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1、细心整理4.5十字头十字头组十字头组是船用十字头低速柴油机特有的部件。它的作用是：连接活塞和连杆、承受侧推力并给活塞在气缸中的运动导向。十字头组包括：十字头本体，十字头滑块和十字头轴承即连杆上端轴承等。图4-10为十字头组的装配图。图4-10 十字头组装配图十字头组的工作条件是比拟差的。十字头本体和轴承要承受周期性的气体爆发压力；十字头滑块那么承受侧推力大小和方向都周期地变更的作用。与此同时，各零件的尺寸那么由于构造上的缘由往往受到限制，因此，受力比拟紧要。特殊是十字头轴承，工作条件更差。随着柴油机增压度和最高爆发压力的不断增加简洁发生故障，成为船用低速柴油机牢靠性的一个薄弱环节。因此，在管理
2、和维护上应予以足够的重视。十字头本体十字头销一般用优质碳钢40、45号钢锻造，有时也接受合金钢。在设计中除保证有足够的强度外，目前的趋势是增加其刚度。十字头销一般都做得粗而短有较大的d/l不但提高了刚度，而且可增加销外表相对运动的线速度，有利于轴承油膜的形成。十字头销的外表往往接受滚压或镀铬等方法来提高其耐磨性；对其外表粗糙度的要求也很高，以保证工作牢靠性。十字头销和活塞杆的连接方式有两种17。一是活塞杆穿过十字头销上的孔并用螺帽海底螺帽固定。另一那么是用活塞杆下部的凸缘用螺栓和十字头销相接。后一种连接方式可将整个十字头销的下半部作为十字头轴承的承压面全支承式，从而使轴承的比压降低，工作条件得
3、到改善。为了提高牢靠性和便于修理，接受前一种连接方式的柴油机把十字头本体设计成对称的，当十字头销外表受到某些损伤时，可将本体销旋转180接着运用。十字头滑块十字头滑块的构造形式有两种，即双滑块双导板构造和单滑块单导板构造。双滑块构造。双滑块构造图4-11是十字头销的两端套上滑块，并用压板将其定位。每一滑块的两侧工作面上都浇有减磨合金，并开设油槽。润滑用的滑油来自十字头销。滑块沿着装在机架上的相应导板滑行，并把侧推力传给它们。导板3承受着正车膨胀行程倒车压缩行程的侧推力，称正车导板，导板6承受着倒车膨胀行程正车压缩行程的侧推力，称倒车导板。每个导板都由螺栓4把紧在机架横隔板5上。滑块在十字头销上
4、的轴向位置由止动盖压板7限定，在导板上的位置又由轴向限位小导板限定。滑块和导板接触的工作平面、和十字头销滑动协作的内孔外表以及与小导板相接触的工作面上都铸有白合金，止动盖板7上有一突舌图中未示出，突舌和滑块间有一很小间隙，因此滑块在十字头销上可在间隙限定的很小范围内转动，以补偿活塞沿气缸运动和滑块沿导板运动之间的运动偏差。双滑块构造的特点是：无论是正转或反转，滑块的承压面都是一样的；工作比拟牢靠；同时，由于滑块布置在十字头的两侧，导板设在机架的横隔板上，曲柄箱中的连杆运动平面上没有什么障碍，由机器的两侧进展检修工作比拟便利。但由于有四个滑动面，工作时应保证四个面都和气缸中心线平行，对制造、安装
5、和校中的要求较高，滑块和十字头组的总重量也较大。新型低速机均接受双滑块构造。单滑块构造。如图4-12所示,MAN B&W低速机接受这种构造。它只有一块滑块3，用螺栓紧固在十字头本体2上。滑块的正面与机架上的正转导板4相配，反面有两条面积较小的反转工作面与反转导板5相配。因此，全部的滑块和导板均布置在同一侧。这种构造的特点是：布置较紧凑，受力也较合理正转时受力大，有较大的承压面；反转时工作时间短，承压面可小些。但由于导板和滑块布置在连杆运动平面上，曲轴箱空间较小，因此，修理和拆装不如双滑块构造便利。十字头滑块一般用铸钢制造。图4-11十字头双滑块构造 图4-12单滑块十字头十字头轴承随着柴油机增
6、压度和最高爆发压力的不断增加，十字头轴承曾经最简洁发生故障，成为船用低速柴油机牢靠性的最薄弱环节。近年来构造、材料不断改善，再加上轮机人员的重视，十字头轴承牢靠性有较大的提高。由于它的工作条件比拟差，在管理和维护上仍应予以足够的重视。十字头轴承的工作特点：1润滑条件很差，难以形成良好的润滑油膜。 1单向受力。十字头柴油机都是低速二冲程机，气体压力总是大于往复运动机件向上的惯性力，合力总是向下，十字头销始终压在轴承下瓦上，不利于滑油的供应，难以获得较厚的润滑油膜。同时，摩擦产生的热不易被滑油带走，油膜更薄了，摩擦面冷却较困难。 2连杆小端轴承相对于十字头销的运动是摇摆，摇摆角速度周期性变更且不断
7、地变更方向，当曲柄销在左右水平位置时，摇摆角速度为零。再加上十字头式柴油机都是低速机，连杆的摇摆角速度很小。因此十字头轴承难以建立液体动力润滑，简洁处于边界润滑状态。2轴承的负荷很重。 1轴承的比压大。随着新型柴油机增压度和最高爆发压力的不断增加，气体压力越来越高，尽管十字头构造不断改良，比压照旧很大。 2十字头轴承承受着周期性变更的冲击性的气体力。新型柴油机最高爆发压力的不断增加，更具冲击性。 3轴向受力不均。由于十字头和轴承承受很大的气体力，使十字头销和轴承变形，使轴承负荷沿销的轴线分布不匀整，局部比压更大了。一般在轴承内侧受力更大。十字头组最常见的故障就是十字头轴承合金出现乏累裂纹、脱壳
8、、熔塌铺铅等事故。因此，十字头组的工作牢靠性主要取决于轴承的牢靠性。提高十字头轴承牢靠性的措施：为了提高十字头轴承的工作牢靠性，各柴油机公司和制造厂家多年来做了不少努力，接受了一系列的措施，这些措施归纳起来主要围围着以下几个方面。1降低轴承比压。 降低轴承比压的措施主要有： 1对运行中的柴油机限制柴油机最高爆发压力使之不要过高。柴油机的最高爆发压力和柴油机的经济性密切相关，最高爆发压力低燃油耗油率就高，因此应将最高爆发压力调整在标定值设计值。 2增大承压面积 加大轴颈直径。将十字头销轴径加大，轴承承压面积增加，因此比压下降。增大轴径还可提高刚度，增加十字头销外表的线速度，有利于润滑油膜的形成。
9、新型柴油机十字头销直径已增加到气缸直径的112%； 接受全支承式轴承。在轴颈的全长上都设轴承承压面，扩大了承压面积； 增大承压面间的贴合面积。老式柴油机为了增大承压面间的贴合面积，可通过拂刮或精细加工方法，使轴承和销间的贴合包角在90130之间，幸免局部比压过高。3使轴承轴向负荷分布匀整。以幸免局部比压过高现象。1新型柴油机接受刚性构造。将十字头销与轴承座的刚性提高，尽量削减它们工作时的变形，来到达轴向负荷匀整分布的目的。Sulzer新型柴油机杆身的小端仍接受台式构造，而将轴承的支承加强，十字头销也向短而粗方向开展。2接受反变形法。老式柴油机在拂刮十字头轴承时，在轴承座与连杆杆身凸缘结合面内侧
10、加必需厚度的垫片，刮好轴承后将加的垫片去掉，使轴承内侧降低，当十字头销在受力发生塌腰变形时，销与轴承工作面内侧就不会发生过大的接触压力，幸免了局部压力过高；拆检后的十字头轴承必需经过跑合。2保证良好的润滑和冷却。1变更供油路途。现均已接受先干脆把滑油送至十字头销和轴承，再由连杆杆身中的钻孔流到连杆大端润滑大端轴承。这比滑油由主轴承经曲轴中钻孔流到曲柄销轴承，再由连杆杆身中的钻孔流到十字头轴承的输送方式好。后者由于流淌路途长和中间分流，使十字头轴承的滑油压力低，流量缺乏。2提高滑油供油压力。为了保证在十字头轴承中形成良好的油膜，往往接受提高十字头轴承的滑油供油压力的措施。有些柴油机在滑油系统中加
11、设升压油泵。Sulzer的低速机，当接受薄壁锡铝合金轴瓦从RND-M到RTA后，为了弥补它在嵌入性、顺应性等方面的欠缺，由增设的滑油升压泵，将送至十字头轴承的滑油压力大大提高，到达1.6MPa。图4-11所示为曾在MAN低速机十字头轴承接受的升压油泵，在MC机上可依据船东的要求加装。该升压油泵装在连杆上并利用连杆的摇摆来带动油泵工作。加压后的滑油压力一般为1.62.3MPa。试验说明，提高滑油压力可使轴承在工作时的最大间隙增大近两倍，油隙的最低油压也显著提高。图4-10 弹性十字头轴承图 4-11十字头轴承的增压油泵3合理开设油槽。轴承油槽的布置和形态，对于润滑油膜的形成和轴承承载实力有很大的
12、影响。槽数太多，将使承压面削减太多，承载实力下降。槽数太少，那么布油不匀整。轴向油槽不能开到边缘，以防滑油流失，难以建立油压。但也不能把滑油封闭在轴承中或使滑油从轴承中流出的数量缺乏。为此，某些老式柴油机轴承油槽的端部有小直径泄油槽保证良好冷却。在油槽的边缘应开有楔形斜面，以防锐利的棱边刮去滑动外表上的润滑油。为了获得最正确油膜厚度，楔形斜面必需具有适当的角度和长度。4保证相宜的轴承间隙。间隙太大，油压不易建立，油膜不易形成。间隙太小，轴颈不易浮起，热量不易带走，轴承合金简洁产生乏累裂纹，甚至抱轴。因此，保证相宜的轴承间隙很重要。3提高轴承合金的承载实力。1接受高锡铝合金。白合金乏累强度低，而
13、且随着温度提升，乏累强度急剧下降。高锡铝合金能承受的轴承外表压力可高达白合金的2.6倍。但必需提高油压，接受更细的精滤器。2接受薄壁轴瓦。近年来由于轴承负荷的不断提高，在十字头轴承中愈来愈多地接受薄壁轴瓦。薄壁轴瓦是在钢背上浇铸一层较薄的白合金或轧压粘结高锡铝合金。如L-MC型机十字头轴承的白合金厚度为1.0mm1.5mm，使白合金与钢背的贴合力强，乏累强度高。另外，薄壁轴瓦加工精度高，不需拂刮，互换性好，拆装与更换便利。4确保十字头销颈外表光滑程度。由于十字头轴承润滑条件差，油膜很薄，为了防止十字头销颈擦伤轴承，十字头销必需特殊光滑。管理上要留意：定期检查滑油品质，防止腐蚀。长期停机时，每天开动润滑油泵，盘车半小时，使十字头销常常覆盖着一层油，并解除油槽中的凝水。备件存储时要细致防锈。
