船舶柴油机连杆螺栓断裂故障分析及预防措施
第24卷第4期2016年12月
广州航海学院学报
JOURNAL OF GUANGZHOU MARITIME INSTITUTE
Vol．24 No．4Dec．2016
收稿日期:2016-03-06
基金项目:江苏省航海学会项目(2015B09)
作者简介:彭 陈(1983 ),男,工硕士,讲师,主要研究方向为轮机工程二船舶与海洋工程.
船舶柴油机连杆螺栓断裂故障分析及预防措施
彭 陈
(江苏海事职业技术学院航海学院,江苏南京211100)
摘 要:船舶柴油机在运转时发生连杆断裂将会导致严重后果,根据HYUNDAI-MAN B&W 6S70MC 型柴油机连杆断裂事故,分析故障产生原因,并对此类故障的发生提出可行性对策与预防措施,确保柴油机的安全性能.
关键词:柴油机;连杆螺栓;断裂;对策中图分类号:TK423文献标志码:A 文章编号:1009-8526(2016)04-0014-02船舶柴油机连杆螺栓是连接杆体与连杆端盖的一种特殊螺栓,螺栓承受载荷大,受力情况复杂,连杆螺栓发生断裂将会引起严重的事故,轻则打坏缸盖二缸套二连杆变形,严重会导致曲轴断裂,机器损坏.据统计在柴油机机损事故中,连杆螺栓断裂引起的比例高达50%以上,因此笔者结合工作实际分析杆螺栓断裂的原因,提出一些预防措施.
1 故障现象
韩国现代船厂2007年造18万t 级散装船,主机型号为HYUNDAI-MAN B&W 6S70MC,在任职期间内,该轮发生螺栓断裂事故,HYUNDAI-MAN B&W 6S70MC 型柴油机的连杆大端结构如图1所示,连杆大端为斜切口二齿形结合,薄壁轴瓦
.
图1 连杆大端结构图
2 故障原因分析
1)连杆螺栓根部应力集中以及尺侧出现缝隙.从断裂的螺栓分析,断裂处基本都是在螺纹的根部,连杆
螺栓二螺孔及其配合是发生断裂的主要原因.船舶柴油机连杆螺栓是固定在连杆大端的螺纹上,每次柴油机连杆螺栓更换,但是螺孔的螺纹却是不变的,柴油机长时间的运转之后,连杆螺栓与螺纹之间会发生一定的磨损,这样就会造成连杆螺栓与螺孔的螺纹不是很匹配.船舶柴油机连杆螺栓的根部比较容易发生应力集中,而且螺纹的根部恰恰位于连杆大端轴承齿形接触的分界面上,所以连杆螺栓的根部比较容易发生断裂.柴油机长时间运转之后,连杆大端轴承上下齿形接触面侧面磨损,出现尺侧间隙,轴承从动,连杆大端螺栓承受横向弯曲应力与剪应力,导致连杆螺栓松动,螺栓在周期性冲击力作用下产生疲劳破坏而断裂.
2)连杆螺栓预紧力不正确.在柴油机连杆螺栓装配过程中,连杆螺栓预紧力过大或者过小,导致事故发生.如果预紧力过大,会超过连杆螺栓的屈服极限,造成连杆螺栓的变形,柴油机运转之后,产生很大的爆发力,连杆螺栓处在应力交变得环境下,裂纹会逐渐扩展,最后会发生断裂.如果预紧力过小,柴油机运转之后,在往复惯性力的作用下,连杆接合面会长生间隙,螺栓会受到很大的惯性冲击力,导致连杆螺栓断裂.
3)连杆盖安装错误.安装时要将做过同一标记的连杆大端与连杆螺栓紧固,装配错误会导致连杆大端接合面配合松动,进而柴油机在运转过程中连杆盖松动会导致连杆螺栓断裂.
4)飞车或活塞在气缸内烧死.柴油机运转过程中,如果出现 飞车 故障或者活塞在气缸内发生拉缸故障,会使连杆螺栓承受负荷过大而发生断裂.
万方数据
第4期彭陈:船舶柴油机连杆螺栓断裂故障分析及预防措施15
5)连杆螺栓质量不过关.连杆螺栓在工艺和材质上要求很高,一般是合金钢和优质低碳钢,不能用一般螺栓材料和劣质材料.一般螺栓的材质在加工工艺与热处理等方面不能完全达到技术规范.有些螺栓质量不过关,连杆螺栓还没有达到承受载荷下就发生变形而断裂.
6)安装时工作不细心.由于工作不细心,连杆螺栓有划伤二裂口,螺栓与螺母配合松动,就进行装配会造成连杆螺栓的断裂.
3 连杆螺栓断裂的预防措施
1)装配前仔细检查.为防止连杆螺栓断裂事故发生,连杆螺栓安装前必须认真检查,不符合要求及时换新,一般修复难度比较大二费用高,周期也较长.如果换新,检查零件有无缺陷,用手锤敲打螺栓,听听声音,查看有无疲劳强度与缺陷,尤其是螺栓头部二螺纹与螺纹根部.
螺帽装复不能过松否则螺纹会发生磨损,螺帽以及螺栓头部与轴承的接触面要完好;螺栓与螺栓孔的配合间隙要合适;上紧螺帽插入开口时,应检查开口销是否与螺帽表面接触.
检查连杆螺栓的伸长量,参考技术要求,如不符合要求,要及时换新,同时中型以下四冲程柴油机连杆螺栓的使用时间为15000~20000h,如果超过使用寿命,即使表面无异状也要换新.
2)按照规定的预紧力和正确的方法装配.如果柴油机在运转过程中发生螺栓断裂,将发生机毁的重大事故,因此必须按照说明书的要求上紧,如安装预紧力的大小二预紧方法二预紧次序等.上紧连杆螺栓时要按照拆卸时的标记装复,不能装错;装复时垫片与轴承表面要清洁,接触良好;螺栓上紧要用扭力扳手,两边螺栓均匀交替上紧,不能单边紧固;预紧力不能过大,否则会致使螺栓疲劳. 3)采取螺栓防松措施.正确的固紧与锁紧是避免发生断裂的有效措施.拧紧后的螺栓要有防松措施,科学的防松措施是依赖螺纹的自锁能力,因此在高速柴油机上采用细牙螺纹,减小导程角,使导程角远小于摩擦角,对螺纹部分镀铜,以增加螺纹间的贴合度及摩擦系数,提高防松效果.目前在一些新产品中不采取任何防松措施,而是靠提高细牙螺纹的精度,确保预紧力来达到防松目的.
4)经常检查柴油机日常工作状况.柴油机运转过程中,如果发现异常情况,及时停车检查.当螺杆出现松动或者被拉长,会出现较大的敲击声,立即停车,检查轴瓦,如果轴瓦间隙过大,更换连杆轴承或者加大轴瓦.定期检查连杆螺栓的紧固情况,查明原因,检查螺栓损坏情况,使用扭矩扳手按照规定上紧.
4 结束语
通过对HYUNDAI-MAN B&W6S70MC型柴油机连杆螺栓断裂事故分析,笔者认为造成连杆螺栓断裂原因包括预紧力不均二螺纹表面不清洁二螺纹配合过松或过紧二柴油机发生拉缸或者咬缸事故等,连杆断裂极易引起捣缸和烧瓦,为防止此类事故发生,在操作以及装配过程中必须严格按照技术规范,确保柴油机安全.
参考文献:
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进措施[J].内燃机,1998(3):35-38.
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Fault Analysis and Preventive Measures of Connecting
Rod Bolt of Marine Diesel Engine
PENG Chen
(Jiangsu Maritime Institute,Nanjing Jiangsu211170)
Abstract:marine diesel engine in operation occurred connecting rod fracture will lead to serious consequences, according to HYUNDAI-MAN B&W6S70MC type diesel engine connecting rod fracture accident,failure analysis causes,and of such failures occur put forward feasible countermeasures and preventive measures,to ensure the safety performance of the diesel engine.
Key words:diesel engine;Connecting rod bolt;crack;countermeasure
万方数据
船舶柴油机连杆螺栓断裂故障分析及预防措施
第24卷第4期2016年12月 广州航海学院学报 JOURNAL OF GUANGZHOU MARITIME INSTITUTE Vol．24 No．4Dec．2016 收稿日期:2016-03-06 基金项目:江苏省航海学会项目(2015B09) 作者简介:彭 陈(1983 ),男,工硕士,讲师,主要研究方向为轮机工程二船舶与海洋工程. 船舶柴油机连杆螺栓断裂故障分析及预防措施 彭 陈 (江苏海事职业技术学院航海学院,江苏南京211100) 摘 要:船舶柴油机在运转时发生连杆断裂将会导致严重后果,根据HYUNDAI-MAN B&W 6S70MC 型柴油机连杆断裂事故,分析故障产生原因,并对此类故障的发生提出可行性对策与预防措施,确保柴油机的安全性能. 关键词:柴油机;连杆螺栓;断裂;对策中图分类号:TK423文献标志码:A 文章编号:1009-8526(2016)04-0014-02船舶柴油机连杆螺栓是连接杆体与连杆端盖的一种特殊螺栓,螺栓承受载荷大,受力情况复杂,连杆螺栓发生断裂将会引起严重的事故,轻则打坏缸盖二缸套二连杆变形,严重会导致曲轴断裂,机器损坏.据统计在柴油机机损事故中,连杆螺栓断裂引起的比例高达50%以上,因此笔者结合工作实际分析杆螺栓断裂的原因,提出一些预防措施. 1 故障现象 韩国现代船厂2007年造18万t 级散装船,主机型号为HYUNDAI-MAN B&W 6S70MC,在任职期间内,该轮发生螺栓断裂事故,HYUNDAI-MAN B&W 6S70MC 型柴油机的连杆大端结构如图1所示,连杆大端为斜切口二齿形结合,薄壁轴瓦 . 图1 连杆大端结构图 2 故障原因分析 1)连杆螺栓根部应力集中以及尺侧出现缝隙.从断裂的螺栓分析,断裂处基本都是在螺纹的根部,连杆 螺栓二螺孔及其配合是发生断裂的主要原因.船舶柴油机连杆螺栓是固定在连杆大端的螺纹上,每次柴油机连杆螺栓更换,但是螺孔的螺纹却是不变的,柴油机长时间的运转之后,连杆螺栓与螺纹之间会发生一定的磨损,这样就会造成连杆螺栓与螺孔的螺纹不是很匹配.船舶柴油机连杆螺栓的根部比较容易发生应力集中,而且螺纹的根部恰恰位于连杆大端轴承齿形接触的分界面上,所以连杆螺栓的根部比较容易发生断裂.柴油机长时间运转之后,连杆大端轴承上下齿形接触面侧面磨损,出现尺侧间隙,轴承从动,连杆大端螺栓承受横向弯曲应力与剪应力,导致连杆螺栓松动,螺栓在周期性冲击力作用下产生疲劳破坏而断裂. 2)连杆螺栓预紧力不正确.在柴油机连杆螺栓装配过程中,连杆螺栓预紧力过大或者过小,导致事故发生.如果预紧力过大,会超过连杆螺栓的屈服极限,造成连杆螺栓的变形,柴油机运转之后,产生很大的爆发力,连杆螺栓处在应力交变得环境下,裂纹会逐渐扩展,最后会发生断裂.如果预紧力过小,柴油机运转之后,在往复惯性力的作用下,连杆接合面会长生间隙,螺栓会受到很大的惯性冲击力,导致连杆螺栓断裂. 3)连杆盖安装错误.安装时要将做过同一标记的连杆大端与连杆螺栓紧固,装配错误会导致连杆大端接合面配合松动,进而柴油机在运转过程中连杆盖松动会导致连杆螺栓断裂. 4)飞车或活塞在气缸内烧死.柴油机运转过程中,如果出现 飞车 故障或者活塞在气缸内发生拉缸故障,会使连杆螺栓承受负荷过大而发生断裂. 万方数据
船舶柴油机习题及答案
柴油机的基本知识 （1）柴油机的基本概念 1．( ) 柴油机是热机的一种，它是： A. 在气缸内进行一次能量转换的热机 B. 在气缸内进行二次能量转换的点火式内燃机 C. 在气缸内进行二次能量转换的往复式压缩发火的内燃机 D. 在气缸内进行二次能量转换的回转式内燃机 2．( ) 内燃机是热机的一种，它是： A. 在气缸内燃烧并利用某中间工质对外作功的动力机械 B. 在气缸内进行二次能量转换并利用某中间工质对外作功的动力机械 C. 在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外作功的动力机械 D. 在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外作功的往复式动力机械3．( ) 在柴油机中对外作功的工质是： A．燃油 B. 空气 C. 燃烧产物 D. 可燃混合气 4．( ) 在内燃机中柴油机的本质特征是： A. 内部燃烧 B. 压缩发火 C. 使用柴油做燃料 D. 用途不同 5. ( ) 柴油机与汽油机同属内燃机，它们在结构上的主要差异是： A. 燃烧工质不同 B. 压缩比不同 C. 燃烧室形状不同 D. 供油系统不同 6．( ) 在柴油机实际工作循环中缸内的工质是： A. 可燃混合气 B. 燃气 C. 空气 D. B+C 7．( ) 根据柴油机的基本工作原理，下列哪一种定义最准确： A. 柴油机是一种往复式内燃机 B. 柴油机是一种在气缸中进行二次能量转换的内燃机 C. 柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机 D.柴油机是一种压缩发火的回转式内燃机 8．( ) 柴油机活塞行程的定义是指： A.气缸空间的总长度 B.活塞上止点至气缸底面的长度 C.活塞下止点至气缸底面的长度 D.活塞位移或曲柄半径R的两倍 9．( ) 柴油机压缩后的温度至少应达到： A. 110~150℃ B. 300~450℃ C. 600~700℃ D. 750~850℃ 10．( ) 影响柴油机压缩终点温度T c 和压力P c 的因素主要是： A. 进气密度 B. 压缩比 C. 进气量 D. 缸径大小11．( ) 柴油机采用压缩比这个参数是为了表示：
案例一螺栓失效分析
案例一螺栓断裂失效分析 某螺栓生产厂家生产的螺栓在用户使用过程中发生断裂，为分析螺栓断裂原因，进行了化学成分测试、金相组织观察、螺栓断口观察、能谱测试以及硬度测试等，并对螺栓断裂做出了结论。 1、化学成分分析 螺栓成分分析采用成分分析仪，正常断裂、异常断裂螺栓成分见表1，从表中可以看出正常断裂螺栓与异常断裂螺栓成分都符合GB/T3077-1999《合金结构钢》中对45Mn2钢的要求。 表1 材料化学成分分析结果（质量分数，%） C Si Mn P S Cr Ni Fe 正常断裂螺栓0.421 0.250 1.498 0.011 0.001 0.078 0.021 余量 异常断裂螺栓0.425 0.269 1.534 0.011 <0.001 0.068 0.019 余量标准值0.42~0.49 0.17~0.37 1.4~1.8 2、金相组织分析 取平行于断裂截面的试样，打磨、抛光并观察其组织形貌。下图1(a)、1(b)所示为正常断裂螺栓与异常断裂螺栓的金相组织形貌，从图中可以看出螺栓金相组织均为回火马氏体。 (a)正常断裂螺栓；(b)异常断裂螺栓 图1 螺栓金相组织形貌 3、宏观断口形貌分析 正常断裂螺栓、异常断裂螺栓宏观断口形貌如图2(a)、2(b)所示。由图可知
两个螺栓均从中心起裂，裂纹向四周扩展。正常断裂螺栓与异常断裂螺栓断裂截面都具有裂纹源、扩展区、瞬断区三个部分，正常断裂螺栓扩展区面积比异常断裂螺栓大，瞬断区面积则比异常断裂螺栓小。这与异常断裂螺栓应力（165KN ）比正常断裂螺栓断裂应力(215KN)小相吻合。同时正常断裂螺栓断裂截面较为平整，异常断裂螺栓在裂纹源附近呈凹陷状。 (a)正常断裂螺栓； (b)异常断裂螺栓 图2 螺栓断裂截面 4、 微观断口形貌分析 图3所示为正常断裂螺栓与异常断裂螺栓断裂截面裂纹源附近的微观形貌，从图中可以看出正常断裂螺栓组织较为平整，而异常断裂螺栓中心附近可见含有夹杂物的微孔。图4所示为夹杂物所在位置，图5为夹杂物能谱分析图，表2为其对应的元素分析表，从表中可以看出夹杂物中主要元素为O 、Si ，并存在少量的Mg 、Al 、Ca 元素，其中O 元素的含量很大，故较杂物主要为SiO 2，存在少量的MgO 、Al 2O 3、CaO 。 裂纹源 扩展区 裂纹源 扩展区 瞬断区 瞬断区 a) b)
船舶柴油机故障在线诊断仿真技术研究
船舶柴油机故障在线诊断仿真技术研究 蔡振雄,黄加亮,翁泽民(集美大学轮机系,福建厦门361021) [摘要]提出了船用柴油机的主要部件、易损件的运行性能采用微机自动 巡回检测,并与正确值比较的方法,来达到故障在线自动诊断的目的.在此基础上,把仿真以及神经网络技术直接应用于柴油机故障在线诊断系统, 建立船用柴油机症状与故障样本集,作为神经网络故障诊断的专家知识库,以实现船用柴油机故障在线智能诊断,从而提高故障诊断的及时性和准确率,减少误诊. [关键词]船舶柴油机;在线监测;智能诊断;仿真技术;神经网络技术 [中图分类号] U664.121; TK418 [文献标识码] A0
引言 早期船舶轮机员对船用柴油机的故障诊断,一般通过一些常规的普通仪表、仪器、化验并结合看、摸、听、闻等传统的简易手段对含有故障的柴油 机及系统进行离线经验诊断.这种方法不仅对轮机员的素质有很高的要求,而且故障诊断的速度慢、质量差.随着科学技术水平的提高,微机的普及, 为离线和在线故障诊断提供物质基础,使离线与在线诊断的实现成为可能. 1船用柴油机故障的在线诊断 在线诊断是指对于大型、重要的设备为了保证其安全和可靠运行,需要对所监测的信号进行自动、连续、定时的采集与分析,对出现的故障及时做出诊断.建立在线故障监测和诊断系统,能有效提高故障诊断的准确率,缩短故障诊断时间,促进维修方式从预防性维修到预测性视情维修的转变.故障在线诊断又分为人工在线故障诊断和自动在线故
障诊断.人工在线诊断是70年代中期前后发展开发应用的技术,利用监测系统对柴油机运行时内外部工况参数进行自动监测,并将监测信号输入计算机进行计算分析,同时结合轮机日记记录、轮机员的观察测试,对柴油机技术状态进行早期预测,做一些部件的趋势分析,为定期的维护保养提供信息.人工在线诊断对要求快速故障定位,故障模式识别的船用柴油机来说,太慢且准确性较差无论对故障的在线人工诊断还是在线自动诊断,目的均是为了有效地识别故障,所以最关键的问题是要建立故障识别的判据(专家系统数据库),即如何判断柴油机含有故障.经验表明柴油机工作性能参数如压力、温度的大小高低、噪音的大小、转速、流量漏泄、振动等,都可以作为故障判断的依据.为了达到自动诊断的目的,必须引入微处理机系统,对柴油机的关键件、重要件、易损件及其它部位设定故障诊断点,并将这些正确的性能参数信号值建立完整的数据库(专家系统数据库);利用微机对诊断点的诊断信号进行自动巡回检测,测试结果由计算机自动与数据库中的正
广东海洋大学《船舶柴油机》课程试题B答案
广东海洋大学2011——20012学年第 1 学期 《船舶柴油机》课程试题 课程号： 18242248-1 ■ 考试 □ A 卷 ■ 闭卷 □ 考查 ■ B 卷 □ 开卷 （本试卷卷面总分100分，及格分为60分，考试时间为100分钟） 一.单项选择题 答题说明：本试卷试题均为单项选择题，请选择一个最合适的答案，每题0.8分，共80分。 1. 内燃机是热机的一种，它是（ ）。 A ．在气缸内燃烧并利用某中间工质对外做功的动力机械 B ．在气缸内进行二次能量转换并利用某中间工质对外做功的动力机械 C ．在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外做功的动力机械 D ．在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外做功的往复式动力 机械 答案：C 班 级： 姓 名： 学号： 试题共 7 页 加 白纸 2 张 密 封 线 GDOU-B-11-302
2. 柴油机是热机的一种，它是（）。 A．在气缸内燃烧并利用某中间工质对外做功的动力机械B．在气缸内进行二次能量转换并利用某中间工质对外做功的动力机械 C．在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外做功的回转式动力机械 D．在气缸内燃烧并利用燃烧产物对外做功的往复式动力机械 答案：D 3. 发电用柴油机多用四冲程筒形活塞式柴油机主要是因为（）。 A．结构简单 B．工作可靠 C．转速满足发电机要求 D．功率大 答案：C 4. 双机双桨船舶，一般带动右侧螺旋桨的主机为（）。A．右旋机 B．高速柴油机 C．左旋机 D．低速柴油机 答案：A 5. 下述关于压缩比的说法中不正确的是（）。 A．缸内工质经活塞压缩后，温度与压力均增高 B．压缩比对柴油机的燃烧、效率、机动性与机械负荷等
超高强度螺栓断裂失效分析
超高强度螺栓断裂失效分析 摘要：螺栓作为重要的紧固件，其失效事故发生较多，造成的危害很大。其中，螺栓的氢脆断裂是较为常见的故障模式，由于氢脆大多与批次性问题有关，因此，危害性较大。螺纹连接是发动机各部件之间最常用的连接方式，大概占到发动机 连接的70%。螺栓的受力特点决定了它是发动机的薄弱零部件。因此，连杆螺栓 的失效分析与预防十分重要。本文分析超高强度螺栓断裂失效的相关内容。 关键词：超高强度螺栓；断裂失效；氢脆 超高强度螺栓是继铆接、焊接之后发展起来的一种钢结构连接型式。它具有 施工简单、可拆卸、承载大、耐疲劳、较安全等优点。因此, 高强度螺栓连接已 发展成为工程安装的主要手段。 1 实例分析 某型号高强度螺栓用于某轴承上，其强度要求很高。该型螺栓在生产检验合 格服役5 个月后，发现个别螺栓相继在螺纹处发生断裂。该型高强度螺栓为铰制 孔螺栓(螺纹长度95 mm)，材料为35CrMnSiA 钢，规格为M56，螺杆长度为 235mm，强度要求以GB/T3077-1999 为标准。其制造工艺为：毛坯电渣重熔→预 加工→超声波探伤→粗加工(单边留量3～5mm)→调质处理(950℃淬火，630℃回火)→半精加工→淬火热处理(淬火温度为900℃，310℃回火)→力学性能检验→精 加工→磁粉探伤(包括螺纹部分)→表面油漆防护→装配。目前，采用的无损检测手段无法检测出螺栓内部0.2mm 以下的微裂纹。通过金相检验、氢含量检验和断口电镜扫描分析等相关的手段对断裂的螺栓及未断裂的随机抽取样品进行相应的检 验和断裂原因分析。 2 实验方法与结果 2.1 实验对象。实验对象为该型螺栓2 枚，其中包括断裂的铰制孔螺栓，以 及对应同型号未断螺栓1 枚。 2.2 外观检验。用肉眼观察，铰制孔螺栓断于第一节螺纹处断口均很平齐，无 塑性变形，断面与轴线垂直，为一次性脆性断口。且在断口附近有明显的腐蚀痕迹。 2.3 化学成分分析。分别对所取2 个螺栓试样进行化学成分检验分析，结果 表明，2 个螺栓化学成分含量均符合标准。 2.4 氢含量检测。分别对已断裂的铰制孔螺栓及未断裂铰制孔螺栓的光杆边缘处、R/2 处及芯部进行氢含量检测，其中已断裂和未断裂的螺栓光杆边缘处及芯 部检测结果基本一致，R/2 处检测结果出入比较大，分别为2.0×10-6 和0.6×10-6。 2.5 断口分析。将断裂的铰制孔螺栓断口清洗后置于扫描电镜下观察，断口 的形貌大部分均为沿晶和少量的韧窝。见图1。 2.6 金相检验及硬度检测。断裂的螺栓中均有氮化物夹杂，未断裂螺栓的齿面与齿根未 见微观裂纹，见图2。已断裂螺栓存在个别夹杂物超出标准规定尺寸，未断裂螺栓无此现象。已断裂螺栓的晶粒度级别为6~7，未断裂螺栓为5.5~6，显微组织显示齿面局部略有脱碳， 组织为回火马氏体，测得其硬度大于50 HRC，抗拉强度大于1750MPa，说明该材料的强度 级别很高，属于超高强度钢。 3 分析与讨论 上述实验结果表明：该型号螺栓无论在力学性能、化学成分以及晶粒度等方面均符合相 关标准。该螺栓组织为回火马氏体，回火马氏体对氢是极其敏感的。该螺栓的强度很高，因 此同样对氢脆的敏感性也很高。一般来说，发生氢致延迟断裂需要同时具备以下三个条件：
9-10第十节 连杆螺栓断裂
第九章柴油机的运行管理与应急处理339 第十节连杆螺栓断裂 柴油机的连杆螺栓必须十分坚固、工作可靠，运转时连杆螺栓一旦断裂就会发生机损事故，并可能造成人员伤亡。连杆螺栓的断裂事故，几乎全部发生于四冲程柴油机，这是因为四冲程柴油机的往复运动质量的惯性力在连杆螺栓上产生比较大的交变拉伸力，因此发生连杆螺栓断裂事故较多。 一、对连杆螺栓断裂的统计 根据日本海事协会对船用发电柴油机连杆螺栓断裂事故的调查报告，连杆螺栓断裂的位置和原因如下： 1．断裂位置 （1）在螺纹部分断裂的占46%； （2）中央圆角处断裂的占40%； （3）在螺栓头根部断裂的占10%。 2．断裂原因 （1）由于疲劳，占40%； （2）忘记装防止螺栓转动的开口销等，占25%； （3）上紧不良，占13%； （4）圆角不足等设计、加工不良，占12%； （5）材料本身存在缺陷，占12%。 二、故障实例 例1．某船柴油发电机为MAN G7V23.5/33，运行中发现频率下降，有敲击声，尚未停车听到一声巨响，第1缸被炸开。检查结果是第1缸右侧连杆螺栓断裂，断面有缩口；左侧连杆螺栓弯曲扭断；连杆大端轴承与平衡块飞落，曲柄销拉毛，杆身弯曲；缸套与活塞破碎；曲轴箱破裂。 原因分析：事故是由于右侧连杆螺栓在安装时预紧力过大，连杆螺栓被拉长超过规定值，在运转中被拉断。右侧螺栓断裂后，迫使左侧螺栓弯曲并带着下轴承盖撞击机体而断裂，致使连杆伸腿。 例2．某船A278-B型柴油发电机在运行中突然发出强烈的敲击声并停车，结果是第3缸连杆螺栓折断，连杆伸腿，使曲轴箱破裂，运动部件损坏。 原因分析：第3缸右侧连杆螺栓的开口销不知何时脱落，螺帽松脱，使右侧连杆螺栓脱落。连杆轴承成了单边紧固状态，使左侧连杆螺栓集中受力而断裂，致使连杆伸腿。 例3．某船MRB6型柴油发电机右侧连杆螺栓断裂，引起连杆轴承损坏、连杆弯曲、活塞裙部缺损、曲轴箱破裂等。 原因分析：断裂部位在连杆螺栓螺帽紧固的螺纹部分，断裂起点在螺栓内侧，而外侧螺帽紧配平面接触很紧，因上紧时接触面倾斜，螺栓中心线挠曲，产生应力集中。 三、对连杆螺栓的检查 对新换的螺栓和使用中的连杆螺栓要仔细检查后方可安装使用，其检查内容有：
船舶动力装置原理与设计复习思考题及答案
船舶动力装置原理与设计复习思考题 第1章 1、如何理解船舶动力装置的含义？它有哪些部分组成？ 答：船舶动力装置的含义：保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所 必需的机械设备的综合体。 组成部分：推进装置：包括主机、推进器、轴系、传动设备。 辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空气系统。 甲板机械 船舶管路系统 机舱自动化设备。 特种设备 2、简述柴油机动力装置的特点。 优点： a)有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多； b)重量轻(单位重量的指标小)； c)具有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速； d)功率范围广。 缺点： a)柴油机尺寸和重量按功率比例增长快； b)柴油机工作中的噪声、振动较大； c)中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害； d)柴油机低速稳定性差； e)柴油机的过载能力相当差 3、船舶动力装置的技术特征包括哪些技术指标？ a)技术指标标志动力装置的技术性能和结构特征的参数。包括功率指标﹑质量指标和 尺寸指标。 b)经济指标代表燃料在该动力装置中的热能转换率。有燃料消耗率﹑装置总效率﹑推 进装置热效率﹑每海里航程燃料耗量及动力装置的运转-维修经济性。 c)性能指标代表动力装置在接受命令，执行任务中的服从性﹑坚固性和对外界条件、 工作人员的依赖性。因此它包括机动性﹑可靠性﹑自动远操作性能﹑牵曳性能以及噪声振动的控制等指标
4、说明推进装置功率传递过程，并解释各个效率的含义。 指示功率 →主机额定功率 →最大持续功率 →轴功率 →收到功率 →推力功率 →船舶有效功率 指示功率：表示柴油机气缸中气体作功的能力； 最大持续功率（额定功率）MCR ：在规定的环境状况（不同航区有不同的规定，如无限航 区环境条件：绝对大气压为0.1Mpa;环境温度为45℃；相对湿度为60%；海水温度“中冷器进口处”为32 ℃和转速下），柴油机可以安全持续运转的最大有效功率； 轴功率：指在扣除传动设备、推力轴承和中间轴承等传动设备后的输出功率； 螺旋桨收到功率： 扣除尾轴承及密封填料损失后所输出的功率。 推力功率：是螺旋桨产生使船航行的功率。 船舶有效功率：P e =R ×V s ×10-3 7、如何理解经济航速的含义？ 1.节能航速：节能航速是指每小时燃油消耗量最低时的静水航速，它常由主机按推进特性运行时能维 持正常工作的最低稳定转速所决定。营运船舶在实现减速航行时，主机所输出的功率大大减少，其每海里燃油消耗率大幅度降低。但航速降低后，营运时间被延长，运输的周转量也少，故当船舶需实现减速航行时，应结合企业的货源、运力及完成运输周转量的情况综合考虑后再决策。 2.最低营运费用航速：船舶航行一天的费用，主要由其固定费用(折旧费、修理费、船员工资、港口 驶费、管理费、利息、税金，以及船舶停泊期间的燃、润油费等)和船舶航行时燃、润油费用构成。最低营运费用航速是指船舶每航行1海里上述固定费用及航行费用最低时的航速，可供船舶及其动力装置的性能评价及选型用。在满足完成运输周转量的前提下，船舶按最低营运费用航速航行，其成本费用最省，但它并未考虑停港时间及营运收入的影响，故不够全面。 3.最大盈利航速：最大盈利航速是指每天(或船舶在营运期间)能获得最大利益的航速。此航速的大小， 往往与每海里(或公里)运费收入、停港天数及船舶每天付出的固定费用有关。一般在运费收入低、停港时间长、运距短、油价高的情况下，其最大盈利航速相对较小。 （图在下一页） BHP 、主机输出有效功率； DHP 、螺旋桨收到功率； EHP 、螺旋桨发出
高强度螺栓断裂失效分析
高强度螺栓断裂失效分析 韩志良 (常州机电职业技术学院机械系，常州213012) 马红卫，丁燕君 (常柴股份有限公司理化室，常州213002) 摘要：针对装配现场发生的几起高强度螺栓断裂失效事故，采用金相分析、化学成分分析和力学性能测试等方法进行检测。分析结果认为螺栓失效的原因有:(1)螺纹成形时产生裂纹，螺栓因之而脆断；(2)杆部与头部交接处表面脱碳、使局部强度降低而断裂；(3)装配时扭矩过大，螺栓明显缩颈而断裂；(4)原材料中心存在裂纹。 关键词：螺栓；裂纹；扭转；脱碳 高强度螺栓是发动机紧固件中最重要的零件之一，如连杆螺栓、缸盖螺栓、主轴承盖螺栓，要求强度等级为10.9级，有的甚至达12.9级。但在实际使用中，高强度螺栓(简称螺栓)断裂失效也时有发生。笔者就发生在装配过程中的四起高强度螺栓断裂失效逐一进行分析。 1 195连杆螺栓断裂失效分析 195连杆螺栓装配时断裂于螺纹处。从断口上看，断口平直，无缩颈，几乎没有裂纹萌生区，全部为最后瞬断区。零件供应商进行了失效分析，认为装配时连杆螺纹内夹入异物，阻碍了螺纹的拧紧，导致装配扭矩过大而断裂。 1.1 断口分析 由于断口表现出极大的脆性，如果是基于扭紧力矩过大而断裂，断口应表现出良好的塑性，因为拧紧时螺栓主要受扭转应力，而扭转试验的应力状态的柔性系数较大(大于拉伸试验)，材料易于塑性变形，而失效的螺栓并未表现出塑性。另外，断裂源也不在齿根部，而是有所偏离。 1.2 化学成分和显微组织分析 螺栓材料牌号为40Cr钢，强度等级10.9级，硬度要求32～38HRC，金相组织要求1～3级(JB/T8837-2000)。经检验，螺栓化学成分(质量分数)符合GB/T3077-1988之规定，见表1。显微组织为细的回火索氏体，按JB/T8837-2000评定为1级，其硬度值为34HRC和35HRC，硬度和显微组织均符合技术条件规定。经磁粉探伤未发现磁痕。 将螺栓从杆部与头部交接处纵向剖开，经金相制样、观察，结果在大部分螺纹的根部均有裂纹，即在断口附近和远离断口的螺纹处均存在裂纹，裂纹位置偏离“真正的”齿根部，裂纹的两侧无贫碳和脱碳，说明裂纹的形成与调质处理无关，见图1和图2。由于裂纹细小且位于螺纹根部，常规磁粉探伤未发现磁痕。
船用柴油机故障分析及辅助诊断
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 船用柴油机故障分析及辅 助诊断 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-5786-33 船用柴油机故障分析及辅助诊断 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 柴油机在效率、功率和稳定性上的巨大优势，使得柴油机被广泛应用于船舶动力系统中。然而船用柴油机功能复杂且辅助设备众多，这都给其日常维修养护增加了难度。对于船用柴油机的故障处理分析，要在运行参数实时监测的基础上，结合现场工况进行故障处理。通过总结船用柴油机的故障类型，基于常用的几种分析方法进行船用柴油机的故障处理和辅助诊断系统的开发。 内燃机主要有汽油机和柴油机两大类，柴油机在动力性能方面更具备优势。通常来说，柴油机的燃油效率更高、功率更大且工作稳定性更好，它在大型设备上的应用范围更广。我国的社会经济的快速发展，使得水路运输尤其是远洋运输业得到了迅猛发展，我国船舶总吨位和船舶保有量都成直线上升的趋势，由
最新《船舶柴油机一》第一学期期末考试大题教学内容
第一章柴油机的基本知识 2.试综述热机的分类。 答：按照热机二次能量转换(化学能——热能——机械能)的特点，热机又可分为外燃机和内燃机。 一．外燃机， 1）往复式：蒸汽机 2）回转式：蒸汽轮机 二．内燃机， 1）往复式： ａ）汽油机： ｂ）柴油机： 2）回转式 ａ）燃气轮机： 2.试综述内燃机的理论循环。 答： 三．内燃机有三种理论循环： 1）等容加热循环(亦称奥托循环)； 2）等压加热循环(亦称狄塞尔循环)； 3）合加热循环(亦称萨巴特循环)。 四．理论循环的应用 1）柴油机基本按等容加热循环工作； 2）早期柴油机(空气喷射式)按等压加热循环工作； 3）现代柴油机(机械喷射式)基本按混合加热循环工作； 4）现代高增压船用新型柴油机(采用限制最高爆发压力工作)有向等压加热循环过渡的趋势； 5）而废气涡轮增压柴油机的理论循环是继续膨胀混合加热循环。 3.试综述柴油机实际循环与理论循环的差异。a 答：柴油机的实际循环存在着许多不可避免的损失，使它不可能达到理论循环的热效率ηt和 平均压力pt。一般地说，两者之间的差异如下： 一．工质的影响 理论循环中的工质是理想气体，而实际循环中的工质是空气和燃烧产物，所以产生如下影 响： 1)工质成分的变化。[燃烧前的工质是新鲜空气和上一循环残留在压缩容积里的燃烧气体的混合物；燃烧后，工质成为燃烧产物。 ] 2)工质比热的变化。[工质的比热随温度的升高而增大。] 3)工质的高温分解。[高温分解需要吸收热量，使燃烧阶段的压力、温度增加较少，也使实际循环的热效率和作功能力下降。] 4)工质分子数的变化。[燃油在气缸中燃烧后使工质的分子数增加，这对提高柴油机的效率是有利的，但影响极小。] 二．气缸壁的传热损失 实际过程的热量交换总趋势是缸内工质向缸壁散热。因此，压缩终点压力低于绝热压缩终点压力。 三．换气损失 而实际循环必须排出废气和吸人新鲜空气。
螺纹紧固件失效分析案例(第1部分)
螺纹紧固件失效分析案例 全国紧固件标准化技术委员会 机械工业通用零部件产品质量监督检测中心 二〇〇八年6月
序 机械产品失效是一门关于研究机械产品质量的综合性技术学科，主要研究失效的规律与机理。机械零件的失效是在特定的工作条件下，当其所具备的失效抗力指标不能满足工作条件的要求时发生的。导致零件失效的本质原因可能是材料本身的失效抗力不足，也可能是零件存在与设计或制造等过程有关的缺陷。产品的早期失效往往是产品质量低劣或质量管理不善及科学技术水平不高的直接反映。失效发生后能否尽快作出正确的判断，确定失效原因，制定防止失效的措施，则是衡量有关科技人员技术水平的重要标志。加入WTO后，我国的产品将参与国际市场的竞争，于是提高产品质量成为提高竞争力的关键因素。失效分析则是定量评定产品质量的重要基础，也是保证产品可靠性的重要手段。 机械科学研究总院、机械工业通用零部件产品质量监督检测中心在进行大量失效分析的基础上（包括对断裂、腐蚀和磨损的深入研究，特别是断口、裂纹和痕迹分析），分析了可能出现失效的形式和类型，以供大家在生产中借鉴，在生产工艺中加以避免出现失效的可能；同时，在今后的质量纠纷中维护自己的正当权益。 机械工业通用零部件产品质量监督检测中心熊学端研究员从事了几十年失 效分析研究工作，有很深的理论造诣，积累了丰富的失效分析经验，本文中列举了部分螺纹紧固件失效分析案例，希望能够为生产企业及用户提供良好的参考和借鉴；同时，中心愿为生产企业和用户在今后的失效分析中提供技术咨询和指导。 全国紧固件标准化技术委员会
目 录 第一部分 失效分析概述 (1) 1. 失效定义 (1) 2. 失效分析的意义、目的 (1) 3. 失效的来源 (1) 4. 失效分析的思路、方法 (1) 5. 断口分析 (2) 6. 断口分析部分名词术语 (3) 第二部分 失效分析案例 (7) 1. 汽车上臂螺栓断裂原因分析 (7) 2. 溜冰鞋螺钉、螺母断裂原因分析 (12) 3. 紧定螺钉断裂原因分析报告 (20) 4. 连杆螺栓断裂原因分析 (25) 5. 汽车轮毂螺栓断裂原因分析 (29) 6. M8×55高强度螺栓断裂原因分析 (33) 7. 高压开关螺栓断裂原因分析报告 (37) 8. 沟槽刚性接头紧固螺栓断裂原因分析报告 (42) 9. 定位螺钉断裂原因分析 (47) 10. M36×280高强度螺栓断裂原因分析 (53) 11. 高压线塔联结螺栓断裂原因分析 (59) 12. 中压电器用螺栓断裂原因分析报告 (64) 13. 网架螺栓断裂原因分析 (66) 14. 螺钉断裂原因分析 (69) 15. 吊环螺钉断裂失效分析 (73) 16. 螺栓失效原因分析 (79)
船舶柴油机故障诊断技术探究
船舶柴油机故障诊断技术探究 柴油机为船舶主要动力设备，如果其出现运行故障，必定会对船舶运行可靠性与稳定性产生影响。现在船舶已经实现了自动化与集成化发展，对船舶柴油机性能有着更为严格的要求。就实际情况分析，造成船舶柴油机故障的原因众多，在对其进行分析时，需要针对不同表现形式特点，并应用合适诊断技术，确定故障原因然后采取措施处理，促使其维持稳定运行状态。文章对船舶柴油机故障诊断技术要点进行了简单分析。 标签：船舶；柴油机；故障诊断 船舶运行环境特殊，柴油机作为维持其运行的主要动力设备，在受到各项因素的影响后，很容易出现运行故障，无法满足船舶运行要求。船舶柴油机传统故障诊断技术主要为看、听、摸、闻，想要更准确地判断故障部位以及原因，需要积极应用新型诊断技术，利用更短时间来得到更准确结果，为后续维护工作提供依据。 1 船舶柴油机故障诊断分析 1.1 故障诊断分析 对于船舶运行情况来看，柴油机故障发生概率比较大，在分析故障原因时，需要基于其结构复杂性，以及运行环境特殊性对各项因素进行综合分析，提高故障诊断结果准确性。船舶柴油机运动部件多、结构复杂度高，故障诊断技术难度大，需要在传统诊断技术上进行更新，积极应用新型技术与理念，准确诊断各类故障，为故障解决提供依据。船舶柴油机故障诊断，需要根据不同故障表现形式，掌握故障产生机理，从物理、化学等方面着手，根据振动、油耗、噪声、形变、磨损、气味等表现特征进行综合分析，选取适当故障特征参数，完成故障诊断[1]。 1.2 故障诊断流程 1.2.1 收集状态信号 故障诊断时首先要对船舶柴油机状态信号进行有效收集，其作为故障特征信息载体，可以为诊断作业提供有效依据。一般可以应用相关传感器或辅助测试仪器对运行状态的船舶柴油机状态信号进行收集，包括噪声信号、振动信号、转速信号、压力信号以及温度信号等。 1.2.2 信息选择提取 对于已经收集到的所有状态信息，进行分类和处理，然后从中确定柴油机故障表现最为密切的特征信息。并对所有特征信息值进行检验，掌握其变化规律，确定设备实际运行状态。但是就以往诊断经验来看，收集到的状态信号，受外部
复习思考题船机..doc
第一章过关训练 ?判断题 1. 在内燃机中柴油机的本质特征是压缩发火（J） 2. 柴油机活塞行程是指活塞位移或曲柄半径的两倍。（V ） 3. 在柴汕机的基本参数中D=2R°（X） 4. 在船舶柴汕机的压缩比越大，输出功率越大。（X） 5. 对柴油机压缩比的最低要求应满足柴油机冷车起动与低负荷正常运转o （V） 6. TDC上止点对直列式柴油机活塞在气缸中运动到最上端的位置。（V ） 7. BDC下止点对直列式柴油机活塞在气缸中运动到最上端的位置。（X ） 8. 柴汕机上止点是活塞在气缸中运动到最上端的位置o （X ） 9. 柴汕机下止点是活塞在气缸中运动到最下端的位置。（X ） 10. 柴油机连杆弯曲，压缩比减少。（"） 11. 低速柴油机压缩比小于高速柴油机。（J） 12. 活塞顶面、缸盖底面被烧蚀，压缩比增加o （X） 13. 增减轴承垫片会影响￡。（X ） 14. 增厚气缸盖与气缸体之间垫片会减少压缩比。（"） 15. 减薄连杆杆身和连杆大头轴承间垫片会增加压缩比。（X ） 16. 四冲程非增压柴油机的实际进气始点是在上止.点前。（X） 17. 四冲程增压柴油机的实际进气始点是在上止点之后。（X ） 18. 四冲程柴汕机工作特点是曲轴转一圈，凹轮轴也转一圈。（X） 19. 柴汕机进、排气阀定时的规律是晚开、早关。（X） 20. 四冲程柴油机气阀重叠角的位置是在下止.点前后。（X） 21. 四冲程柴油机气阀重叠角的位置是在上止点前后。（V ） 22. 四冲程柴油机气阀重叠角大于二冲程柴油机的气阀重叠角。（X） 23. 目前低速二冲程柴汕机多用船舶主机，主要原因是寿命长。（J） 24. 冲程和过程是相同的。（X） 25. 已知6135C的行程是140,标定转速是1500rpm,则活塞平均速度Vm应是7m/s°（J） 26. 气缸漏气，不影响理论压缩比。（J） 27. 二冲程十字头柴油机气缸不能采用飞溅润滑。（J） 28. 十字头柴汕机活塞与缸套间的间隙一般要大于简形柴汕机的间隙。（J） ?选择题 1. 根据柴油机工作原理，在一个工作循环中其工作过程次序必须是（）。 A. 进气,燃烧，膨胀，压缩，排气 B. 进气，压缩，燃烧，排气，膨胀 C. 进气，燃烧，排气，压缩，膨胀
汽车悬置螺栓断裂失效分析
汽车悬置螺栓断裂失效分析 发表时间：2018-05-23T17:22:09.973Z 来源：《基层建设》2018年第6期作者：姚瑶 [导读] 摘要：本文分析了发动机安装支架和发动机支架的疲劳断裂问题。 江淮汽车集团股份有限公司乘用车制造公司安徽合肥 230601 摘要：本文分析了发动机安装支架和发动机支架的疲劳断裂问题。对螺栓的宏观、扫描电镜、化学成分和金相分析进行了分析，并对同一批次螺栓进行了力学性能试验。在各种物理化学试验的基础上，结合显微断裂和断裂机理，分析了螺栓的断裂原因。 关键词：汽车；悬置螺栓；失效分析 1前言 在开发多车发动机支架的过程中，将车辆用于发动机锻造钢悬架。在常规车辆的道路试验中，连接螺栓和螺栓断裂。本文从螺栓、螺柱断裂类型、螺栓连接强度计算和结构设计等方面分析了连接失效分析，并提出了改进建议。 2分析的内容 2.1分析样本 分析样品是一个完整的螺栓失效螺栓和失效螺栓。完整的螺栓是全新未使用的。 2.2分析内容 进行了断裂分析、化学成分分析、硬度测试、金相分析、扫描电镜和能谱测试。对完整的螺栓进行了化学成分分析、硬度测试、拉伸试验和金相分析。 2.2.1宏观断口分析。 断裂的连杆被分成两部分：螺纹部分的断裂部分留在连杆的深孔中，螺栓的另一部分暴露在外。打开螺丝孔后，将断头取出，螺孔内螺纹有外拉的痕迹。通过与相同模型的完全螺栓比较，发现螺栓的断裂位置位于螺纹的第一齿位置，螺纹部分没有明显的塑性变形。由于暴露螺钉的二次损伤，存在明显的多重冲击痕迹，杆体严重变形。虽然断裂具有一定的疲劳特性，但断裂边缘明显受到破坏。因此，暴露的螺杆部分没有断裂分析值。 2.2.2化学成分分析 样品采用螺栓，化学成分符合设计人员的技术要求。 2.2.3光学金相分析。 对失败螺栓基体的金相组织进行分析，组织相对均匀。在螺栓表面附近的组织形态学中未发现明显的脱碳。金相检查未发现异常。 2.2.4硬度分析。 结果表明，断裂螺栓的硬度与设计要求一致。 2.2.5SEM分析 采用扫描电子显微镜观察螺栓孔内的断裂情况，发现裂纹源位于断裂边缘。源区域面积较小，瞬时区域面积约为1/2。通过安装位置对准，线的螺纹有向外拉的位置。源区域的部分增大，疲劳阶段从断裂边缘开始，有许多与裂纹扩展方向垂直的小的疲劳条纹。 在源区没有明显的夹杂物和不均匀的冶金缺陷。随着裂纹扩展，疲劳条纹变得越来越长。在裂缝快速膨胀区，有一个明显的酒窝形状。扫描电镜（sem）在螺纹上观察，发现裂纹与断裂源部分平行。横截面的外表面有许多微裂纹。螺纹表面没有明显的加工缺陷。螺杆断裂为多个断口源，断裂源集中在截面的同一侧，锚杆和瞬态断裂带占整个断裂的比例（近1/2），这是典型的大应力低周疲劳断裂特征。通过对螺纹的观察，发现加工缺陷引起的应力集中，除了疲劳裂纹外，没有发现。因此，扫描电子显微镜（sem）的结果表明，连杆的断裂是在高单向弯曲循环加载作用下形成的。 3基于VDI2230方法的连接计算分析。 机械设计手册主要是指国家标准的螺栓连接计算方法。与VDI2230的计算方法相比，计算方法略粗糙，前考虑不全面。本文采用VD12230方法计算悬吊支架的连接，从表面处理、摩擦系数、结构尺寸、预紧力矩等方面分析了螺栓的连接强度。通过道路光谱采集，获得了悬吊支架的载荷和横向载荷，并得到了悬架的横向载荷。通过实验得到了连接结构的摩擦系数。 表一：摩擦系数 （1）使用VDI2230方法（MDESIGN分析软件）的帮助下，螺栓疲劳应力幅值是80mpa，电泳锻钢悬置支架的抗滑安全系数引擎联接螺栓底部SG=1.5，小于VDI2230SG1.8或更高的设计要求、安全系数；锻钢支架山经过电泳处理（相对结表面之间的摩擦系数是0.18），，通过嵌入预应力损失预紧的损失（VDI2230嵌入式）。因为螺栓利用率是72.3%，可以满足连接的安全系数增加扭矩。然而，螺栓的应力幅值很小，当扭矩接近屈服时，螺栓的应力幅值仍然高达71MPa。 （2）如果连接支撑面不进行电泳（螺栓的摩擦系数为0.23），则螺栓连接防滑的安全系数为SG=1.92，满足连接安全系数的要求；螺栓应力幅值为62MPa，不满足螺栓疲劳应力的要求。 （3）采用电导支架，然后螺栓扭矩增加，使螺栓计算利用率达到95%，螺栓疲劳应力幅值仍高达56mpa，仍然不能解决螺栓疲劳应力幅值过大的问题。结果表明，单纯增加预应力不能解决锚杆的疲劳破坏，表明锚杆应力幅值过大，导致螺栓疲劳断裂。 （4）通过增加基础凸集的3毫米直径，增加的面积的利用率95%结表面和螺栓，螺栓应力幅值明显降低，增加了底座直径的螺栓疲劳失效后问题解决了道路试验。指出零件结构的尺寸设计对螺栓连接的疲劳性能有重要影响，是提高螺栓连接在允许结构下的疲劳性能的一种方法。 （5）当然，在这种连接结构中，在弯矩作用下，3个紧固点分布，在弯矩作用下容易发生接触面积，在螺栓应力打开后会急剧增加，最终导致疲劳失效。如果你考虑在三角形分布中变化的扣分，可以有效地减少弯曲力，在三个螺栓上的载荷分布可以更均匀，防止单个螺栓发生早期疲劳断裂失效。然而，在发动机室空间中，很难进行有足够空间的三角形连接布置。
船舶柴油机燃油系统常见故障分析及排除方法的研究
船舶柴油机燃油系统常见故障分析及排除方法的研究 摘要：柴油机在船舶实际生产中的应用日趋广泛，其中燃油系统被称为船舶柴油机的血脉和心脏，燃油系统的工作状况将对船舶柴油机的使用寿命和性能产生直接影响。本文主要对船舶柴油机在实际运行过程中燃油系统的常见故障进行分析，并结合实际研究提出了相应的故障排除方法。 关键词：船舶柴油机燃油系统故障排除 1 引言 船舶柴油机为船舶提供电力和推进动力，所以也称为船舶的动力装置，它是保证船舶安全航行、作业和停泊，以及船员、旅客正常工作和生活所必需的动力机械设备。船舶柴油机燃油系统故障将直接影响船舶航行安全，影响柴油机的动力性、经济性和可靠性。燃油系统被称为船舶柴油机的血脉和心脏，燃油系统故障将直接影响船舶航行安全，对船舶柴油机的可靠性、动力性、经济性和使用寿命等性能产生重要影响。 燃油系统是被誉为船舶柴油机的血脉和心脏，而喷油泵就是燃油系统中最重要的组成部件——心脏，它的作用是使燃油由低压提升为高压，然后通过喷油器把燃油雾化，按船舶柴油机各缸发火次序定时、定量、均匀地喷入燃烧室内和空气混合形成可燃混合气，并燃烧做功。喷油泵的结构相对复杂，柴油机的三对精密偶件：喷油嘴偶件、喷油泵出油阀偶件和喷油泵柱塞偶件都集中在喷油系统当中。务必选择专用仪器调试调速器和喷油泵，调试好的调速器和喷油泵不能随便拆卸。这是因为喷油泵的供油均匀性、供油规律和供油量大小将会对船舶柴油机的经济性、可靠性和动力性产生直接影响。调速器性能的优劣也会对船舶柴油机工作灵敏性、可靠性和转速产生直接影响。喷油器性能优劣直接影响燃油的雾化质量，而燃油的雾化质量又会影响燃料的燃烧效果；尽管喷油器的结构不是很复杂，但一定要经过专用检测仪进行检查和调试。船舶柴油机燃油系统中的滤清器、输油泵、喷油器和高低压输送油管等组成部件的性能很重要，一定要特别注意保养，定期进行清洁和检查。此外，喷油正时也非常重要，即使燃油系统各零部件性能良好，但喷油提前角不对也会对船舶柴油机的经济性、动力性和排烟情况产生直接影响。在对船舶柴油机燃油系统进行故障诊断前，一定要对燃油系统方面的相关知识熟练掌握，针对船舶柴油机发生的故障与检测结果，进行综合分析研究，作出准确的判断，以最简捷有效、最科学合理的措施进行故障排除。 船舶柴油机在运行过程中发生各种故障，故障原因多样千变万化，英国柴油机工程师和用户协会曾作过专门的调查研究，研究结果显示，船舶柴油机的故障主要表现为燃油系统的故障，燃油系统故障占总故障的百分之六十以上，比例最大；而在造成船舶柴油机停机故障的各种原因中，燃油系统的故障所占比例也是最大的，约占总故障的百分之二十七。因此，探讨和研究船舶柴油机燃油系统的故障分析及排除方法具有极为重要的现实意义。
螺栓断裂的原因
螺栓断裂的原因 柴油机的连杆螺栓是一次性使用的，不允许重复使用。如果重复使用连杆螺栓，由于受力较大，螺栓拉长，极易造成轴瓦由于螺栓紧固力量不足而发生滚瓦烧瓦事故;同时由于紧固力量不足，轴瓦和曲轴轴颈的配合间隙增大，导致机油压力低，造成轴瓦的过度磨损而出现烧瓦事故。柴油机系高强化柴油机，连杆受冲击负荷较大，较普通的柴油机大许多，连杆螺栓重复使用极易导致断裂，打坏发动机气缸体，导致发动机报废。有的单位虽然更换了连杆螺栓，也出现了断裂故障，有个别的发动机在运行中连杆螺栓突然断裂。 故障的原因： ①装配时扭紧力矩过大，用力不均匀。由于装配中没有严格的配用扭力扳手，具体扭紧力矩又不太了解，认为越紧越好;紧固连杆螺栓用较长的加力杆，扭紧力矩过大，超过了螺栓材料的屈服极限，使连杆螺栓出现屈服变形，使之在冲击载荷的作用下因过度的伸长而断裂。应强调的是，广定要按标准扭紧连杆螺栓，千万不能认为越紧、力量越大越好。 ②柴油机的连杆分多种级别，在检修中应注意不能换用不同级别的连杆。如果在检修中由于马虎不仔细将连杆盖搞乱、错装，会造成连杆大头结合面的配合不紧密，在发动机运行中会造成连杆盖松动而导致连杆螺栓的断裂。WD615系列柴油机连杆大头为斜切口型，斜切角呈45°，连杆盖和连杆大头结合面采用60°锯齿形定位结构，这种结构具有贴合紧密、定位准确、可靠、结构紧凑的特点。如果在维修中将连杆盖搞乱、错装，势必会造成结合面锯齿定位不好，极易造成发动机在工作中连杆盖的松动，而导致连杆螺栓的断裂。 ③柴油机在运行中出现飞车故障或活塞在气缸内烧死的故障，将连杆螺栓拉断。如果发动机在使用中出现过飞车的故障，应对发动机做一次全面检查，最好更换连杆螺栓;如果在运行中个别气缸出现过较严重的拉缸，在更换气缸活塞组件时也应将连杆螺栓更换。 ④材质问题、加工缺陷及热处理工艺问题也会导致连杆螺栓在发动机运行中出现断裂。 预防措施 ①每次运行12000km进行二级保养时，均应拆卸发动机油底壳，检查发动机轴瓦的使用情况，如果发现个别轴瓦间隙过大，应更换，更换同时也应更换连杆螺栓。平时运行中如果发现发动机运行不平稳，有异响，也应及时停车检查。