十字头组件和导板
往复泵十字头的受力分析及改进设计
ｍｐ ＝ｍｓ＋０．３５ｍｄ
（４）
式 中 Ｉｇ ——— 各 缸 组 件 往 复 运 动 的 惯 性 力 ；
ｍｄ ———连杆的质量；
ｍｐ ———各缸往复运动的总质量；
十 字 头 在 应 用 中 工 作 状 况 不 一 ，做 速 度 、加 速 度均变化的 变 速 运 动，受 力 情 况 较 复 杂。 为 了 能 够准确地进行十 字 头 受 力 分 析，将 对 动 力 端 多 个 构 件 从 活 塞 力 、惯 性 力 、摩 擦 力 及 力 矩 等 几 个 方 面 进行受力分析 。 ［１１］
活塞有吸入过程 和 排 出 过 程 两 种 工 作 状 态，所 以 活塞杆的受力需要首先判定活塞杆的工作状态， 其次需要从运动学分析的角度计算各个部件的惯 性 力 ，并 在 考 虑 十 字 头 的 摩 擦 力 之 后 ，得 到 连 杆 上 的作用力 。 ［１］
按照图 １所 示 的 曲 轴 连 杆 模 型，在 连 杆 绕 支 座 做 逆 时 针 转 动 时 ，分 别 计 算 活 塞 杆 上 的 作 用 力 。 活塞杆受拉力或压力依据活塞处于吸入过程或排 出过程判定。
往复泵是石油钻采机械中广泛应用的泵类， 其基本原理是通过曲柄连杆机构将原动机的旋转 运动转换为 活 塞 的 往 复 直 线 运 动 。 ［１］ 十 字 头 作 为往复泵动力端 中 曲 柄 连 杆 机 构 中 的 滑 块，是 连 接活塞杆与连杆的重要零部件。十字头在滑道中 做往 复 直 线 运 动，具 有 导 向 和 动 力 传 递 的 作 用 。 ［２］ 在往复运动 的 过 程 中，其 上 表 面 或 上 滑 履 和下表面或下滑履与导板之间都存在较为严重的 摩擦磨损 。 ［３］ 这种 摩 擦 磨 损 带 来 的 不 利 影 响 为： 当十字头的滑履 或 十 字 头 体 发 生 磨 损 后，由 于 十 字头和活塞杆之 间 为 刚 性 连 接，必 然 导 致 十 字 头 与 活 塞 杆 的 不 同 轴 度 增 加，影 响 密 封 的 使 用 寿 命 ［２］，同时，不 同 轴 度 增 加 也 会 使 十 字 头 滑 履 局 部受力过 大，引 起 振 动 和 轴 承 合 金 熔 化 ［４］；在 十 字头的往复运动 过 程 中，十 字 头 和 导 板 之 间 相 互 摩 擦 ，产 生 大 量 的 热 量 ，这 使 得 十 字 头 和 导 板 的 温 度升高，而迅速传 播 的 热 量 会 对 磨 损 产 生 很 大 的 影响，导 致 磨 损 加 剧，若 导 板 温 度 升 高 过 快，会 使 得十字头与滑板 的 材 料 结 构 发 生 变 化，从 而 引 起 擦 伤 ，同 时 也 可 能 会 造 成 热 疲 劳 损 伤 ，导 致 十 字 头 失 效 ；十 字 头 在 磨 损 之 后 需 要 及 时 更 换 ，这 给 设 备 维 修 带 来 了 极 大 的 麻 烦 ，相 比 整 体 式 十 字 头 而 言 ， 分离式十字头只需要更换滑履而不需要更换十字 头体，然 而 仍 然 不 能 避 免 经 常 维 修 更 换 的 工 作 。 ［４～６］
机舱设备和系统定期检测要点
机舱设备和系统定期检测要点1主要动力设备1.1主机1.1.1每个重载航次不少于一次进行主机工况检测，填写主机工况检测报告，必要时进行工况调整。
1.1.2每三个月不少于一次，进行主机曲轴拐档差测量，并填写好记录。
1.1.3每半年不少于一次进行十字头滑块、导板间隙测量。
每三个月不少于一次对缸套、活塞组件外观检查。
1.1.4每三个月对主机进行机旁应急启动、调速、应急停止试验，并将试验结果记录在“关键性设备和系统定期检测记录”上。
1.2发电柴油机：每运转500小时必须进行工况测量，调整。
每运转2000小时必须进行曲轴拐档差测量,并填写好记录。
1.3舵机：每次开航前必须进行舵机房试舵及驾驶台试操，试舵要求请参考SOLAS公约，并在“舵机循环检查工作记录簿”上作好相应的记录。
航行中每小时对舵机运行情况进行检查，每2小时对舵机运行参数进行记录。
1.4货油泵：每次卸货前必须备泵试泵，各应急停止处所作效用试验，并在“货泵工作记录簿”上作好记录。
1.5对于使用液压深井泵的船舶：每月应进行如下检查和测试并将试验结果记录在“关键性设备和系统定期检测记录”上。
（测试检查的详细要求请参照说明书）1.5.1液压泵高温报警；1.5.2各应急停止处所作效用试验；1.5.3液压系统泄漏检查；1.5.4液压泵负荷平衡；1.5.5液压系统空气排放。
1.6货物压缩机：每次卸货前必须检查测试，各应急停止处所作效用试验，并在“货物压缩机工作记录簿”上作好记录。
2油、水定期化验送检2.1主机曲拐箱滑油：每运转1500小时需取油样送检，送检情况记录在“船舶滑油、炉（污）水化验记录簿”。
2.2主机冷却水：每月化验1次。
2.3锅炉水：每周船舶化验1次，每年1次取水样送公司复检，复检结果记录在“船舶滑油、炉（污）水化验记录簿”。
2.4油水分离器排舷外水样每半年一次送公司复检，复检情况记录在“船舶滑油、炉（污）水化验记录簿”。
3应急设备、安全保护系统3.1应急发电柴油机应每周进行一次测试，测试结果记录在“关键性设备和系统定期检测记录”中，测试内容有：3.1.1检查应急发动机原动机、冷却水箱液位、滑油油位及燃油系统；检查柴油柜油量应在油柜容量的85％以上，起动电瓶充电正常或起动空气瓶压力在额定值；进行运行试验，起动迅速、转速稳定、电压符合标准；3.1.2检查起动马达和配电板频率表、功率表、电压表和电流表的工况。
压缩机系统级内部结构详细图片及介绍
B B
Ring as assembled on rod
AA
B
Pressure Side
“BT” Packing Ring单作用环
Ring as assembled on rod
Ring as assembled on rod
Double Acting Rings Either Side May Face Pressure
2nd Stage Cylinder
Section No. 2
Section No. 3
End Section
ORing
Inlet Section
Section No. 1
2nd Stage Cylinder
Section No. 2
Section No. 3
End Section
ORing
Inlet Section
ORing
Inlet Section
2nd Stage Packing
Section No. 1
Section No. 2
Section No. 3
End Section
ORing
Inlet Section
2nd Stage Packing
Section No. 1
Section No. 2
Section No. 3
Section No. 3
End Section
1st Stage Cylinder
ORing
Removing air from the lubricator line.
单流阀
盘根
填料环
A
(Ring as assembled on rod)
Total opening at one cut only = Rod Dia. x .010”
动装柴油机复习题
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3、在柴油机中对外做功的工质是（）。
A．燃油 B．空气 C．燃烧产物 D．可燃混合气4、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．柴油机是和种压缩发火的回转式内燃机5、在内燃机中柴油机的本质特征是（）。
A．用柴油做燃料 B．外部混合 C．内部燃烧 D．压缩发火6、柴油机与汽油机在工作原理上的最大区别在于（）。
A．燃料不同 B．用途不同 C．发火方式不同 D．内部燃烧7、作为船舶主推进装置，在功率相同情况下，重量最轻的是（）。
A．蒸汽机 B．蒸汽轮机 C．柴油机 D．燃气轮机8、活塞在气缸内从上止点到下止点所扫过的容积称为（）。
A．燃烧室容积 B．气缸总容积 C．气缸工作容积 D．存气容积9、柴油机气缸工作容积是指（）。
A．活塞从上止点移至下止点所扫过的容积B．活塞在下止点时活塞顶上方的全部容积C．活塞在上止点时活塞顶上方的气缸容积D．活塞在运转时活塞顶上方的气缸容积10、柴油机下止点是指（）。
A．气缸的最低位置 B．工作空间的最低位置C．曲柄处于最低位置 D．活塞离曲轴中心线的最近位置11、柴油机活塞行程的定义是指（）。
A．气缸空间的总长度B．活塞上止点至气缸下端长度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11、柴油机采用压缩比这个参数是为了表示（）A．气缸容积大小 B．工作行程的长短C．空气被活塞压缩的程度 D．柴油机的结构形式·12、柴油机对外做功的行程是（）。
主推进动力装置课后习题
主推进动力装置第一章基本知识1.在柴油机气缸中燃烧的是。
A 柴油 B 燃烧产物 C 空气中的氧气 D 燃油蒸气与空气的可燃混合气2.关于压缩比的叙述中，错误的说法是。
A压缩比提高，柴油机的热效率也相应有所提高 B压缩比降低，最高爆发压力也会相应降低 C 高速柴油机的压缩比大于低速机 D 在柴油机的运转过程中，压缩比的变化趋势是会逐渐增大3.会使柴油机压缩比变小的是。
①活塞顶面烧蚀②气缸盖密封垫片减薄③连杆轴承磨损④气缸漏气增加⑤连杆平面内弯曲变形⑥气阀阀座磨损 A ①②④⑥ B ①③⑤⑥ C ②③⑤⑥ D ③④⑤⑥4.关于柴油机压缩比变化的叙述中，正确的是。
①连杆平面内弯曲变形会使压缩比变小；②连杆平面内弯曲变形会使压缩比变大；③加大气缸盖密封垫片厚度会使压缩比变小；④加大气缸盖密封垫片厚度会使压缩比变大。
A ①④ B ①③ C ②③ D ②④5.会使柴油机压缩比增大的是。
A 加大进气压力 B 加大气缸直径 C 提高转速D 减小缸盖垫片厚度6.柴油机采用较高的压缩比是出于的需要。
A 使燃油压燃发火 B 柴油自燃点较高 C 保证良好雾化及燃烧 D 提高功率7.柴油机的压缩容积又称为。
A 工作容积 B 燃烧室容积 C 气缸总容积D 压缩比8.柴油机气缸工作容积是指。
A 燃气膨胀做功时的气缸容积 B 活塞在上止点时的气缸容积C 活塞从上止点到下止点所经过的气缸容积D 活塞在下止点时气缸容积9.柴油机的缸径是指。
A 活塞的外径 B 气缸的内径 C活塞环的内径D 活塞销外径10.下列四个参数中，与柴油机活塞平均速度Cm无关的是。
A 活塞的行程 S B 曲柄半径 RC 气缸直径D D 曲轴转速 n11.四冲程柴油机一个工作循环四个冲程中，对外做功的冲程数有。
A 一个 B 二个 C三个 D 四个12.四冲程柴油机的一个工作循环中，活塞越过上止点的次数为。
A 一次 B 二次 C 三次 D 四次13.柴油机活塞的上、下止点位置与气缸容积的关系是。
第二章连杆组
• 为使应力分布均匀，连杆杆身应 当从小端到大端逐渐加粗，因为连 杆所受的最大弯矩在大端附近.为 了避免应力集中，杆身与大、小端 的过渡处应当尽量平缓。 • 连杆杆身中常钻有油孔，作为把 润滑油从大端输送到小端、润滑连 杆小端轴承和冷却活塞的通道。
• 连杆在摆动平面内的稳定性最差
(在连杆摆动平面内的弯曲作用远 比垂直平面的弯曲要大).连杆在连 杆摆动平面内应有较大的抗弯刚度. 按稳定相同的要求,在连杆摆动平 面内杆身的截面惯性矩应为垂直平 面内杆身的截面惯性矩的4倍,以提 高其抗压稳定性.
• 连杆杆身截面形状如图。
• 由自由锻造毛坯制成的圆柱形截面杆身，
车用式柴油机连杆
• 图a)为止口定位，简单但可靠性差； • 图b)为135等机采用的销套，钢质销套与
连杆盖过盈配合，其结构简单，承受剪力 有限；图c)为锯齿定位是目前应用最多的 一种定位方式，它有较多的抗剪切断面， 抗剪切能力强，其定位可靠，尺寸紧凑， 但必须保证有足够高的齿形精度和贴合度。 加工精度高，应用较为广泛；图d)为舌榫 定位，舌榫具有较大的抗剪切能力，但它 要求接合面有较高的贴合度。这种定位方 式多用于中小型柴油机中。
• 2)筒形活塞式柴油机连杆
•
(1)平切口式连杆 PC2-2型筒形活塞 式柴油机连杆结构图。这种连杆的大端剖 分面与连杆轴线垂直．称平切口式连杆。 它由杆身2、大端轴承盖5、小端轴承衬套 1、大端轴瓦5及连杆螺栓4等组成；由于 筒形活塞式柴油机的连杆小端要与处在活 塞内的活塞销相连，它的结构和尺寸要受 到活塞的限制。为了简化结构，连杆小端 和杆身锻在一起。
浅析F-1600钻井泵十字头对中度及上导板间隙的现场调节
43一、F-1600技术手册对十字头对中度与上导板间隙的要求F-1600钻井泵技术手册中对十字头对中度与上导板间隙的要求如下，以图1说明，把活塞螺母、活塞等部件从活塞杆上拆下，活塞杆与中间拉杆用卡箍连接完好，测量缸套内孔到活塞杆外圆面间的水平距离A和B、垂直距离C和D,缸套与活塞杆之间的同轴度需满足：①水平方向±0.50 mm，即｜A-B｜≤1.00 mm；②垂直方向±0.40 mm，即｜C-D｜≤0.80 mm；③要求检查十字头处于后死点（距曲轴中心最近）和十字头尽可能处于前死点这两个位置的数值。
图 1 同心度测量示意图[4](1)缸套 (2)活塞杆 (3)卡箍总成 (4)中间拉杆如果测量超差的话, 就在下导板与机架孔之间加垫片进行调整。
在对中度度调整好后，再调整十字头与上导板的间隙，使其在0.62 mm～0.75 mm范围内。
完成上述调整后，正常安装活塞、螺帽等全部附件,再复查上导板十字头之间的间隙,使最小间隙大于0.50 mm。
二、井队现场十字头对中度与上导板间隙调节方法分析井队现场更换泥浆泵十字头和导板，不论新旧，调整十字头对中度及其与上导板的间隙，主要是为了保证十字头、中间拉杆、活塞杆的运动轨迹和缸套活塞中心线处于同一轴线。
按此思路，目前现场常采用如下两种方法：方法一：如上图1所示，使用“形位公差严格控制的活塞杆和中间拉杆”，在不组装活塞的情况下，用内径伸缩规检测活塞杆和缸套孔之间的距离来检测调整。
这种方法的优点是较为简单，使用井队泥浆泵的备用零部件，配合千分尺、百分表和内径规等量具即可完成；但这种方法也存在如下显著的缺点：十字头定位孔和中间拉杆凸台需要可靠定位，卡箍也需可靠连接，活塞杆和中心拉杆不能有弯曲即必须保证形位公差，还需确保缸套在拨盘砸紧的情况下再进行检测，这些项点中的任一环节出现异常，都会影响调节结果的准确度。
方法二：如下图2所示，使用特殊制作的“专用的对中度工装”，用内径伸缩规检测工装芯轴杆和缸套孔之间的距离来检测调整。
大管轮船舶柴油机题库
第二部分大管轮船舶柴油机题库第一章柴油机基本知识一、单选题1.新型船用低速柴油机在结构上的特点大致是A．大缸径，少缸数 B．钻孔冷却，超长行程C．小缸径，多缸数 D．大缸径，低转速2．在内燃机中柴油机的热效率最高的原因是A．柴油的热值高 B.内部燃烧 C．压缩发火 D.B十C3．柴油机燃烧室容积是指A、活塞在上止点时活塞顶上方的容积 B．活塞在下止点时，活塞顶上方的容积C.活塞从上止点至下止点所扫过的容积 D．上述三种说法均错误4．现代船用超长行程高增压柴油机的实际工作循环发展趋势是A.等压加热循环 B．等容加热循环 C．混合加热循环 D．等温加热循环5．3．中速柴油机的转速n与活塞平均速度Vm般的范围是A．n＜300r／min，Vm＜6m／s B．n＞l 000r／min，Vm＞9m／sC 300＜n≤1000r／min，Vm＞6m／s D．300＜n≤1000r／min，Vm＝(6—9)m／s6．目前柴油机的压缩比ε一般处在A．ε＝5—8 B．ε＝6--11 C．ε＝12—22 D．ε=22—287．在下列压缩比ε的表达式中，错误的是(Va——气缸总容积，Vc——气缸压缩容积，Vs——气缸工作容积)A．ε＝Vc／Va B．ε＝Va／Vc C. ε＝(Vs十Vc)／Vc D．ε=1十Vs／Vc8．13．在近代船用柴油机的发展中起关键作用的技术成就是A．大缸径，焊结构 B．超长行程，低油耗C．废气涡轮增压，低油耗 D．使用劣质油、低速化9．根据柴油机理论循环的分析，提高循环热效率应包括提高以下几种参数A．过量空气系数和初膨胀比 B．压力升高比和压缩比C．最高爆发压力与压缩比 D．压缩始点的温度与压力10．低速二冲程十字头式柴油机广泛用于船用主机，主要原因是A．重量和尺寸较小 B．寿命长，经济而可靠C．操纵简单，管理方便 D．结构简单，管理方便填空题1．柴油机工质的比热随温度的升高而______。
船舶柴油机知识点梳理
上止点（1口0 是活塞在气缸中运动的最上端位置。
下止点（B.D.C）同上理。
行程（S）指活塞上止点到下止点的直线距离，是曲轴曲柄半径的两倍。
缸径（口）气缸内径。
气缸余隙容积（Vc）、气缸工作容积（Vs），气缸总容积（Va）、余隙高度Q页隙）。
柴油机理论循环（混合加热循环）：绝热压缩、定容加热、定压加热、绝热膨胀、定容放热。
混合加热循环理论热效率的相关因素：压缩比£、压力升高比入、绝热指数k （正相关）、初期膨胀比。
（负相关）。
实际循环的差异：工质的影响（成分、比热、分子数变化，高温分解）汽缸壁的传热损失、换气损失（膨胀损失功、泵气功工燃烧损失（后燃和不完全燃烧大泄漏损失（0.2%,气阀处可以防止，活塞环处无法避免）、其他损失。
活塞的四个行程：进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。
柴油机工作过程：进气、压缩、混合气形成,、着火、燃烧与放热、膨胀做功和排气等。
四冲程柴油机的进、排气阀的启闭都不正好在上下止点，开启持续角均大于180° CA （曲轴转角）。
气阀定时：进、排气阀在上下止点前后启闭的时刻。
进气提前角、进气滞后角、排气提前角、排气滞后角。
气阀重叠角：同一气缸的进、排气阀在上止点前后同时开启的曲轴转角。
（四冲程一定有，增压大于非增压）机械增压：压气泵由柴油机带动。
废气涡轮增压：废气送入涡轮机中，使涡轮机带动离心式压气机工作。
二冲程柴油机的换气形式：弯流（下到上，再上到下）、直流（直线下而上）。
弯流可分：横流、回流、半回流。
直流：排气阀、排气口。
横流：进排气口两侧分布。
回流：进排气口同侧，排气口在进气口上面。
半回流：进排气的分布没变，排气管中装有回转控制阀。
排气阀—-直流扫气：排气阀的启闭不受活塞运动限制，扫气效果较好。
弯流扫气的气流在缸内的流动路线长（通常大于2S）,新废气掺混且存在死角和气流短路现象，因而换气质量较差。
横流扫气中，进排气口两侧受热不同，容易变形。
但弯流扫气结构简单，方便维修。
第一节 柴油机的结构特点
1. 长行程和超长行程
S/D对二冲程柴油机的换气品质影响较大,在弯流扫 气的二冲程柴油机上, S/D过大则换气质量恶化, S/D较 小换气质量较好。 目前大型低速二冲程柴油机由于采用长行程或超长行 程(S/D达到4.65)，以改善燃油经济性，直流扫气已成 为唯一可选择的换气形式。
S/D增加，使柴油机高度、宽度、重量都增加。
S-MC-C活塞
钻 孔 冷 却
防磨环(Anti-polish Ring)
船用大端连杆
三、十字头式柴油机的结构特点
特点：活塞的高度一般较小，活塞杆与气缸中心线重合，活塞与 活塞杆相连，活塞杆下端通过十字头上的十字头销与连杆的小端相 连接。十字头的滑块在导板之间滑动。 活塞上下运动时的导向作用主要由十字头承担，侧推力产生在滑 块与导板之间。 活塞不起导向作用，与气缸套壁之间没有侧推力，它们之间间隙
较大，磨损较小，不易擦伤或卡死。
活塞杆只作垂直方向的直线运动，可以在气缸下部设一隔板，把 气缸和曲轴箱空间隔开-填料函，防止气缸中的燃烧产物污染润滑 油。 缺点：柴油机高度和重量增大，结构复杂。 目前大型低速二冲程柴油机都采用十字头式柴油机形式。
结构特点
①采用低置活塞环组，远离燃气区，使 燃烧产物不易漏入摩擦面，改善工作和润 滑条件，大大减轻磨损。 ②提高活塞顶岸高度，使气缸盖与气缸 套接合面降低，缸套热负荷降低，主要热 负荷由强度较高的钢制气缸盖承受。 ③采用短连杆结构，降低柴油机高度， 减轻柴油机重量。 ④轴承采用薄壁轴瓦结构，采用抗疲劳 能力高的高锡铝轴承合金材料。 ⑤曲轴设计上采用加大主轴颈和曲柄销 颈的方法，并减少轴颈长度，提高刚度。 S50MC-C型柴油机的行程/缸径比达到 了4.0，最高燃烧压力达到15MPa。
柴油机拆装检修时可对气缸单元进行整体拆装，便于维