曲轴弯曲度测量方法
柴油机曲轴臂距差检验
1 引言在机器的正常运作中，曲轴直接决定着采油机运作寿命的长短。
曲轴的运行状态常常存在不同之处，例如曲轴工作时常常会受到曲轴动力原料的影响，曲轴所处环境的影响，以及曲轴在运作过程中受到各种不同惯性的影响。
曲轴在运作时，他的转速十分快，同时柴油机承受着巨大的液体和气体压力。
同时，柴油机在运作时与曲轴之间常常存在摩擦力。
因此，曲轴运作状态是多变的，在运作过程中，曲轴不能始终保持着绝对润滑。
例如，在曲轴运作过程中，曲轴中的润滑油料的耗尽或者曲轴中润滑油料中存在其他杂质时，那么会直接造成曲轴运作磨损。
曲轴的动力假设是柴油机混合动力，那么会出现严重的外部压力不同情况，同时这种压力使得曲轴的运作出现较为严重的应力效应。
曲轴采取柴油机作为原动力，应力过度集中常常会损害曲轴的曲轴颈和曲轴臂。
在曲轴运作过程中，最容易出现的事情就是曲轴臂出现裂缝或者曲轴臂出现严重的扭曲。
当油道开口润滑油料减少或者缺损，那么会造成油道处于严重磨损阶段，此时假设是再次强行运作那么会造成曲轴臂直接出现裂缝。
所以，我们假设是想保护曲轴臂不受到伤害，那么需要保证柴油机器的正常运行，同时设计正确的曲轴臂损害距离差，保证足够的润滑油料的使用。
2 柴油机曲轴臂距差2.1 臂距差检测的意义通过观察机器整体构造可知，曲轴在运作时的支撑主要位于机器上的主轴进展承受，同时需要多方面的因素同时不发生问题才能保证整个曲轴的正常运行。
在曲轴运作时，假设是可以保证曲轴不受磨损，那么可以保证曲轴不会出现玩去或者裂缝的存在。
但是在实际的运作过程中，常常会出现曲轴与主轴之间存在中心线不一致的情况。
也就是说，由于曲轴与主轴之间存在中心线不一致所以导致曲轴的曲拐值出现误差。
在曲轴工作中，曲拐值的经常性改变导致的结果那么是曲轴臂容易发生扭曲或者出现裂缝的情况，同时也会出现曲轴臂出现其他的意外情况。
通过研究我们发现，曲轴臂在严重疲劳的情况下极易出现损坏。
通过详细的计算我们得出：曲轴颈出现损害的几率较小，曲轴柄出现损害的几率大于曲轴颈，而曲轴臂出现损害的几率是曲轴颈出现损害几率的五倍，是曲轴臂出现损害几率的三倍。
曲轴拐档差测量ppt课件
测量分析
数据处理： Δ垂直=L上-L下(L下=（L前15°+L后15°）/2) Δ水平=L左-L右 式中： Δ ——拐档差，mm Δ垂直, Δ水平——分别为曲轴处于垂直平面内和水平平面
内的臂距差，mm L上,L下——分别为曲柄销在上、下死点位置时的臂距值，
mm L左,L右——分别为曲柄销在左、右弦位置时的臂距值，
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另外，对于在运行中的柴油机，由于活塞运动部件已装于 曲轴上，当要测量曲柄销处于下死点位置时的臂距值L 时，连 杆正好处于中间，拐挡表不能安装，所以实际工作中，将曲柄 销在下死点的拐档差由曲柄销位于下死点前15°和下死点后 15°。因此在实际测量中，要测0 °，90 °，165 °，195 °， 270 °的五个曲柄位置的臂距值,记录数据。
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影响曲轴臂距差的因素
1)主轴承下瓦的不均匀磨损 2)机座变形和下沉 3)船舶装载的影响 4)活塞运动装置和爆发压力的影响 5)飞轮的影响 6)轴系连接误差的影响
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The end Thank you!
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测量前提
(1) 换新主轴瓦后； (2)船舶发生搁浅、碰撞等事故后； (3)船体变形或机座·变形后； (4)柴油机修理过程中，如拆去飞轮后，活塞运
动部件包装前后，紧固、贯穿将栓松开或预紧后，主机 与轴系连接后等。 (5)船舶运行中的检查曲轴状态和主轴承磨损 情况，定期对曲轴拐档差进行测量。 (6)船体刚性较差的船舶装载后 (7)船舶进出坞前后。
△ =(0.00125S——0.0025)S 允许运转
△ =(0.0Biblioteka 25——0.003)S限期修理
△ >0.003S
立即修理
(2)新出厂柴油机拐档差一般应满足
拐档差测量与分析
拐档差测量与分析定义：曲柄销在上止点、下止点的两臂距值差为垂直方向拐档差，曲柄销在水平左右位置的两臂距值差为水平方向拐档差。
目的：分析曲轴轴线的状态和主轴承磨损情况。
拐档差在允许范围内，即可将曲轴变形控制在弹性变形内，不产生塑形变形。
工具：拐档差表。
拐档差值得记录：当拐档差表向表内压入时，表面读数应减小，在记录时读作负值，以“—”表示；当拐档差表触头向外伸时，表面读数变大，记录时读作正值，以“+”表示。
测量条件：1、柴油机在冷态测量2、一次装表完成全部测量3、将拐档表装好后用手把表慢慢来回转动2—3次，并将刻度盘上的指针调到零位4、测量前后清洁曲拐箱，保持曲拐箱内清洁数据记录：一般按曲柄销的位置记录上下拐挡差为⊿上下＝L上－L下；左右拐挡差为⊿水平＝L左－L右。
式中的L上、L下分别为曲柄销在上、下止点位置的拐挡值。
L左、L右分别为曲柄销在左、右水平位置的臂距值。
数据有效性验证：通常是根据上、下止点的拐挡值之各和与左、右舷时的拐挡值之和相等的规律来验证数据分析：1.当测得L上>L下，即△垂直>0，为“+”值时，表明该段轴轴线呈下塌形或下弧线弯曲，即为“凹”形，也可说明该曲柄所在两主轴承位置较低。
曲柄臂张开放向朝下，其拐档有称为下叉口。
2. 当测得L上<L下，即△垂直<0，为“-”值时，表明该段轴轴线呈上拱形或上弧线弯曲，即为“凸”形，也可说明该曲柄所在两主轴承位置较高。
曲柄臂张开放向朝上，其拐档有称为上叉口。
3.当L左>L右时，即△水平>0，为“+”值时，表明该段曲轴轴线呈右弧线弯曲，即为“)”形，也说明该曲柄所在两主轴承位置较低。
4.当L左<L右时，即△水平<0，为“-”值时，表明该段曲轴轴线呈左弧线弯曲，即为“(”形，也说明该曲柄所在两主轴承位置较高。
这样通过测量臂距值，就可以大体判断曲轴轴线在垂直与水平面内的弯曲情况。
进一步分析曲轴弯曲原因：用桥规测量出主轴承的下沉量，如下沉量与拐档差相吻合，则说明曲轴轴线绕曲是由于各道主轴承磨损不均匀造成；如两者相矛盾，侧说明基座变形，即桥规值基本不变，拐档差值变化较大。
曲轴臂距差的测量
曲轴臂距差的测量一1.曲轴是个结构复杂、刚性差的重要零件,容易产生弯曲变形,即便自重也可产生弯曲变形;新造柴油机曲轴安放在机座主轴承上,因各道主轴承孔中心在同一直线上,坐落于主轴承上的曲轴中心线也呈直线状态;经长时间运转,其他情况正常,仅各道主轴承下瓦产生不同程度的磨损,各道主轴承不等高,坐落其上的曲轴其轴线发生弯曲变形,引起曲轴产生附加弯曲应力;因此,柴油机正常运转情况下,曲轴其轴线状态主要取决于主轴承下瓦的高低；反之,曲轴的轴线状态也反应了各道主轴承下瓦的高低,也就是反映了各道主轴承下瓦的磨损情况;2.测量臂距差的目的柴油机运转中各道主轴承产生不均匀磨损,引起曲轴的整体与局部变形;曲轴回转一周中曲柄臂的时张时合的微量变化,时曲柄销颈与曲柄臂连接处的过渡圆角部位产生时拉时压的交变应力;曲轴长期运转使之因无数次的重复变化而产生疲劳裂纹或断裂;微量变形越大,臂距差值越大,表明曲轴的弯曲变形越严重和附加弯曲应力越大,当超过材料的许用应力时,曲轴就会产生裂纹或断裂;测量曲轴臂距差就是为了了解和控制曲轴的变形和主轴承的磨损情况,以防曲轴的疲劳破坏;所以,在轮机管理中轮机员应重视主、副柴油机曲轴臂距差的变化,按照要求定期检测、分析,使曲轴臂距差控制在说明书或规范的极限范围内,也就是把曲轴变形控制在弹性变形范围内,切勿产生塑性变形;所以,曲轴臂距差关系到曲轴的使用寿命;二曲轴臂距差的测量1.测量点测量曲轴臂距差值是采用专用的量表—臂距表测量前,根据曲轴臂距大小组装好臂距表量杆,并装于曲轴臂上的冲孔中,曲轴臂距差值测量点一般均设在距曲柄销轴线S+D/2处S为活塞行程,mm；D为主轴颈直径,mm;为了便于迅速、准确地安装曲轴量表,一般在制造曲轴时在曲柄臂内侧中心对称线上S+D/2处打上冲孔,即图A点,作为固定的测量点;有的大型柴油机便于测量或避开轴孔套合处,将测量点设在曲柄臂下边缘B点;由于曲柄臂中心对称线上各点的臂距值不等,距曲柄销中心线越远点,臂距值越大;所以B点的臂距值差值大于A点的臂距值;在B点测量的臂距差值△B ＞A点的臂距值△A;目前国内外均以S+D/2为测量点制定臂距差标准,不适用于其他测量点测出的臂距差;所以,只有将B点的△B换算成A点的△A值后方可使用标准;可按下式换算△A=△B·OA/OB mm式中：OA——曲柄销中心点O至测量点A的距离,mm；OB——曲柄销中心点O至测量点B的距离,mm;2.测量条件与要求为了测量准确,应尽可能消除影响测量精度的因素,准确地反映曲轴轴线状态;要求在以下条件下进行测量：（1）在柴油机冷态下进行测量;柴油机热态是指停机时的状态;柴油机停机后立即进行测量,机件热态使臂距差的测量值不准确,且随着温度的不断下降先后测量时的温度影响不同,所以测量值不稳定;而冷态,即环境温度下,测量值准确、稳定,也便于操作; （2）夜间、清晨或阴雨天测量;海水、气温直接影响船体变形,进而影响曲轴臂距差值;轮机员测量曲轴臂距差值时应注意环境温度的影响,避免船舶在太阳暴晒下测量;（3）船舶装载条件相同的条件下进行测量;船舶装载条件不同,船体变形不同,如空载与满载时的曲轴臂距差值不同;为了便于比较,应在相同的装载条件下进行测量;通常新造船舶和修理船舶都在空载条件下测量臂距差;对测量的要求：（1）一次装表完成所有测量;臂距表安装后,应完成曲轴回转一周中各要求位置臂距值的测量,测量过程中不允许改动臂距表的位置;通常曲轴臂距差的测量位置是随柴油机安装完善程度而异;当曲轴未装活塞运动装置时;测量0°、90°、180°、270°四个位置的臂距值可自其中任一位置装表完成全部测量；当曲轴已安装活塞运动装置时,测量0°、90°、165°、195°、270°五个位置的臂距值,自195°位置装表完成全部测量;（2）柴油机正车运转时进行测量;测量曲轴臂距差应按柴油机正车运转方向进行,使测量值符合实际情况,精度高;3.测量与记录臂距表在曲柄臂冲孔装妥后即可测量;测量时,盘车使曲轴正车回转一周,分别测量曲柄销在上下止点位置和左右水平位置的臂距值,从臂距表读出测量值,并记录在专门的表格中; （1）曲轴未装活塞运动装置;曲轴回转一周,测量曲柄销转至0°、90°、180°、270°四个位置的臂距值和记录读数;（2）曲轴以装活塞运动装置;由于曲轴转至下止点时,活塞运动装置的位置恰好居中,不能安装臂距表测量下止点的臂距值;故生产中用曲柄销位于下止点前后15°位置,即165°和195°位置的臂距值L′下和L〞下的平均值L′下和L〞下/2代替下止点180°位置的臂距值L下,所以L下=L′下和L〞下/2;盘车至195°处装表,并将表的指针调至零值后依次测量195°、270°、0°、90°、165°五个位置的臂距值和记录读数;现场记录测量读数依所选用的基准不同有两种方式;①以曲柄销位置为准记录臂距值：②以臂距表位置为准记录臂距值：。
曲轴计算的几种准则【范本模板】
柴油机曲轴的疲劳强度评定王民摘要：柴油机曲轴强度对保障船舶的安全性有着重要意义，本文首先介绍了柴油机曲轴疲劳强度评定方法，并给出柴油机动力计算中交变弯矩、交变压应力的计算方法。
本文探讨了IACS M53计算方法的合理性，指出强度评定中的常见错误并给出改进建议。
本文中部分意见已被船级社规范采纳,并用于实际曲轴强度校核。
关键词：曲轴强度评定、疲劳强度、IACS M531．前言曲轴是影响船舶柴油机可靠性最关键的零部件,柴油机的可靠性在很大程度上依靠曲轴的可靠性。
由于曲轴无法采用冗余设计,不得不提高自身的可靠性，因此国际船级社协会(IACS)制订了曲轴强度校核的统一要求（IACS UR M53)。
曲轴在工作时承受缸内的气体力、往复和旋转质量惯性力、扭转力等的作用。
施加在连杆轴颈上的径向力使曲轴承受弯曲作用,切向力使曲轴承受扭矩，同时轴系带来的扭转振动、纵向振动、曲轴形状弯曲等都影响曲轴强度。
曲轴承受的切向力和径向力都是随时间周期变化的量,曲轴各处的应力也具有周期变化的性质。
对曲轴断裂事故进行实际分析证明,大多数断轴事故是疲劳破坏，因此UR M53 采用了疲劳强度评价准则，主要评价曲轴圆根及油孔处的疲劳强度。
本文介绍根据M53及中国船级社规范进行柴油机曲轴强度分析的实用方法，研究实际计算中常见的问题。
通过对比几种曲轴疲劳强度计算方法,对船舶规范和M53提出修改建议。
由于大型低速机计算相对简单,所以本文以V型中速机为例。
2．IACS曲轴疲劳强度评定方法国际船级社协会IACS UR M53船舶柴油机曲轴疲劳强度校核准则，来源于国际内燃机学会(CIMAC）的通用计算方法，并被各船级社所采纳,广泛应用于船舶柴油机曲轴设计。
通过曲轴疲劳强度计算，可以计算出曲轴在主轴颈、曲柄销颈、油孔处的名义交变弯曲应力、名义压应力、名义交变扭转应力，然后乘以应力集中系数,并根据最大应变能强度理论,合成为一当量交变应力，然后同材料的疲劳强度值进行比较，M53要求该比值（即合格系数)不小于1.15，以评判曲轴强度是否满足要求。
抗弯强度的定义
抗弯强度的定义⼀、引⾔抗弯强度，也被称为弯曲强度或弯矩强度，是衡量材料在弯曲应⼒作⽤下抵抗断裂或永久变形的性能指标。
这种性能对于许多⼯程应⽤来说⾄关重要，因为它影响到结构的稳定性、使⽤寿命以及安全性。
本⽂将深⼊探讨抗弯强度的定义、测试⽅法、影响因素以及其在不同领域的应⽤。
⼆、抗弯强度的定义抗弯强度是指材料在弯曲应⼒达到最⼤值时所能承受的极限应⼒，通常⽤符号σbf表示。
当材料受到弯曲应⼒时，其内部会产⽣剪切应⼒，随着应⼒的增加，剪切应⼒达到最⼤值，导致材料发⽣断裂或永久变形。
抗弯强度就是材料抵抗这种剪切应⼒的能⼒。
三、抗弯强度的测试⽅法抗弯强度的测试通常采⽤三点弯曲试验和四点弯曲试验两种⽅法。
三点弯曲试验是最常⽤的测试⽅法，其原理是将⼀个具有矩形横截⾯的试样放在两个⽀撑点上，然后施加⼀个集中载荷，使试样在跨中产⽣弯曲。
通过测量试样断裂时的最⼤应⼒，可以计算出抗弯强度。
四点弯曲试验则是将试样放在四个等距的⽀撑点上，施加⼀个集中载荷，测量试样断裂时的最⼤应⼒。
与三点弯曲试验相⽐，四点弯曲试验可以更好地模拟实际受⼒情况，但测试设备相对复杂。
四、影响抗弯强度的因素抗弯强度受到多种因素的影响，包括材料的种类、显微组织、温度、湿度、加载速度等。
例如，⾦属材料的抗弯强度通常随着温度的升⾼⽽降低，⽽⾼分⼦材料的抗弯强度则可能受到湿度的影响。
此外，材料的显微组织也会对抗弯强度产⽣显著影响。
例如，细晶粒的⾦属材料往往具有更⾼的抗弯强度，因为晶界可以更好地阻碍裂纹的扩展。
五、抗弯强度在不同领域的应⽤抗弯强度在许多⼯程领域都有⼴泛应⽤。
在建筑领域，桥梁、楼房等建筑结构的稳定性、安全性和使⽤寿命都与材料的抗弯强度密切相关。
在设计建筑结构时，必须考虑材料的抗弯强度，以确保结构在承受重⼒、⻛载、地震等外部载荷时不会发⽣弯曲断裂或过度变形。
在汽⻋⼯业中，⻋身结构、底盘和零部件的抗弯强度对于⻋辆的安全性和性能⾄关重要。
在机械制造领域，各种零部件如曲轴、⻮轮等也需要具备⼀定的抗弯强度，以确保机器的正常运转和延⻓使⽤寿命。
柴油机曲轴臂距差测量数据分析与影响因素
柴油机曲轴形状复杂,承受着弯曲,扭转、压缩等多种负荷的作用,其刚性较差。
从实际来说,它安装在高低不同的主轴承上,其轴心线将呈弯曲状况,在这种状况下,每一个曲柄的两个曲臂之间的距离在曲轴回转一周中是不断变化的,如果这种周期性的变化过大,就可能会引起曲轴的扭转和弯曲变形,甚至产生裂纹和发生折断,而它是柴油机中造价最高的一部分。
故此,我们在平时安全检查过程中,应该认真检查船舶检验部门核发的“检验报告"及船舶的检修记录,核实船舶的检验种类,校核船舶柴油机曲轴臂距差的最大值,分析、判断其是否超过该机型的安装极限。
本文就柴油机曲轴臂距差的测量数据与影响因素做一个简单的分析。
一、数据分析1、曲轴正转与倒转数值不相同曲轴臂距差应按柴油机正转方向转车进行测量,这样可以得到与曲轴正常运转相似的状况。
如果曲轴倒转测量,一般所测得的数据与正转测得的数据基本上是相同的,但是由于某些主轴颈在曲轴倒转时会在主轴承上有微量的移动,以使测得的数值有些出入,特别是靠近飞轮端那个曲柄臂距差数值可能会出现较大的偏差,这种现象纯属正常,核查时应以正转测得的数值为准,倒转测量仅作参考。
2、曲轴转回到起始位置后臂差表指针不回复到原位这种现象在曲柄上不带活塞连杆装置时常见,即若在起始位置上将表指针调正到“O”,当曲轴转一周后回到起始位置时,表上的指针往往不是回复到原来的“0”位,这种现象的产生主要是由于曲轴在转动一周中不断地变形(张开和缩合),而主轴承和主轴颈之间存在着较大的摩擦力又在一定程度上阻止这种变形。
这种摩擦力就成了转回起始位置时,曲柄臂距完全恢复到原来状况的阻力,或者说曲柄变形的恢复有一定的滞性,但是这种误差不会太大,如果较大,可能是表或冲孔等有问题。
3、左右臂距差相差较大这种现象较少发生,如有,一般有三种可能:(1)指刮主轴承下轴瓦时单边(左边或右边)刮削过多,曲柄偏于一边;(2)飞轮端那个曲柄受轴系安装不良的影响;(3)飞轮端或自由端那个曲柄由于中间轴或曲轴自由端装有皮带轮、皮带张紧力的影响。
曲轴说明书
一、曲轴的结构曲轴的结构如图1.1所示：它由主轴颈，连杆轴颈曲轴臂，平衡块，前轴端和后轴端等部分组成。
其中一个连杆颈和它两端的曲臂以及前后两个主轴颈合在一起，称为曲拐。
曲轴的形式有整体式和组合式两种。
下面分析大多数汽车发动机采用的整体式曲轴的结构。
图1.11.主轴颈图1.2所示，用来支撑曲轴，曲轴几即绕其中心线旋转。
主轴颈支撑于滑动主轴承上，主轴颈结构和连杆轴颈类似，不同点于滑动主轴承上，主轴颈结构和连杆轴颈类似，不同点是内表面有油槽。
主轴承盖用螺栓与上曲轴箱的主轴承座紧固在一起。
为了使各主轴颈磨损相对均匀，对于受力交大的中部和两端的主轴颈制造得较宽。
在连杆轴颈的两侧都有主轴颈者，称为全支撑曲轴。
全支撑曲轴钢度好，主轴颈负荷小，但它比较长。
如果主轴颈数目比连杆轴颈少，则称为非全支撑曲轴。
其特点和全支撑主轴相反。
图1.22.连杆轴颈用来安装连杆大头，如图1.3所示。
直列式发动机的连杆轴项数与汽缸数相等；V型发动机因为两个连杆共同装在一个连杆轴颈上，故连杆轴颈数为汽缸数的一半。
连杆轴颈通常被制成中空，其目的是为了减轻曲拐旋转部分的质量，以减小离心力。
中空的部分还可兼作油道和油腔，如图所示。
油腔不钻通，外端用螺塞封闭，并用开口销锁住。
连杆中部插入一弯管，管口位于油腔中心。
当曲轴旋转时，在曲轴油管机油中的较重的杂质被甩向油腔壁，而洁净的机油则经弯管流向连杆轴向表面，减轻了轴颈的磨损。
图1.33.曲轴臂用来连接主轴颈和连杆轴颈，如图1.4所示。
有的发动机曲轴臂上加有平衡块，用来平衡曲轴的不平衡的离心力和离心力矩，有的还可平衡一部分往复惯性力。
图示1.5为四缸发动机曲轴受力情况。
1.4道连杆轴颈的离心力F1.F4与2.3道连杆轴颈的离心力F2.F3大小相等，方向相反。
从整体上看，似乎在内部能相互平衡，但由于在F1与F2形成的力偶MF2和F3与F4形成的力偶M3-4作用下，如果曲轴的刚度不足，则发生弯曲变形，加剧主轴颈的磨损。
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曲轴弯曲度测量方法
曲轴是发动机的重要部件之一，它的弯曲度对发动机的运转稳定性和寿命有着重要的影响。
因此，曲轴弯曲度的测量是发动机维修和保养中必不可少的一项工作。
曲轴弯曲度的测量方法有很多种，其中比较常用的是激光测量法和磁性测量法。
激光测量法是利用激光束的直线性和高精度来测量曲轴的弯曲度。
具体操作步骤如下：
1. 将曲轴放置在平整的工作台上，用夹具将其固定住。
2. 在曲轴的两端分别安装两个激光测量仪，使其激光束垂直于曲轴轴线。
3. 启动激光测量仪，让激光束依次扫描曲轴的各个部位，记录下每个点的坐标。
4. 将记录下的坐标数据输入计算机，通过计算得出曲轴的弯曲度。
磁性测量法是利用磁性传感器来测量曲轴的弯曲度。
具体操作步骤如下：
1. 在曲轴的两端分别安装两个磁性传感器，使其与曲轴轴线平行。
2. 启动磁性传感器，让其依次扫描曲轴的各个部位，记录下每个点的磁场强度。
3. 将记录下的磁场强度数据输入计算机，通过计算得出曲轴的弯曲度。
无论是激光测量法还是磁性测量法，都需要使用高精度的测量仪器和计算机来进行数据处理，以保证测量结果的准确性和可靠性。
在实际的曲轴弯曲度测量中，还需要注意以下几点：
1. 曲轴必须处于完全平整的工作台上，以避免测量误差。
2. 测量时要保证测量仪器与曲轴轴线垂直或平行，以确保测量精度。
3. 测量前要对测量仪器进行校准，以保证其准确性。
4. 测量结果应与曲轴的技术要求进行比较，以判断曲轴是否需要修复或更换。
曲轴弯曲度的测量是发动机维修和保养中非常重要的一项工作，只有通过科学的测量方法和精确的数据处理，才能保证测量结果的准确性和可靠性，从而为发动机的正常运转和延长使用寿命提供有力的保障。