船机主要零件的检修.

第八章柴油机主要零件的检修第一节气缸盖的检修气缸盖的结构特点：结构复杂、孔道较多、壁厚不均。气缸盖的工作条件：触火面，直接与高温高压燃气接触，承受较高的周期变化的机械负荷与热负荷，燃气的腐蚀与冲刷，产生很大的机械应力和热应力。冷却面承受机械应力与腐蚀。气缸盖螺栓预紧力使气缸盖受到压应力，在截面变化处还会产生应力集中。一、气缸盖的裂纹1、气缸盖裂纹的部位2、气缸盖裂纹的检查3、气缸盖产生裂纹的原因4、气缸盖裂纹的修理1、气缸盖裂纹的部位（1）气缸盖低面裂纹：一般发生在过渡圆角处和孔之间，即应力集中处。具体将随机型、结构和材料不同热异。种类：热疲劳裂纹（热应力+应力集中+腐蚀）、高温疲劳裂纹（大于0.5Tm）、蠕变裂纹（大于0.3Tm）。（2）气缸盖冷却侧裂纹：多发生在冷却水道环形筋的根部应力集中处，并沿圆周方向和向深处（即触火面）扩展，以至使气缸盖裂穿漏水或者在孔壁上产生裂纹。原因：机械疲劳裂纹（爆压+应力集中+腐蚀）2、气缸盖裂纹的检查（1）观察法：（2）水压实验：（裂穿性裂纹）（3）无损探伤：渗透探伤、磁粉探伤、超声波探伤。（4）经验判断：A.冷却水压力波动（或冷却水温升高、淡水消耗量增加、扫气箱有水流出、膨胀水柜透气管有气泡冒出或冷却水中有油星等）；B.冲车示功阀有水汽或水柱；C.油低壳的油位升高或乳化；D.吊缸时观察零件表面是否有水锈。3、气缸盖产生裂纹的原因（1）操作管理不当：加速太快、频繁启动、超负荷、冷却润滑不良、停车后立即停冷却水；（2）维护保养不良：不及时吊缸，冷却水处理，螺栓受力不均；（3）设计不合理及材料缺陷：4、气缸盖裂纹的修理钳工修理：用锉刀、油石、风砂轮等工具打磨，消除裂纹；焊补：金属扣合：粘接（无机）：更换：局部更换：镶套、覆板（外表面裂纹）；全部更换：封缸运行：气缸盖裂纹修理后，应对冷却水腔进行0.7Mpa的水压试验，以检验修理质量。二、气阀及阀座面的检修失效形式：•磨损：环带变宽，断开，变形，密封性下降；•烧蚀：由变形、磨损、积炭以及阀座面裂纹引起，麻点；•裂纹：检查：（1）观察法；（2）铅迹法；（3）漏油法；修复：（1）研阀；（2）堆焊（喷焊）+光车；（3）更换。第二节气缸套的检修常见的实效形式：内圆表面的磨损、裂纹和拉缸；外圆表面的穴蚀和裂纹。一、磨损的检修1、检测：•指标：磨损率、圆度误差、缸径最大增量；•部位：•工具：样板+内径千分尺2、标准：•磨损率：铸铁：0.1mm/kh；镀Cr：0.01~0.03mm/kh；•说明书•船级社的标准；3、修理：–（1）磨损量未超标：•轻微拉痕：粗粒度金刚沙磨石或砂纸；•较大擦伤和上部的磨台：镗缸，或用油石、锉刀、风砂轮等手工消除。–（2）磨损量超标：•修理尺寸法：镗缸，选配新的活塞组件。•恢复尺寸法：镗缸+电镀（Cr或Fe）二、裂纹的检修部位：•冷却水侧：顶部支撑凸缘附近；•内表面：上部（冷却不均：流道、水垢），注油孔附近，近排气口附近；检验：观察法、水压试验、着色探伤、经验判断修理：•金属扣合（波浪健密封螺钉）、粘接，更换。•航行中发生事故又无备件时，则采取封缸运行。三、拉缸1、定义：活塞组件与气缸套由于干摩擦引起粘着，产生拉毛、划痕、擦伤、咬死甚至裂纹的现象。2、征兆：（1）声音异常；（2）转速自动下降或自动停车；（3）曲柄箱或扫气箱着火；（4）排烟温度升高；（5）冷却水和润滑油温度升高。3、种类：•（1）磨合拉缸：•（2）运转拉缸：4、工艺原因：根本原因：油膜破坏（1）活塞环与气缸套不匹配（工作表面粗糙度不合适）；（2）活塞运动部件不对中，或配合间隙不合适；（3）气缸套安装不良或局部变形；5、工艺措施：•（1）保证活塞环与气缸套的匹配（材料、Ra）•（2）保证装质量（对中良好）•（3）表面改性：–A.特种加工：气缸套内圆表面波纹切削或衍磨；–B.活塞环：外圆表面镀Sn、P、Zn，或喷Mo。–C.铸铁气缸套内表面：松孔镀Cr、喷Mo、离子氮化等。6、应急措施：第三节活塞的检修活塞的主要损坏形式有:外圆表面及环槽的磨损、活塞裂纹及破裂、活塞顶部的烧蚀。一、磨损的检修1、裙部（主要是四冲程柴油机）：（1）原因：侧推力。（2）检验：用外径千分尺测量或塞外圆的直径。具体部位：自裙部上端10~20mm初开始，每隔100~200mm测量一次，每次测量同一截面内相互垂直的两个直径：平行于曲轴的方向和垂直于曲轴的方向。计算出圆度和圆柱度。（3）标准：磨损极限（圆度、圆柱度）。（4）修理：光车，但不能影响活塞与气缸套之间的配合间隙。否则，•铝活塞：换新；•铸铁活塞：光车+喷涂（焊）或低温镀铁+光车；•铸钢活塞：光车+堆焊；2、环槽：（1）原因：运动(往复、径向、回转、扭曲)、硬质微粒、高温（破坏油膜、降低材料性能、使环槽变形）。（2）特点：间隙增大，密封性能下降，截面变成梯形，且第一、二道环槽磨损较快。正常磨损率为：0.01mm/kh。（3）检验：样板+塞尺（4）修理：•A.光车或磨削环槽端面，配新环。注意：槽脊减薄量不得超过原槽脊厚度的20~25%，同时不允许在同一活塞上有两个以上的不同尺寸的活塞环。•B.（钢质活塞）环槽堆焊，退火，光车。表面淬火（提高耐磨性）。•C.镶垫环（先光车）。可分：死环（焊）和活环（过盈配合）。•D.环槽端面镀Cr：光车+镀Cr。二、裂纹的检修部位：活塞顶面、环槽、冷却侧、销座处。原因：顶面：热应力+机械应力+应力集中+腐蚀。环槽：机械应力（第一道环槽也有热应力的作用）。销处：机械应力。检验：观察法、水压试验、着色探伤。修理：（1）修刮；（2）堆焊；（3）无机粘接；（4）更换（严重失效）。三、烧蚀的检修原因：高温燃气的腐蚀（V）和冲刷。特点：顶面出现金属层层减薄，出现麻点，其大小、深浅和分布各异，严重时顶面可烧穿。降低顶部强度，影响压缩比。检验：样板+塞尺修理：（1）改变活塞位置；（2）堆焊+光车；（3）更换（顶部厚度减至一半时）。四、验收材料检验报告：成分、热处理、性能。加工制造质量检验报告：尺寸、形状、位置、Ra应符合图纸要求。第四节活塞环的检修活塞环的主要损坏形势有：过渡磨损、粘着、弹力丧失及折断。一、过度磨损的检修部位：环的外圆表面及上、下端面。原因：大多是管理不当：磨合不良、超负荷运转、润滑油不足或品质不佳、燃用劣质燃油、燃烧不良和冷却不充分。产生不均匀磨损。第一道环磨损最严重。标准：磨损率为0.1~0.5mm/kh，活塞环寿命可达8000~10000h。测量：•（1）搭口间隙的测量•（2）活塞环平面间隙的测量（天地间隙）•（3）活塞环径向厚度和高度测量二、粘着形式：原子、分子间粘着（粘着磨损），机械卡死（油污和积炭、槽变形）。原因：结构（天地间隙过小、弹力过小、刮油环装反）、管理（燃烧不良、冷却不良、滑油注油量过多）。后果：弹力变化→密封性下降→断环→拉缸检查：在扫气口处定期检查，木棒戳动。措施：•（1）尽早安排吊缸，取环时注意：用煤油浸泡后用木棒敲击、逐渐松动，再用专用工具取下。切勿用扁铲之类切断环和清理环槽。•（2）调节滑油量；改善冷却，避免过热；适当加大平面间隙。三、弹力丧失检查：–定性：•（1）测量自由开口：开口变小，说明弹力下降。•（2）扩大自由开口一倍或闭合，残余变形≤自由开口的10%，说明正常。•（3）新旧环对比：•（4）装环入缸内，–定量：•（5）漏光程度：•（6）侧弹力：措施:•更换：•敲击变形，开大搭口：敲击内圆表面，自搭口对面向两侧逐次敲击。搭口对面内表面要重击，以扩大搭口。但不要过于用力，以免断环。四、断环（原因）1、搭口间隙过小：2、环槽积炭：3、气缸套上部磨台冲击：4、环槽过度磨损：5、环挂住气口6、环径向胀缩疲劳（弹力过小）五、换环的注意事项1、检查：（1）外观检查：除油除锈，检查有无裂纹、砂眼和其他的缺陷。（2）搭口间隙及平面间隙测量：搭口间隙小，修锉环的搭口；平面间隙小，修锉环的上端面，切不可修锉下端面。（3）环槽深度及环的径向厚度：要求环槽深度比环的径向厚度大0.5~1.0mm；若径向厚度大，可修锉环的内圆表面。（4）弹力的检查：2、钳工修理：•（1）环搭口部分修成圆角，•（2）修锉环的上下端面的棱边（新旧环都是如此）3、换环：•（1）专用的扩张工具，无专用工具时，可用结实的绳子。•（2）个别环换新时，新环装入1、2道环槽内，旧环装在其它槽内。•（3）各环的搭口位置应错开，避免漏气。180度。•（4）装好环的活塞置于支架或垫木上4、磨合：低负荷运转一段时间，保证充分的磨合时间和充分的润滑。六、验收活塞环材料检验报告：成分、金相组织、性能应符合要求。HB180~250，比气缸套硬HB10~20。加工质量检验报告：尺寸、形状（不允许翘曲）、位置精度、Ra、弹力、热处理。密封性检查：漏光检查，每处漏光弧度不超过30度，各处漏光弧度总和不超过90度，在搭口附近30度范围内不允许漏光。第五节曲轴的检修一、常见的失效形势及其检修1、磨损2、擦伤与腐蚀3、裂纹4、红套滑移1、磨损原因：圆周（柴油机本身工作循环特点）和纵向（轴径受力产生弯曲变形和活塞运动部件的装误差）不均匀磨损，产生圆度和圆柱度误差。测量：•曲柄销径：•主轴径：•所用工具：修理：•a.修理尺寸法：光车（磨削）•b.恢复尺寸法：光车+镀Fe2、擦伤与腐蚀原因：形貌：划痕、麻点、沟槽检查：观察、手触修理：钳工修磨抛光（砂纸、油石、油光锉）注意：将轴径上的油孔用黄油堵好。3、裂纹检验：观察、无损探伤（着色探伤、磁分探伤、超声波探伤）修理：a.修刮（磨）（验船师在场）；b.更换（局部、全部）；c.应急措施：焊补，封缸运行。4、红套滑移定义：红套工艺：原因：超机械负荷（绞缆、搁浅）、调速器失灵或飞车、轴承过热。后果：影响定时和燃烧，影响曲轴传递扭矩的作用。措施：航行中降低负荷，进厂重新红套。二、曲轴臂距差1、定义：2、结论：符号变形轴承位置3、测量点：A:（S+D）/2，4、测量工具：拐当表5、记录方法（1）活塞运动部件未装的情况（2）活塞运动部件已装的情况测量的准确程度的确定方法：6、需要测量臂距差的情况：7、标准说明书标准、船检局标准、修船标准8、影响因素（1）主轴承下瓦的不均匀磨损（2）机座变形或下沉（3）船舶的载荷（4）活塞运动装置的影响（5）爆发压力的影响（6）飞轮的影响（7）轴系连接误差的影响三、曲轴轴线状态分析1、桥规值分析法：（1）定义：以机座上平面为基准，测量主轴径与桥规基准面间的最小距离。（2）方法：桥规，测量两点取平均值（3）应用：反映主轴径的下沉量、反映曲轴轴线状态2、臂距差分析法（1）对曲柄的假设：（2）简单作图法：（3）复杂作图法：（4）经验判断：四、曲轴的验收（1）材料检验报告：（2）无损检验报告：（3）热处理检验报告：（4）机加工检验报告：（5）动平衡实验报告：第六节轴承的检修轴瓦有三种形式：1、两半式厚壁轴瓦：2、两半式薄壁轴瓦：3、整体衬套式：一、常见的失效形式1、过度磨损：原因：•（1）润滑油质量差；（机械杂质、水分）•（2）摩擦副表面质量差；（Ra、几何形状误差、机座变形、曲轴弯曲）•（3）频繁启动、停车；超速、超负荷运转；•（4）违章操作，维护保养不良；2、裂纹和剥落：主要发生在白合金厚壁轴瓦上。•裂纹源→扩展→剥落；或裂纹源→滑油渗入→扩展→封闭网状→龟裂原因：•（1）白合金材料的疲劳强度低，在交变载荷的作用下容易产生疲劳裂纹；•（2）轴承间隙过大，轴瓦受到冲击负荷；（几何形状误差或过度磨损）•（3）轴承负荷过大；•（4）轴承合金内部存在缺陷；3、烧熔：原因：•（1）润滑系统故障；断流、压力不足、滑油质量差•（2）轴承间隙过小；•（3）轴承负荷过大；4、腐蚀：（1）电化学腐蚀：润滑油中含有酸性物