃ ｓ ｕ ａ ｕ ａ ｔ ｒ ｆｅ ｔｎ ｒ ｎ ｒ ｍａ ｇｎ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｉ ｒ ｉ ａ ｕ ｅ ｎ
非接触式船用电控柴油机曲轴转角测量装置[实用新型专利]
![非接触式船用电控柴油机曲轴转角测量装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c0a5f8c47375a417876f8f79.png)
专利名称：非接触式船用电控柴油机曲轴转角测量装置专利类型：实用新型专利
发明人：冯宁,沈洪滨,沈东胤,华金,谢木森,王梦迪
申请号：CN201920461658.0
申请日：20190408
公开号：CN209459622U
公开日：
20191001
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种非接触式船用电控柴油机曲轴转角测量装置，通过在电控柴油机已有测速齿轮的基础上，同轴设置一螺旋线形状标记物，采用非接触式距离传感器探测其与螺旋线形标记物边沿的距离，根据已知的螺旋线形标记物的加工公式和其它已知的械设计数据及可测量的装配数据将测得距离换算成角度偏移量，从而实现了非接触式的曲轴转角粗略测量，为正确控制对应气缸的起动空气注入阀动作提供了有效依据。
申请人：上海船舶运输科学研究所
地址：200135 上海市浦东新区民生路600号
国籍：CN
代理机构：上海远同律师事务所
代理人：张坚
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柴油机曲轴臂距差检测及影响因素分析资料
毕业论文（设计）柴油机曲轴臂距差检验及影响因素分析Testing of Diesel Engine Crankshaft Deflection and Analysis of Influence Factors学生姓名：指导教师：合作指导教师：专业名称：轮机工程所在学院：航海与船舶工程学院二〇一三年六月目录摘要 (I)Abstract (II)第一章前言 (1)第二章船用柴油机曲轴和臂距差 (2)2.1曲轴的工作状况 (2)2.2臂距差检测的意义 (2)2.3臂距差概念 (3)2.4曲轴臂距差与曲轴轴线状态的关系 (4)2.5 臂距差的标准值 (5)第三章臂距差测量工具与方法 (7)3.1测量工具 (7)3.2测量位置的选择 (9)3.3结果记录及计算 (10)第四章船舶柴油机曲轴臂距差影响因素分析与对策 (12)4.1 影响因素简介 (12)4.2 轴系校中对臂距差的影响及对策 (12)4.3 柴油机垫块对臂距差的影响及对策 (13)4.4 主轴承磨损不均匀对臂距差的影响及对策 (14)4.5 大重量飞轮对臂距差的影响及对策 (14)4.6 气体力与活塞运动装置对臂距差的影响及对策 (15)4.7 船舶装载对臂距差的影响及对策 (15)4.8 柴油机曲轴温度对臂距差的影响及对策 (16)4.9 机座塑性变形对臂距差的影响及对策 (17)第五章总结与建议 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录 (21)摘要曲轴中心线的校中状态直接决定了柴油机的工作状况，同时影响船舶安全。
船舶航行过程中，轮机员通过臂距差的检测来确定曲轴的轴线状态。
本文从柴油机曲轴臂距差的基本知识入手，介绍了曲轴轴系特点和臂距差检测在实际运用中的意义，曲轴臂距差的概念和曲轴臂距差与曲轴轴线之间的关系。
并详细介绍了不同组织设定的臂距差标准值，从测量工具的选择，测量位置的选择，测量结果的记录与计算详细阐述了当今检测臂距差的主流方法。
新型智能型曲轴臂距差测量仪的研制
新型智能型曲轴臂距差测量仪的研制张双喜;林金表;陈武【摘要】为了克服机械式拐档表和有线数显式臂距差测量仪的缺陷,文中设计了一种新型臂距差测量仪.以常用AT89C52单片机作为核心控制芯片,选用无线模块nRF24L01、12位并行A/D转换器AD574A、自行设计的霍尔式微位移传感器和角度采集模块,设计了一种新型智能曲轴臂距差测量仪系统.测量仪系统分为两部分:微位移采集端和信号分析处理端.选取常用低成本元器件设计出了工作性能稳定、性价比高的无线曲轴臂距差测量仪,测量精度为0.005 mm.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】3页(P56-58)【关键词】无线模块;曲轴臂距差;信号传输【作者】张双喜;林金表;陈武【作者单位】集美大学轮机工程学院,福建厦门361021;集美大学轮机工程学院,福建厦门361021;集美大学轮机工程学院,福建厦门361021【正文语种】中文【中图分类】TP2731 新型智能曲轴臂距差测量仪的硬件设计文中设计的无线曲轴臂距差测量仪系统如图1所示。
系统将微位移传感器、AD574A、单片机1和无线模块一端组成臂距差测量仪的微位移数据采集端；角度检测模块、单片机2、无线模块一端及液晶显示等作为臂距差信号分析处理端。
臂距差测量的是曲柄臂处在0°、90°、165°、195°、270° 5个位置臂距差数值，单片机2根据检测到的曲柄角度，通过无线模块来通知数据采集端进行臂距差采集；单片机1控制微位移传感器进行数据采集，信号通过调理电路以及AD模数转换进入单片机；单片机1将采集到的臂距差信号与其角度一一对应暂存；待收到单片机2的发送臂距差指令时，单片机1将臂距差值通过无线模块发送给单片机2；再由单片机2进行数据分析处理以及显示。
[1-3]图1 系统结构图1．1 测量仪的数据采集端1．1．1 霍尔传感器的机械设计霍尔传感器的机械结构示意图如图2所示。
浅析船用柴油机曲轴拐档差的测量与调整
航海NAVIGATION66摘 要：在现代船舶柴油机的检修中，经常用测量拐档差的方法来检查曲轴轴线的状态和主轴承的磨损情况。
本文通过介绍曲轴拐档差的测量来判断分析轴线的挠曲程度、轴承磨损情况及船体、机座变形与否，从而提出调整的方法。
关键词：臂距值 拐档差（臂距差） 测量 分析 主轴承1 概述拐档差也称臂距差。
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。
2 拐档差测量的意义对于船舶的主辅机来说，曲轴无疑是一重要组成部件。
而曲轴本身结构复杂，刚性较差的零件易产生弯曲变形。
安放在柴油机机座主轴承上的曲轴，由于柴油机不停地运转会使主轴承轴瓦（特别是下瓦）产生磨损，其程度均匀性的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。
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，时而收拢，随曲轴回转周期变化。
这样，就会使得曲柄臂与曲柄销连接的过渡圆角处产生时拉时压的应力。
在这种周期重复的附加应力作用下，该处产生疲劳裂纹，甚至使曲轴断裂，因而在此油机运转期间，了解主轴承或下瓦的高低情况（也即曲轴轴线状态）就显得很有必要，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曲轴拐档差的测量与调整施有根 柳英豪 王引开（舟山航海学校 浙江 舟山 316000）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。
3 拐档差的测量3.1 测量方法：臂距值是用专用的测量工具一拐档表来测量的，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。
《2024年船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪的研制》范文
《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直接关系到船舶的安全和效率。
曲轴作为柴油机的关键部件，其臂距差的精确测量对于保证柴油机的正常运行至关重要。
传统的曲轴臂距差测量方法主要依靠人工测量，不仅效率低下，而且精度难以保证。
因此，研制一种高效、精确的船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪具有重要的现实意义。
二、项目背景及意义随着科技的进步，电子测量技术已经广泛应用于各个领域。
将电子测量技术应用于船舶柴油机曲轴臂距差的测量，不仅可以提高测量的精度和效率，还可以实现测量的自动化和智能化。
本项目旨在研制一种船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪，以提高柴油机维护的效率和准确性，保障船舶的安全运行。
三、项目目标本项目的目标是研制一种高效、精确的船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪。
该仪器应具备以下特点：1. 高精度：测量误差在允许范围内尽可能小。
2. 高效率：快速完成测量任务，减少人工操作时间。
3. 自动化：实现测量的自动化和智能化，降低人工干预。
4. 可靠性：在恶劣的船舶环境下稳定工作。
四、技术路线及实施方案（一）技术路线本项目的技术路线主要包括以下几个阶段：需求分析、硬件设计、软件开发、系统集成与测试、产品优化与定型。
（二）实施方案1. 需求分析：对船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪的需求进行详细分析，明确测量范围、精度等要求。
2. 硬件设计：根据需求分析结果，设计测量仪的硬件电路，包括传感器、控制器等。
3. 软件开发：编写测量仪的软件程序，实现数据的采集、处理、显示和存储等功能。
4. 系统集成与测试：将硬件和软件进行集成，进行系统测试和性能评估。
5. 产品优化与定型：根据测试结果，对产品进行优化和定型，提高产品的性能和稳定性。
五、关键技术与创新点（一）关键技术1. 传感器技术：选用高精度的传感器，实现曲轴臂距差的精确测量。
2. 数据处理技术：采用先进的信号处理算法，提高测量的精度和稳定性。
柴油机曲轴臂距差测量数据分析与影响因素
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。
船舶柴油机曲轴臂距差影响因素及策略
一研究背景与研究目的曲轴的工作条件要求其必须保证轴线呈直线状态，然而曲轴具有相对较差的刚性，在静止状态下，曲轴因轴承不同程度的磨损承受了相对较大的弯曲力矩，若在此情形下曲轴持续较长时间的运转，就会形成反复作用的附加应力，进而曲轴的折断损坏风险就会极大的增加。
所以，为实现柴油机的正常安全运行，必须确保曲轴臂距差控制在规定范围内。
因此，本文对船舶柴油机曲轴臂距差的影响因素进行分析并提出相应的解决策略。
二曲轴臂距差的影响因素及策略1.柴油机机座填充垫块对臂距差的影响与策略柴油机机座填充垫块作为柴油机中一个至关重要的部件，其对柴油机机座起到了固定的作用并且实现了机座位置的调节作用。
一般情况下，金属材料作为制作形状多样的柴油机机座垫块的主要材质，需要注意的是在加工过程中，需留出适当的研磨余量，约为0.1～0.2mm，并保证0.05mm 的塞尺不能插入机座与垫块的间隙中。
导热性、延展性以及易热胀冷缩是金属材料所独具的特征，因而长期处在高频振动、高温的环境中的金属垫块很容易导致柴油机机座发生形变，最后造成曲轴臂距的变化。
综上分析，若选择金属材料来制作柴油机机座的垫块，为了避免机座的变形需要精确加工接触表面，并且还要确保垫块与柴油机机座的接触面积超过70%以上。
所以，金属已不再是柴油机垫块的主要材质，环氧树脂高聚物代替了原来的金属，其所制作的垫块不仅可以实现与机座的完全接触，而且与金属材质的垫块相比，其具有相对较差的导热性，优良的隔振性能有效地保障了曲轴臂距差控制在标准合理的范围内。
环氧树脂垫块应有的总长度：2L₁= (A ＋α)/ H₁式中：α—螺栓孔总面积，cm²；L₁—机座一侧支承垫片的长度，cm。
将柔性的泡沫塑料条切割成相应的尺寸，通常泡沫围条的高度应比环氧树脂垫块的厚度要高出5mm～6mm。
将泡沫围条塞入机座与底座平面之间，紧密贴合上、下平面，形成垫块浇注的模壳(见图1、图2)。
图1 将泡沫塑料条整平到适当高度图2 按垫块图插入塑料条2.船舶传动系统安装对臂距差的影响及策略为了减小船舶传动系统安装给臂距差带来的影响，在安装船舶尾轴传动系统中需要注意安装的先后顺序，首先安装开始于螺旋桨轴，然后中间轴、推力轴、齿轮箱是以螺旋桨轴法兰作为基准轴来进行安装的，最后进行安装的是柴油机。
柴油机曲轴臂距差检验
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,而曲轴臂出现损害的几率是曲轴颈出现损害几率的五倍,是曲轴臂出现损害几率的三倍;所以,若是要保证曲轴得到正常的运行,则需要保证柴油机可以正常的运行;柴油机的正常运行是曲轴得到正常运行的重要保证;在下面的表1中,则是由于曲轴臂在出现应力过于集中后导致的曲轴臂直接断裂的实际事例;在现在的科技发展阶段,最直接保证曲轴正常运行的检测方法是检查曲轴与曲轴线之间的实际差距;在检测的过程中,曲轴臂差是检测曲轴运转状态的一个重要标准,他可以十分精确的反映出曲轴在运作过程中出现的一系列错误运行工作状态,同时通过值之间的差距显示曲轴整体的工作运行状态的好坏;通过上面的论述我们可以得知,的曲轴臂之间的误差直接影响着曲轴臂的寿命和曲轴运行时间的长短;但是在取值时常常存在取值不准确的现象,同时取值不能直接反应曲轴塑弯变形的情况,因此,需要曲轴与轴系之间的准确度量值需要一个专业的数据来显示,这个数据称为跳动量 567;表1 曲臂出现断裂的几种晴朗分析主机型号功率转速出厂年月断轴时间断轴原因kW r/min6160A-131641000轴系对中误差较大6200Z-12571000主机前端输出轴对中不良6018ZCL-1750机舱平板龙骨与机座变形第六缸臂距差超大8E150C-A2601000机座变形致使第三缸臂距差较大臂距差的概念曲轴常常由多个部分组成,其中较为重要的部分主要有以下几个方面：如图1所示：图1 曲轴结构在图中我们可以观察到曲轴臂与曲轴臂之间的距离则是曲轴臂差距值,在曲轴臂与曲轴柄之间常常会存在一定的角度,这种角度主要有以下几个值：0o、180o 90o、270o;当出现刚才描述的几个值时,则称为臂距差;现在对于臂距差的准确描述还没有达成共识,也就是说对于臂距差在国际上没有一个统一的标准来叙述;通常情况下,我们常常使用使用以下统计方法对臂距差进行计量:当曲,当他们之间的角度差为180o时,柄与曲臂之间的度数为0o时,则他们的臂距差可以记为L上则他们之间的臂距差为△⊥＝L上－L下;以此可以类推出曲柄与曲臂之间的度数为270o时,则他们之间的臂距差△－＝L左-L右;.当△＞0时,臂距差值为零8;在曲轴工作时,常常是以较快的速度进行运转,而在运转的过程中,常常存在臂距差一直改变的情况;同时我们在计算时得出曲轴的弯曲度与曲轴臂之间存在正比例关系 9;3 臂距差检测工具及方法测量工具依据我国现在的科学技术来说,常常使用拐档表作为测量曲轴臂之间存在差距的精准仪器;在实际的测量过程中,我们可以首先观察到拐档表主要的零部件有图所示;我们在这里详细的介绍一下拐档表各个零件的主要作用：测量头的主要作用是调节拐档表测量误差的长度,同时可以通过与接管之间进行合作最终测量到不同型号柴油机曲轴臂之间的误差值;通过改变测量值我们常常可以测量不同型号的柴油机中曲轴臂之间的误差值,但是通过这样的测量并不一定可以测量的十分精准;此时,我们则需要通过与柴油机型号相匹配的同等型号的拐档表来进行测量;与柴油机同等型号的拐档表不仅可以对曲轴臂差进行精确的测量,同时还可以根据曲轴臂之间的不断变化算出曲轴变化的先对值与绝对值;我们通常将曲轴中心向上玩去时的取值成为负取值,此时取值与弯曲的角度呈现负相关;也就是说,弯曲的角度越大,则度量表得出的结果则越小,而弯曲的角度越小,得出的数值则越大;与之同理,向下弯曲则称之为正值,此时取值与弯曲的角度呈现正相关;弯曲的角度越大,则度量表得出的结果则越大,而弯曲的角度越小,得出的数值则越小;图2 机械式拐档表测量位置的选择现在我国在市面上通常使用的拐档表为机械形式,在本篇文章中,我们也是以机械拐档表为研究对象进行了详细的研究;此表一般来讲是安装在曲轴的曲柄臂的中轴线上,也就是说测量点选在此处,在工程实际中,由于曲轴是在不停的工作运动中,因此测量点在会因为曲轴的负荷的变化在中轴线上发生位移,因此测量的距离也是随着不停变化的;若是拐档表安的离曲轴的曲柄销中轴线比较远,那么就会导致测量的距离变大,因此所计算的值也会与真值有出入;因为在何处测距有一定的争议,全球范围内的大多数国家都在执行统一的标准,也就是说如今我们所采用的臂距值是根据一系列的严格规范的选择测量点的方法来确定出的,这种严格的规范是如今国内外多个有关部门共同讨论而制定出的结果;正因如此,如今的很多关于船舶的书籍或是关于柴油机以及内燃机的一些技术文献中,不仅要标明臂距值,而且还要按照严格的标准来支出测量点应该处于的位置,并且应做好标记;图3;测量点应该所处的位置a为：图3 测量拐档表位置示意图现在市面上能够见到的较大型的中低速的双冲程柴油机采用的曲轴大部分都是半套合式的曲轴,因为机器的功率需要较大,因此这种曲轴的占地也非常之大,因此,在将上述a点作为拐挡差的测量点的时候会因为此点处在的位置不合适,对我们的测量和安装带来诸多不便;由于以上的原因存在,厂家另选了一个测拐挡的测量点b,选取此店的优势在于此点离曲轴的曲柄臂的开口比较近,与中心线距离则远一些,因此,将测量点选在这个地方是非常合适的;由于测距离中心线比较远,在上一段的论述中作者已经针对此问题做过了讨论,因此我们应该寻求办法来将在新加点的测量值转化成为在原点的测量值才行;使用如下公式：结果记录及计算臂距差的记录方法图4ab所示为：当如图构建还没有连接时,读数时应该先把曲轴旋转一周,并且记录下待测部位分别在O o,9O o,18O o,27O o这4个角度的技术,并且录入对应的表内;图4cd所示为：若是图上的装置已经连接完毕,若要记录数据,应遵循如下方法：当活塞的连接部位,也就是曲柄销运动到最底端时,图示构建正在居中的位置上,因此时没有办法去安装测量表,所以我们在真正的测量中应该在连接构建的曲柄销左右的15o,测出点a和点e的值,并且计算出平均值a+e/2来取代臂距值,所以c=a+e/2;盘车至曲柄销位于195o 处安装臂距表,将表的指针调零后依次测量195o、270o、0o、90o、165o五个位置的臂距值并将读数记录于表格中;图4 曲轴臂距差记录图臂距差的计算因世界上各个国家检测部门以及机械制造厂家的标准不一,我们此节所述的计算的方法也不一而是,具体可以参见附录章节表1和表2;4 船舶柴油机曲轴臂距差影响因素分析轴系校中对臂距差的影响如今的厂家在设计船舶的主动力装置时所采取的理念以及方式不同,因此柴油机的曲轴的设计也是各有差别,我们可将曲轴连接的方式分为两类,分为两类的根据是看轴系里的轴承是否有轴向推力来区分,如图5中所示,轴系中有推力轴承的系统以及图6没有推力轴承的系统;对于图5所示的曲轴系统来讲,为了保证整个系统良好地运行,应该对系统进行提前的校中;现在被广泛地使用的方法是将曲轴与推力轴各自放到两个支架之上,先对齐两个法兰垫片,继而用相应的设备进行较为精细的调整;若是法兰盘的与轴心线未能重合则代表了同轴度有些偏差,按照规定,柴油机曲轴和推力轴位移偏差不能大于毫米,曲折偏差不能大于毫米;16;图5 有推力轴承的柴油机图6 无推力轴承的柴油机法兰片连接起来了曲轴和推力轴,根据前文所述可以知道法兰之间的偏差以及中轴线的曲折反映了系统同轴度的偏差,有偏差就意味着有微观变形,且离法兰片近的一边会受到较大的影响;主轴承磨损不均匀对臂距差的影响在设计以及制造的过程中机器的各个部分会出现一些偏差或是瑕疵,因此机器的每一个气缸不会达到输出功率全部一样,因此没个气缸承受的压力不同,对曲轴的反作用力也就不同,因此曲轴的每个支撑部件以及轴承承受的压力也各有差异,在使用时间过长后,会导致主轴承不均匀的被磨损,被磨损后的轴承因为其不均匀性,有的轴承磨损严重,有的磨损的轻一些,磨损严重的轴承出曲轴会下沉幅度很大,磨损轻的轴承处曲轴也会下沉,但是幅度会轻一些,因此会引起曲轴有剪切力以及扭转力,造成曲轴的曲拐以及臂距差变化;大重量飞轮对臂距差的影响重量较大的飞轮一般情况下是配备在较大型的双冲程的柴油机上,当飞轮的质量变大,曲轴的臂距差也会随之变大;当较大质量的飞轮作用于曲轴上后,离飞轮比较近的一端会因为重量过大发生微观的弯曲,从而造成飞轮端下沉,导致整个曲轴发生向下的如图7所示的弯曲变形;这样就使得臂距差变小;不仅如此,质量较大的飞轮还会影响其他的曲拐,因为在飞轮的作用下,曲轴会产生脱空的现象,但是只会影响离飞轮比较近的曲拐,然而对其他的曲拐却没有什么影响;当拆除飞轮够,臂距值势必会变;图7 飞轮重量对臂距差的影响气体力与活塞运动装置对臂距差的影响安装柴油机的曲轴的流程应该如下：曲轴应该先被安装自机座上,接着将活塞连杆结构进行吊装;有可能在还未吊装活塞结构之前,曲轴就会因为自身质量过大或者飞轮的重量过大而产生曲轴的中轴线向下弯曲的现象,并且在安装了活塞连杆机构之后此种状况会更甚;不仅如此,机器内部在经过燃烧室中的燃油汽化压缩冲程过程后,活塞会产生巨大的推力,这种推力会通过连杆传导,最后将作用到曲轴上,在此种推力的作用下,曲轴也会发生中轴线下沉的问题;综上所述,造成曲轴中轴线下沉的原因时因为曲轴自重或是因为发动机冲程过程中产生的巨大的推力,造成了曲轴的不可逆的弯曲,使中心线下沉;机座塑性变形对臂距差的影响因机器的机座是安装曲轴的地方,机座又是直接固定在船板上的,倘若船板发生了不可逆转的变形会使柴油机发生偏移;因此船舶发生船体的塑性变形将直接导致柴油机中心线发生改变,从而影响柴油机曲轴臂距差值;船体塑性变形不易发生,多是由于猛烈撞击等突发性事故或者是由于对柴油机具有长期力的作用的缺陷引起,例如：船舶擦底、坐滩,船舶相撞,贯穿螺栓由于柴油机长期运行过程中震动而发生松动引起柴油机机座受力不均匀,地脚螺栓松动,机座垫块磨损等;以上事故或缺陷都会引起柴油机机座变形而导致柴油机曲轴臂距差值超出标准值;5 柴油机曲轴臂距差影响因素的解决措施轴系校中对臂距差影响的解决措施我们可以使用刀口直尺测量同轴度偏差确定曲轴曲拐变形,方法为：将刀口直尺安放于曲轴和推力轴的外表面,分别在0o、90o、180o、270o四个位置,用眼观察两者接触点处是否有光线露出,外部环境光亮较强时可在刀口直尺背侧用手电照射,用塞尺测量有光线泄露出处的间隙值,将所得间隙值经相关计算后可得出偏差值17;偏差值决定了曲轴中心线的状态,曲轴的中心线的形变将直接影响相应曲拐曲柄臂距差值;主轴承磨损不均匀对臂距差影响的解决措施因主轴承被磨损的因素非常之多,并且这些因素的很难被管理这些设备的人员全部了解,并且总结出相应的规律;然而管理轮机的人员应该对某一个单独的柴油机有足够的了解,并且经过长时间,反复地与之相处,工作人员应该能够对这台机器出现的问题总结出一定的规律,并且在相同的问题出现时能够较为快速地解决之;针对本节问题上,我们需要将工作人员总结的经验施用这个问题上;然而,一个人的经验也仅仅只能针对某一台特定的机器,或许工作人员总结的规律或是经验对其他的机器并不通用;若是工作人员在保养,维修或是管理机器时发现曲轴的臂距差太大,并且已经超出了正常的范围,应该想到时否是因为金属机座发生了不可逆的变形;并且可以通过测定相应的数据来查看是否发生不可逆变形,方法将在下节叙述;大重量飞轮对臂距差影响的解决措施使用把轴承的高度改变的措施,能够使曲轴即使安装了一定质量的飞轮以后也能使得形变不大,使得臂距差不超过范围;或是将飞轮往曲轴的中间靠近,使其靠近主轴承,然而这样会有使主轴承旁边的轴承发生脱空现象的可能性;气体力与活塞运动装置对臂距差影响的解决措施对于以上两种影响因素,无论是曲轴自重、柴油机活塞运动装置部分的附加重量还是柴油机在运行过程中产生的巨大的推力,在实际生产、管理过程中我们都无法避免;若是针对第一种因素,在生产机器的曲轴之前就将之考虑进去,再设计时反复计算和校核,对有可能发生的变形做出预算以及预防措施,就能够缓解气体力的影响;第二种影响我们可以使用针对每一个不同的机器的气缸进行调节油量的方法来解决,但是此种方法比较麻烦,而且还会影响机器工作的性能,因此会对机器的影响更坏,因此第二种因素我们尚且得不到比较优秀的解决办法;机座塑性变形对臂距差影响的解决措施桥规值和臂距差能够清晰地反映出机座是否发生了不可逆转的变形,因此人们可以使用测此两个参数的方法加以验证;若是两者数据不同,说明机座已经发生了不可逆地变形;第五章总结与建议本篇论文主要研究柴油机曲轴臂距差检测及影响因素分析,介绍臂距差产生机理、测量意义、检测工具和方法等;从柴油机垫块、大重量飞轮、主轴承磨损不均匀、气体力与活塞运动装置、船舶装载、柴油机温度状态、机座变形下沉九个方面详细分析了影响柴油机曲轴臂距差的因素;由于船舶自身工作状况和航行条件的复杂性,因此还有很多其它影响臂距差的因素,如船舶自身不同位置温度差异、船舶内部和船舶外部空气和水的温度差异、船舶坞修时支撑物的反作用力、自然灾害事故等都会导致曲轴臂距差数值发生变化;因此无法找到适用于所有船用柴油机的经验数值和通用公式,也无法对臂距差的影响因素做定量分析,只能做定性分析;轮机管理人员只能对于某一型号特定的柴油机或者对于某一特定情况总结变化规律,从而开展预防工作,使船舶柴油机臂距差保持在标准值内,保证船舶安全航行;。
【CN209459622U】非接触式船用电控柴油机曲轴转角测量装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920461658.0(22)申请日 2019.04.08(73)专利权人 上海船舶运输科学研究所地址 200135 上海市浦东新区民生路600号(72)发明人 冯宁 沈洪滨 沈东胤 华金 谢木森 王梦迪 (74)专利代理机构 上海远同律师事务所 31307代理人 张坚(51)Int.Cl.G01B 21/22(2006.01)(54)实用新型名称非接触式船用电控柴油机曲轴转角测量装置(57)摘要本实用新型公开了一种非接触式船用电控柴油机曲轴转角测量装置，通过在电控柴油机已有测速齿轮的基础上，同轴设置一螺旋线形状标记物，采用非接触式距离传感器探测其与螺旋线形标记物边沿的距离，根据已知的螺旋线形标记物的加工公式和其它已知的械设计数据及可测量的装配数据将测得距离换算成角度偏移量，从而实现了非接触式的曲轴转角粗略测量，为正确控制对应气缸的起动空气注入阀动作提供了有效依据。
权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 209459622 U 2019.10.01C N 209459622U权 利 要 求 书1/1页CN 209459622 U1.一种非接触式船用电控柴油机曲轴转角测量装置，包括与电控柴油机主轴连接的测速齿轮，其特征在于：还包括与测速齿轮同轴设置的螺旋线形标记物、沿螺旋线形标记物周向分布且径向设置的两个以上的非接触式距离传感器，非接触式距离传感器用以测量各自与旋转中的螺旋线形标记物边沿的距离，并以此换算出曲轴转角的粗略值。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式船用电控柴油机曲轴转角测量装置，其特征在于：还包括两个以上的非接触式接近开关，通过扫过测速齿轮的齿顶或齿底以产生不同的电信号，并以此计算出曲轴转角的精确值。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式船用电控柴油机曲轴转角测量装置，其特征在于：所述非接触式距离传感器的数量为两个，且呈周向180°间隔设置。
船用曲轴曲柄间距自动监测系统[实用新型专利]
![船用曲轴曲柄间距自动监测系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6596986a71fe910ef02df8e2.png)
专利名称：船用曲轴曲柄间距自动监测系统专利类型：实用新型专利
发明人：陈宪庆,张旭
申请号：CN200820231941.6
申请日：20081223
公开号：CN201324967Y
公开日：
20091014
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开一种船用曲轴曲柄间距自动测量系统，有计算机及与计算机相接的显示器、键盘，设有用于测量曲轴曲柄间距的长度测量仪，长度测量仪与无线信号发射电路相接；与无线信号发射电路对应设置有与计算机相接的无线信号接收电路。
解决了曲轴曲柄间距人工测量难的问题，不仅实现了实时自动测量，而且实现了多方位测量，测量数据精确，同时还可由计算机进行复杂计算，代替人工换算，节省大量时间和人力，大大提高了船用曲轴的加工定位精度和生产效率。
申请人：大连晨瑞自动化系统有限公司
地址：116021 辽宁省大连市沙河口区黄河路547号(国际数控大厦603室)
国籍：CN
代理机构：大连非凡专利事务所
代理人：闪红霞
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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。
《2024年船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪的研制》范文
《船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪的研制》篇一一、引言在船舶动力系统中，柴油机是关键的能量转换装置，而曲轴则是连接活塞和螺旋桨的重要部件。
曲轴臂距差的精确测量对于保障柴油机的正常运行和延长其使用寿命具有重要意义。
传统的曲轴臂距差测量方法主要依赖人工测量和机械式测量仪，这些方法存在效率低、精度差、操作复杂等问题。
因此，研制一种高效、精确、易操作的电子测量仪成为了一个迫切的需求。
本文将详细介绍船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪的研制过程。
二、研制背景及意义随着科技的发展，电子测量技术已广泛应用于各个领域。
在船舶柴油机领域，电子测量仪的研制和应用可以有效提高曲轴臂距差测量的效率和精度，从而为柴油机的正常运行和维护提供有力保障。
同时，电子测量仪的使用还能降低人工操作成本，提高工作安全性，具有很高的实用价值和广阔的市场前景。
三、研制原理及方法1. 研制原理船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪的研制基于传感器技术、信号处理技术和计算机技术。
通过安装传感器，实时监测曲轴臂距的变化；通过信号处理技术，将传感器采集的数据转化为可分析的电信号；最后，通过计算机技术对电信号进行处理和分析，得出曲轴臂距差的结果。
2. 研制方法（1）硬件设计：包括传感器选择、电路设计、数据处理模块设计等。
传感器应具备高灵敏度、高稳定性等特点；电路设计应合理布局，保证信号传输的准确性和稳定性；数据处理模块应具备快速处理大量数据的能力。
（2）软件设计：包括信号处理算法、数据处理算法、人机交互界面设计等。
信号处理算法应能准确提取出有用的信息；数据处理算法应能快速得出结果；人机交互界面应简洁明了，方便操作。
四、实验与结果分析1. 实验过程在实验过程中，我们首先对传感器进行标定，确保其准确性；然后在实际的船舶柴油机上进行安装和测试，记录数据；最后对数据进行处理和分析，得出结果。
2. 结果分析通过实验，我们发现电子测量仪的测量精度和效率均高于传统的测量方法。
在测量精度方面，电子测量仪的误差较小，可以满足实际需求；在效率方面，电子测量仪可以快速得出结果，大大提高了工作效率。
柴油机曲轴拐挡差测量方法之欧阳引擎创编
柴油机曲轴状态测试与分析欧阳引擎（2021.01.01）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。
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［ 收稿 日期 ］２０ ０ ９一ｌ 一 ９ ｌ ０ ［ 回 日期 ］２ １ ０ ｏ 修 ０ ０－ ３一 ９ ［ 基金项 目］厦门市科技计划项 目 （５ ２ ２ ０ ３２ ） ３ ０ Ｚ ０７ ０ １
［ 作者简介 ］郑 和东 （９５ ） １８一 ，男 ，硕士生 ， 从事现代轮机管理方 向的研究 ．
片 ，理论上 的精度设 计要求 是 １ ｍ．
２ 臂距 差 数 字显 示 测量 仪 的 软件 设 计
系统的软件 流程 图如 图 ２所 示． 曲轴臂距 差 电子 测量仪采 用 ５ １系列 的一 款单片机 作为控 制核 心． 由于具 有 ４组 ＩＯ口 ，要控制 １８４液 晶 、Ｄ １Ｃ ８ ／ ， ２６ Ｓ２ ８７实时 时钟 芯 片 、键 盘 、Ａ Ｄ转换 芯 片等 多个模 ／ 块 ，因此 采用 总线 操作方 式控制 ．最终 完成数 据采集 、模数转换 、存 储 、键 盘 、打 印及数字 显示等功 能模块 的协调和 控制．
工 具基本 上是传 统 的机 械式拐档 表 ．测量臂 距差必 须在 船舶进 港装 卸货或抛 锚时进 行 ，轮 机员要钻 到
曲轴箱内安装拐档表 ，盘车至不同的角度进行人工读数 ，工作效率低且存在一定危险．海军工程大学 刘伯 运等利用 线 阵 Ｃ Ｄ来 测量 曲轴臂距 差 … ，采 用激光 和线 阵 Ｃ Ｄ构成测 量系 统 ，该方 法虽然 提 高 Ｃ Ｃ
［ 文章编号］１０ ７ ０ （０ ０ ０ ０ ６ ０ ０ ７— ４ ５ ２ １ ）５－ ３ ９－ ３
船舶 柴 油机 曲轴臂 距 差 电子测 量 仪 的研 制
郑和 东，林金表 ，蔡振雄 ，腾 宪斌 ，李寒林
（ 集美大学轮机７ 程学院，福建 厦ｆ ３ １２ ） － － － ６０ １ １
［ 摘要］为 了解决用传统的拐档表测量臂距 差费时 、操 作不方便 而且测量数据不 精确 的问题 ，提出一 种以单片机为处理芯片的数 字显示测量仪方案．选定差 动变压器为 传感部分 ，同时设 计 了仪器 的硬件与 软 件 ．经 曲轴臂距差测量实验得知 ，本仪器较传 统测量方法速度更快 ，准确度更高 ，并且实现了数据 的存储 、
过，而在此频率范围外的信号衰减很大 ，从而提高系统信噪比 （ 信号与噪声的比值） ．
１４ 信号 的 Ａ Ｄ转换 ． ／
传感器采集到的模拟信号经上述几个过程处理后就可以送入 Ｋ Ｄ芯 片进行模数转换了，因为单 ／
片机 无法直 接处理模 拟量 的信号而 只能 处理 二进 制 的数 字信 号 ，因此 必须 对 信号 进行 Ａ Ｄ转换 ．综 ／ 合考 虑传感 器 的测量 范 围、测 量仪 的精 度设 计 要求 以及数 据 转换 的速 度 ，选定 ｌ ２位 的 Ａ Ｄ转 换 芯 ／
显示 、打印 、通讯等 功能．
［ 关键词 ］船舶柴 油机 ；曲轴臂距差 ；检测 仪
【 中图分类号 】Ｕ ６ ４２ ６ ． １ ［ 文献标志码］Ａ
Ｏ 引言
曲轴是船舶柴油机的重要部件 ，形状复杂 ，加工制造技术要求高．曲轴臂距差 ，也称作拐档差 ， 是两曲柄臂之间在曲柄销位于上、下止点或左、右位置时两曲臂间的距离之差 ，曲轴臂距差的变化能 够表明曲轴轴线 的变化趋势．曲轴工作状态的好坏直接影响柴油机运转的可靠性和使用寿命．因此定 期准确 测量 曲轴 臂距差 是非 常有必要 的． 目前 ，在 曲轴 的安 装 、修理 以及 对营运 船舶 柴油机 曲轴 及轴 系的检查过 程 中 ，测量 曲轴臂距差 的
证运 放性能 的对称 ，其 内部 电阻满 足对 称条 件 ，即：
Ｒ ＝ ，Ｒ ＝Ｒ ，Ｒ ＝ 可变 电阻 Ｇ用来调 节差 。 ５ ６ ， Ｒ．
图 １ 信 号放 大 电路
Ｆｇ． Ｓｉｎ ｌ ｍｐｉ ｉｇｃｒｕｔ ｉ１ ｇ ａ ａ ｌｙｎ ｉ ｉ ｆ ｃ
模电压 的增益大小 ຫໍສະໝຸດ ．其增益为： 第ｌ ５卷 第 ５期
２１ ０ ０年 ９月
集美大学学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｉ ｅ Ｕ ｉ ｒｉ （ ａ ｒｌ ｃ ｎｅ ｏｒａ ｏ ｍ ｉ ｎｖ ｓｙ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃ ） Ｊ ｅ ｔ ｕ ｅ
Ｖ０． ５ Ｎ ． １ １ ｏ ５ Ｓｐ ００ ｅ ．２ １
统的控制中心 ，通过对系统软件的设计使它能完成对测量信号的处理、存储 、显示、数据通信、打印 等功能 ，系统选 用单 片机作 为控制核 心 ，主要 由位移 传 感 器 、相敏 检 波 电路 、放大 电路 、滤 波 电路 、 Ａ Ｄ转换 电路等 几个部 分组成 ． ／
１ １ 移传 感器 ．
・
３ ０・ ７
集美大学学报 （ 自然科学版）
第１ ５卷
１２ 信 号的放 大电路 ．
该测量仪采用图 １ 所示 的电路对信号进行放大
处理 ，该电路对 微 小 的差 模 电压 非 常 敏 感 ，具 有很
强的共模信号抑制能力 ，放大 电路 由 ３个运算放大
器组成 ．
为 了获得 足 够大 的共模 抑 制 比 ，电路 中需 要 保
该检测仪采用差动变压器式位移传感器 Ｌ Ｄ （ ｉ ａ Ｖ ｒ ｂ ｉ ｒ ｔｌ ｒ ｓ ｒ ｅ）作为测量 Ｖ Ｔ Ｌ ｅｒ ａａｌ Ｄｆ ｅ ｉ ａ ｆｍ ｒ ｎ ｉ ｅ ｅ ｎａＴ ｎｏ
位移 的传感器 ，Ｌ Ｄ Ｖ Ｔ是一种线 圈 互感 随衔 铁位移 变化 的变磁 阻式传 感 器 ，可将 被测 位移 量转换 为传 感线 圈的互感 系数变 化量 ．差 动变压 器 具 有结 构 简 单 、灵 敏 度 高和测 量 范 围广 等 优 点 ，在 位 移测
了测 量 的精确 度 ，但 实船使 用还 有待进 一步 的研究 ． 因此 有必 要设计一 款高精 度 、测量便 捷的数字显
示测 量工具 ．
１ 臂 距 差 电子测 量 仪硬 件设 计
曲轴臂距 差检测 仪 的核 心部件 是微控 制器 ，采用 一款 当前应 用 比较 广泛 的 ５ １系 列单 片机 作 为系
＝
Ｖ／ 一 ）＝Ｒ （ ｏ（ ５ １＋（ ＋Ｒ ）Ｒ ）Ｒ ． Ｒ ２／ ｃ／ ，
１３ 滤 波电路 的设计 ．
传感 器的工作 环境 往往是 比较复 杂和恶 劣 的 ，在 进行信号 的模拟 量转换 为数字量 之前 ，必 须采取 滤波措施 ，将杂散 的干扰信 号抑制 掉 ，选 出有 用频率 的信号 ，使 一定 频率范 围 内的大 部分信号 都能通