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1、英 文 摘 要轮机工程专业论文专 业： 轮机工程 学生姓名： 冯宏伟 指导教师： 罗缨 重庆交通大学航海学院2013 年中 文 摘 要摘 要船舶柴油机曲轴是船舶重要的运动部件，并且在运行的同时，面临着众多的复杂恶劣的工作环境。通过分析船舶柴油机曲轴的各种故障现象：连杆轴颈的磨损、曲轴烧蚀现象、曲轴的弯曲与扭曲、曲轴的裂纹和折断、连杆轴颈表面缺陷等常见故障，研究柴油机曲轴故障分析和修复工艺，以保证柴油机曲轴在工作中高质量、高安全、高稳定的运行，避免重大事故的发生，保护人身财产安全。关键词：柴油机曲轴；故障诊断；修复与对策英 文 摘 要AbstractDiesel engine crankshaf
2、t is one of the most important components of the marine diesel engine. It can make the link reciprocation of the piston into rotary motion . The writing of this thesis Subject is through the analysis of a variety of marine diesel engine crankshaft failure phenomenon : the wear and tear of the connec
3、ting rod journal crankshaft ablation phenomenon, the crankshaft crack and break, connecting rod journal surface defects common failure to study the diesel engine crankshaft failure analysis and repair process , promote and continuously improve the technical level, in order to ensure that the diesel
4、engine crankshaft in the work of high quality , high security , high and stable operation ,avoiding the occurrence of major accidents , to protect personal and property safety .Key Words： Diesel Engine Crankshaft； Fault Diagnosis； Repair And Countermeasures目 录I目 录第 1章 前 言 .1第 1章 船舶柴油机曲轴故障诊断和修复对策的概况
5、.21.1 船舶柴油机曲轴以及曲轴的作用 .21.2 船舶柴油机曲轴的工作环境 .3第 2章 船舶柴油机曲轴常见的故障诊断方法和产生原因 .42.1 简述船舶柴油机曲轴的故障诊断 .42.2 轴颈的磨损现象 .52.3 轴颈表面缺陷现象 .72.4 曲轴的弯曲与扭曲现象 .82.5 曲轴的裂纹和折断现象 .102.6 曲轴烧蚀现象 .13第 3章 船舶柴油机曲轴故障的对策 .153.1 简述船舶柴油机曲轴的故障对策 .153.2 轴颈磨损现象的对策 .153.3 轴颈表面缺陷现象的对策 .153.4 曲轴的弯曲与扭曲现象的对策 .153.5 曲轴的裂纹和折断现象的对策 .153.6 曲轴烧蚀现
6、象的的对策 .15第 4章 目前国内外先进的船舶柴油机曲轴故障诊断方法 .164.1 金属磁记忆在线诊断技术 .164.2 激光熔覆技术 .164.3 曲轴系统动态特性分析方法 .16结 论 .17致 谢 .18参 考 文 献 .19附录 附录内容 .202013 届 轮 机 工 程 专 业 毕 业 论 文-1 -前 言船舶柴油机曲轴是船舶柴油机的最重要的运动部件之一，它的作用是汇集柴油机各缸的功率，然后向外输出。曲轴工作条件十分恶劣，在这种工作条件下，曲轴就会发生一系列的故障和问题。本篇论文的主题，就是分析船舶柴油机曲轴故障和它的修复，完善该方面的研究水平，加强诊断和修复技术，介绍当前国内外
7、先进的曲轴故障诊断和分析技术以及工艺等等。曲轴的工作条件恶劣表现在：曲轴受到很大的交变扭力、弯曲力、压力、离心力和拉力的共同作用。同时，曲轴的各轴颈要在很高的比压下作高速旋转运动，使轴颈和轴承受到高强度的磨损。曲轴在工作过程中面临着受力复杂，应力集中，轴颈磨损严重等众多难题。由于曲轴的工作环境是极其恶劣的，曲轴一旦损坏，不仅影响柴油机的动力性、经济性，对船舶柴油机产生致命的破坏，还可能直接威胁到船舶的航行安全。发动机运行一定时间后, 曲轴连杆轴颈表面会产生划痕、烧伤、硬度下降等缺陷。这些情况与曲轴工作条件和修理装配情况有关。连杆轴颈表面会产生划痕, 是润滑油不清洁、滤清效果不好造成的。大、中型
8、柴油机的曲轴较细长，刚性较低。安装后，自重使主轴颈座贴于主轴承下瓦表面。因此各主轴承孔的中心连线就是各主轴颈中心的连线实际轴线。当各主轴承中心高低不一时，安装后的曲轴中心线就不是一根平直线而是呈弯曲弧线。曲轴断裂是机械破坏的最终结果，其最初表现为裂纹。弯曲疲劳裂纹多开始于曲柄臂与轴颈的过度圆角处，然后向曲柄臂发展。扭曲疲劳裂纹则往往从园孔、圆角部位开始 ，与轴心线呈 45方向向轴颈发展。而许多裂纹往往是两种应力复合作用破坏的结果。本篇论文的写作主旨就是通过分析船舶柴油机曲轴的各种故障现象：连杆轴颈的磨损、曲轴烧蚀现象、曲轴的弯曲与扭曲、曲轴的裂纹和折断、连杆轴颈表面缺陷等常见故障，研究柴油机曲
9、轴故障分析和修复工艺，以保证柴油机曲轴在工作中高质量、高安全、高稳定的运行，避免重大事故的发生，保护人身财产安全。冯 宏 伟 ： 柴 油 机 曲 轴 故 障 诊 断 与 对 策- 2 -2013 届 轮 机 工 程 专 业 毕 业 论 文-3 -第 1章 船舶柴油机曲轴故障诊断和修复对策的概况船舶柴油机曲轴是船舶柴油机中最重要的运动部件之一，把功率传给螺旋桨，带动螺旋桨旋转，然后促使船舶前进或者后退。1.1 船舶柴油机曲轴以及曲轴的作用船舶柴油机曲轴是船舶柴油机的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下（往复）运动变成循环（旋转）运动。它是船舶柴油机上的一个重要的机件。（如图1.1）主轴颈被
10、安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑。柴油机曲轴是柴油机当中的主要旋转机件，它是船舶柴油机最主要的部件之一，造价高，它的造价占整部柴油机总造价的 1/4 左右，主要有主轴颈、曲柄臂和曲柄销组成 1。（图 1.1）冯 宏 伟 ： 柴 油 机 曲 轴 故 障 诊 断 与 对 策- 4 -1.2 船舶柴油机曲轴的工作环境曲轴由于在工作过程中受力复杂，应力集中，严重附加应力大，轴颈磨损严重等，并且受到运动机件的惯性和离心力的作用，使曲轴产生扭转、弯曲、剪切和拉伸、压缩等复杂的交变应力，同时受到海浪、风力、负荷的影响，曲轴的工作环境是极其恶劣的。曲轴是柴油机的重要运动件之一, 它是由主轴颈、曲柄臂和曲柄销等组成的。曲轴是一根弯曲刚度较大、扭转刚度较低的零件, 它所受的力和力矩为:( 1) 周期变化的燃气压力作用于各轴颈上, 对其进行快速冲击;(2) 活塞连杆组上、下往复的运动质量惯性力;（3) 曲柄销、曲柄臂、连杆旋转质量和曲轴平衡块的离心力;(
