8、项目八 曲轴的维修解析

一、曲轴的工作条件和要求
1.作用： •①将往运动转变为回转运动。 •②汇总各缸作功并输出扭矩 •③驱动附属设备 2 工作条件： •①气体力及惯性力所产生的拉、压、弯、扭的复合载荷； •②应力集中严重：形状复杂，弯头多，钻有油孔，使应力集中严 重。曲柄臂与曲柄销过渡圆角处最危险。 •③附加应力大：横向振动、扭转振动引起。 •④轴颈的摩擦磨损：曲轴轴颈表面在高比压下高速运动，而且载 荷是冲击性的，不容易建立稳定的油膜。易引起轴颈和轴承的严 重磨损。
项目八 曲轴的检修
项 目 描 述 ：
本项目以船用柴油机曲轴为工作对象，在熟悉曲 轴组成和结构特点的基础上，根据曲轴的损伤形式对 曲轴进行检测与为维修，以恢复其技术状态；对学生 来说要达到本项目在课程标准中知识和技能的要求。 本项目主要包括： 任务一 曲轴轴颈磨损的检修； 任务二 曲轴臂距差的测量与曲轴轴线状态分析
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3. 曲柄的排列
• V型柴油机的曲柄排列——略
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圆盘曲轴
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全套合式曲轴
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全套合式曲轴
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半套合式曲轴
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二、曲轴的结构
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主轴颈 单位曲柄 曲柄销 曲柄臂 曲轴 自由端
飞轮端
平衡重
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1. 曲轴的类型
• 整体式：用于中、高速机，主轴颈、
曲柄销和曲柄臂一体。如图 (a)
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•wk.baidu.com套合式曲轴
• • 1.全套式：曲柄销、曲臂、主轴颈都 分别制造，然后套合为一体，如图(b)。 2.半套合式：曲柄销与曲臂为一体， 如图 (c)。 型低速柴油机，消除了大件锻造困难。 分段式曲轴也同理。
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一、曲轴的工作条件和要求
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3.要求： • 足够的抗弯、抗扭的疲劳强度和刚度（轴颈大、长度短）； • 足够的承压面积和较高的耐磨性，可多次车削修复；（加工复杂，造价最 贵）。 • 合理的曲柄排列和发火顺序。 4. 材料及处理： • 优质碳钢和碳素钢锻造而成。（35、40、45、ZG35） • 球墨铸铁，用于强度不太高的中，高速机中广泛采用。 • 优点：a.铸造，不用大型锻造设备，造价低； • b.对应力集中不敏感，疲劳强度接近中碳钢； • c.耐磨性好，对扭转振动阻尼作用远胜于 钢。 • 缺点：韧性较低。 • 为提高耐磨性，球墨铸铁进行正火和高频淬火；钢需进行调质处理，高频 淬火和氮化。轴颈表面要精磨，抛光，以防出现裂缝。
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曲柄臂的形状
a.矩形 易于加工，但应力集中较大，重量也较 大，多用于锻造曲轴。
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b.椭圆形 模锻和铸造曲轴，最合理，加工困难。 c.圆形 便于加工，但重量较大
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3. 曲柄的排列
• 套合方法：红套或液压套。用于大 • 圆盘式曲轴
• • 主轴颈和曲臂合成一个圆盘。 圆盘外面多半是同时装有短滚柱式主 轴承，轴向尺寸紧凑，曲柄销长度可 加大，刚度较大，承载能力强，但成 本高，噪声大，重量大。
（a）
（ b）
（c）
（ d）
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整体曲轴
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任务一 曲轴轴颈磨损的检修
〖任务描述〗 本任务以筒形活塞式柴油机曲轴为实例，要求学生能独立的完 成相关的检查、测量，并能达到职业能力的要求。
1）气缸排号的两种方法：
• ①从自由端起算：我国采用。 • ②从飞轮端起算：部分国家采用（便于检查）。
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2）曲柄排列原则：
• • • • • • • •
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①各缸依次发火的间隔相等； 四冲程：A=720°/i 二冲程：A=360°/i ②避免相邻气缸连续发火 发火顺序：依次发火缸的顺序。 例：某六缸四冲程柴油机发火顺序：1-5-3-6-2-4 ③便于柴油机平衡 ④便于脉冲增压排气管分支
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〖学习目标〗 1.能识记曲轴的作用、工作条件、要求和材料； 2.能描述曲轴的组成和结构特点； 3.能对曲轴按故障类型进行相应的检查和维修，并记录。
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任务一 曲轴轴颈磨损的检修
〖相关知识〗
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一、 曲轴的工作条件和要求
二、曲轴的结构
三、飞轮
四、曲轴的损伤
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2.曲轴的结构特点
• 1）空心结构→改善应力；减轻重量
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• 2）轴颈与曲柄臂相连接的过渡圆角： 车入式较好
• 3）平衡重与曲柄臂的连接（铸造、 螺栓、凸肩） • 4）油通布置
• • • • ①直线孔：对提高曲轴的疲劳强度有利 ②斜线孔：加工方便，削弱疲劳强度，混入润滑油中的杂 质引起偏磨 ③利用内空腔：有离心净化作用 ④油孔要求有较大的圆弧和倒角，并仔细抛光。
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3. 曲柄的排列
3）曲柄排列图 ——从飞轮端向自由端看，各单位曲柄 在端面上的投影。
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曲柄排列图的意义：判断各缸的状态
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3. 曲柄的排列
•例：某四冲程柴油机，正车转向为右旋，发火顺序为1-5-3-6-2-4，已 知1缸处于发火上止点，问其它各缸所处的状态。 • 解：由已知：A=720°/6=120 °。 • 1＃TDC ——发火上止点 • 5 ＃ ↑ ——压缩冲程 • 3 ＃ ↓ ——进气冲程 • 6＃ TDC——进排气上止点 • 2 ＃ ↑ ——排气冲程 • 4 ＃ ↓ ——膨胀冲程