推力轴承和十字头的工作原理及调整
万向节十字轴承工作原理
万向节十字轴承工作原理
万向节十字轴承是一种常用的传动部件，广泛应用于各种机械装置中。
其工作原理如下：
1. 万向节十字轴承由两个交叉相连的轴袖组成，每个轴袖上都有两个凹槽，并且互相垂直。
2. 在每个轴袖的凹槽中，有四个滚针或滚轮，这些滚针或滚轮可高速转动。
3. 当一个轴旋转时，其中一个轴袖的滚针或滚轮会在另一个轴袖的凹槽中转动。
这样，两个轴之间的传动力就能够被传送。
4. 由于滚针或滚轮的存在，万向节十字轴承可以吸收不同角度的偏差和振动，同时保持传动效率。
总之，万向节十字轴承通过滚针或滚轮的相互传动，实现两个轴之间的传动功能，并能够吸收不同角度的偏差和振动。
这使得它在各种机械装置中得到广泛应用。
立式水轮发电机组推力轴承的检修与维护实践
立式水轮发电机组推力轴承的检修与维护实践立式水轮发电机组是一种常用的水力发电设备，其推力轴承的检修与维护对设备的安全运行和发电效率至关重要。
本文将介绍立式水轮发电机组推力轴承的基本原理、常见故障及其检修与维护实践。
立式水轮发电机组的推力轴承用于支撑转子的重力和水轮机产生的水压力。
其基本原理是通过静压力来支撑转子的重力，减小摩擦阻力，确保轴承的正常运转。
立式水轮发电机组的推力轴承一般采用活塞推力轴承或璧形推力轴承。
活塞推力轴承是靠活塞的上下运动来承受推力载荷，通过调整活塞的上下位置，控制轴承的推力。
璧形推力轴承是靠璧形间隙的改变来承受推力载荷，通过调整璧形间隙的大小，控制轴承的推力。
1. 轴承间隙过大或过小轴承间隙对推力轴承的正常运转至关重要。
如果轴承间隙过大，会导致推力轴承支撑不稳，出现振动或噪音，严重时可能会导致设备停机；如果轴承间隙过小，会导致轴承过热、磨损严重，甚至出现卡死现象。
检修与维护实践：定期使用测量仪器检测轴承间隙，根据检测结果调整轴承间隙。
对于活塞推力轴承，可以通过调整活塞上下位置来改变轴承间隙；对于璧形推力轴承，可以调整璧形间隙的大小来改变轴承间隙。
2. 轴承磨损严重由于长期运转和负载变化，推力轴承可能会出现磨损现象，导致轴承不再平衡，摩擦增大，严重时甚至会导致设备故障。
检修与维护实践：定期检查轴承的磨损情况，如发现轴承磨损严重，及时更换轴承。
在更换轴承时，应注意清洁工作，避免灰尘和杂质进入轴承，影响轴承的正常运转。
3. 润滑不良推力轴承的润滑是其正常运转的保障，如果润滑不良或润滑油不合适，会导致轴承摩擦增大、温度升高，进而影响设备的正常运转。
检修与维护实践：定期检查润滑油的质量和润滑情况，如发现润滑油中有杂质或变质，应及时更换润滑油。
在更换润滑油时，应注意清洗润滑系统，避免杂质污染新润滑油。
要根据设备运行状态和使用条件，合理选择适用的润滑油，并按照规定的加油量和周期进行润滑。
滑动轴承及调整方法
滑动轴承轴瓦的固定
为了使轴瓦在轴承座内保持正确的位置,滑动轴承 的轴瓦常用定位销或骑缝螺钉与定位结构固定.定 位销固定时应保证瓦口面、端面、与相关轴承孔的 开合面、端面保持平齐。且销的端面应低于轴瓦内 孔表面。薄壁衬套常用定位唇结构，加骑缝螺钉固 定。
整体式滑动轴 承 部分式滑动轴 承
结构形式分类
锥形表面滑动 轴承
多瓦式自动调 心轴承
整体式滑动轴承
部分式滑动轴承
整体式滑动轴承结构简单，制造成本低，但只 能通过轴向移动安装和拆卸，检修困难，轴承 磨损后无法调整间隙，需更换新轴承。整体式 滑动轴承适用于轻载低速或间歇工作的场合
动压滑动轴承 轴承的摩擦状态 静压滑动轴承
静压滑动轴承
有一定的压力油经过四 别流入轴承的四个油腔， 又通过间隙流回油池。 到外载荷时，如果四个 力相同，则四个油腔的 ，主轴被悬浮在轴承中 一层薄薄的油膜分开达 好的液体润滑。
液体动压滑动轴承特点
滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声，在液体润滑 条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接 触，还可以大大减小摩擦损失和和表面磨损，油 膜还具有一定的吸震能力。 缺点：承载能力依赖于主轴转速，不能用于低速 重载,变速及变相的工作场合.
1支撑轴和轴上零件并保持轴的旋转精度2减少转轴与支撑之间的磨损轴承运动摩擦性分类轴承滑动轴承滚动轴承工作时轴承和轴径的支撑面形成直线或间接活动摩擦的轴承称滑动轴滑动轴承的特点及应用1工作转速特高的轴承2要求轴的支撑位置特别精确旋转精度高3特重型轴承4承受巨大冲击和振动的轴承5根据轴的使用要求必须做成部分式的轴承6要求轴承的空间尺寸小7应用于特殊的工作条件如水中泥浆中腐蚀性介质中精密机床主轴中结构形式分类整体式滑动轴锥形表面滑动轴承多瓦式自动调心轴承整体式滑动轴承部分式滑动轴承整体式滑动轴承结构简单制造成本低但只能通过轴向移动安装和拆卸检修困难轴承磨损后无法调整间隙需更换新轴承
曲柄连杆机构之一十字头连杆资料重点
倒车导板：受倒车膨胀行程、正车压缩 行程侧推力
2.构造 1）类型 （1）双导板式：正倒车承压面相同，比较安
全可靠，可由两侧进行检修，应用广泛
（2）单导板式：结构简单，但倒车时导板受 力不合理（工作条件与柴油机转向有关）， 已少用
（3）圆筒形导板：仅为个别机型使用
用于ｖ型机。现多用并列连杆
4连杆螺栓
1）工作条件：（1）二冲程机连杆螺栓工 作中只受预紧拉力作用；（2）四冲程机 连杆螺栓工作中受预紧拉力、惯性拉力 （换气上止点受力）、附加弯矩
2）断裂多发生于四冲程高速机，且多发于 螺纹部分，轮机员应特别重视
3）改善措施：用韧性好、强度高的优质碳 钢或合金钢制造；采用柔性结构提高抗 疲劳强度（增加长度，减小杆部直径， 采用细螺纹；大圆角过渡减小应力集中； 螺栓与支撑面垂直减小附加弯曲应力）
（1）导板与横隔板制为一体，不可调节， 靠加工精度保证，以提高刚度（SULZER RTA机上使用螺栓连接，两者间有调隙垫 片可调横向间隙）
（2）滑块上有导轨，可用调节垫片调纵向 间隙（ SULZER RTA机上为小导板，也可 加垫片调纵向间隙）
3.十字头轴承工作特点
（1）轴承比压大，易发生裂纹；（2） 难以形成足够的润滑油膜（滑块在上止 点附近时最差，边界润滑）；（3）单向 受力（受压）；（4）受力不均（轴承内 侧受力较大）
第二节 曲柄连杆机构
柴油机的主要运动件，主要包括曲 轴和连杆。十字头式机还包括十字头组 件。主要作用是将活塞的往复运动转换 成回转运动，并输出动力
一、十字头组件
1.作用及工作条件
1）作用：连接活塞与连杆；传递气体 力与惯性力；承受侧推力并给活塞导 向
十字头液压螺母工作原理
十字头液压螺母工作原理
十字头液压螺母是一种使用液压原理的紧固装置，它的工作原理如下：
1. 结构：十字头液压螺母由外部螺纹头和内部螺纹头组成。
外部螺纹
头是一个大型圆柱体，内部有适当的螺纹结构。
内部螺纹头和外部螺
纹头之间通过液压缸内的活塞连接。
2. 工作过程：在开始时，外部螺纹头和内部螺纹头之间的距离较远，
活塞位于缸体内部。
当液压油进入液压缸时，活塞开始向外移动，将
内部螺纹头推向外部螺纹头。
3. 紧固螺纹：当活塞向外移动时，内部螺纹头与外部螺纹头之间的距
离逐渐缩小。
在持续施加压力的情况下，内部螺纹头逐渐紧固在外部
螺纹头上。
这样，液压螺母就能够完成对工件的紧固。
4. 解除螺纹：当需要解除螺纹时，液压缸内的压力减小，活塞开始向
内移动。
这样，内部螺纹头与外部螺纹头之间的距离逐渐增大，螺纹
逐渐松开。
5. 特点：液压螺母具有紧固力均匀、操作简单、力矩转换效率高等特点。
它广泛应用于需要快速而可靠的紧固操作的领域，如航空、机械
制造、电力等。
十字头组件和导板汇总课件
VS
特点
导板具有高精度、高刚性和高耐久性等特 点，能够显著提高机器的稳定性和精度。 此外，导板的设计和制造需要考虑到许多 因素，如材料、热处理、加工工艺等，以 确保其性能和寿命。
制造工艺比较
成本
铸造工艺成本相对较低，而机械 加工和表面处理成本较高。折弯
和焊接成本相对适中。
精度
机械加工具有更高的精度，而铸 造和焊接工艺精度相对较低。折 弯精度取决于操作人员的技能水
平。
适用范围
铸造工艺适用于大批量生产，机 械加工适用于高精度和小批量生 产。折弯和焊接工艺适用于各种 规模的生产，但需要注意材料和
十字头组件的主要功能是实现多方向的精确运动，适用于需要复杂运动轨迹的场合。导板的主要功能则是提供稳 定的直线运动，确保运动过程中的精确导向。
性能对比
在精确度和灵活性方面，十字头组件表现更优。而在稳定性和耐用性方面，导板更具优势。
应用场景比较
应用领域
十字头组件广泛应用于数控机床、机器人、 自动化生产线等领域，尤其在需要高精度复 杂运动的场合中更为常见。导板则更多应用 于机床、注塑机、印刷机等需要精确直线运 动的设备中。
01
高效化
随着工业技术的不断进步，对十字头组件的效率要求越来越高。为了满
足这一需求，十字头组件的设计和化
随着工业4.0和智能制造的兴起，十字头组件的智能化趋势越来越明显。
通过引入传感器、控制器等智能元件，实现十字头组件的自适应调整、
故障预警等功能，提高其智能化水平。
维护与保养比较
相似点
柴油机的主要固定件
第四节柴油机的主要固定件 一、工作条件和要求组成：气缸体、机架、机座和贯穿螺栓等作用：构成整个柴油机的主体安装运动部件的导承和支承形成运动部件和传动部件的运行空间布置冷却、润滑和扫气的水、油、气空间外部安装喷油泵、调速器、起动与换向设备、增压器、扫气箱、各种系统的管道固定柴油机工作条件：承受着气体力和惯性力的作用承担着全部机件的重量贯穿螺栓和连接螺栓的安装应力各处温度不同产生热应力水、油、气作用产生的腐蚀。
要求：有足够的刚度和强度便于内部运动机件的拆装和检修各结合面、检修道门要密封性好尺寸小、重量轻二、十字头式柴油机的机架、机座和贯穿螺栓十字头式柴油机气缸、机架和机座的连接（图2-37）1 机架类型：A字形机架、箱形机架S-MC-C型柴油机机架（图2-38）MAN B&W公司S-MC-C型柴油机的机座（图2-39）3 贯穿螺栓作用：把气缸体、机架和机座连在一起采用贯穿螺栓结构的优点：1．改善材料的受力2．提高柴油机整体的刚度3．准确计算受力MAN B&W公司S-MC-C型柴油机的双贯穿螺栓结构（图2-39）Single stay boltTwin stay bolts三．筒形柴油机的机体1．筒形活塞式柴油机的特点：尺寸较小，对于发动机尺寸重量方面要求严格 2．筒形活塞式柴油机主要固定件的结构： 1） 气缸体、机架和机座三者分开制造用贯穿螺栓连接的结构； 2） 机架与机座造在一起，气缸体单独制造； 3） 气缸体与机架造在一起（称之为机体），去掉机座代之以轻便油底壳 3．Wärtsilä 32型中速柴油机的机体（图2-41）4．倒挂主轴承（图2-43）5．油底壳6．柴油机的支撑与固定：弹性支撑，确保柴油机的振动不会传到机外。
四、主轴承和推力轴承1 主轴承 1)主轴承的工作条件和要求 主轴承的作用：z支承曲轴，保证曲轴的工作轴线z轴向定位（中小型柴油机最后一道主轴承）主轴承的工作条件：z曲轴传来的气体力和惯性力的作用z受到摩擦和磨损z滑油氧化变质造成的腐蚀对主轴承的要求：z要有正确而且固定的位置z要有足够的刚度，有较高的承载能力和疲劳强度z在工作温度下有足够的热强度和热硬度z有较好的抗腐蚀能力z有减磨性和耐磨性z能均布滑油和散走摩擦热量z维护管理方便。
船员培训之船舶柴油机 第二章 第二、三节 曲柄连杆机构
2 曲轴的构造
曲轴的结构形式： (1)整体式曲轴：锻造、铸造 (2)套合：红套、冷套 • 全套合式曲轴 • 半套合式曲轴 (3)焊接式曲轴 (4)分段式曲轴
曲柄的排列
–气缸的排号：
由自由端排起 由动力端排起
–曲柄的排列原则
(1)柴油机的动力输出要均匀
• 二冲程柴油机为360°/i，
• 四冲程柴油机为720°/i
RTA型柴油机连杆
- 小端、大端和杆身组成
- 小端为薄壁轴瓦
- 大端直接浇铸厚壁轴瓦
- 杆身由锻钢制造
- 船用大端
14
- 有压缩比调整垫片
Ｌ-ＭＣ／ＭＣＥ 柴油机连杆
- 两端轴承座与杆身 一体制造
- 两端为薄壁轴瓦 - 车用大端
14
Wärtsilä 38 杆身为合金钢锻制 圆截面 船用大端 小端为阶梯形
疲劳损坏的断面特征
• 疲劳断面的三个区域 初始裂纹区、渐断区、突断区
• 渐断区的纹理： 波浪线状的；有螺旋线状的；两者兼备。
疲劳弯损曲坏疲的劳部损位坏和扭转疲劳损坏的原因 （• 扭1）转弯疲曲劳疲裂劳纹损发坏生在油孔或圆角处，向曲臂发展 • 弯轴曲承疲不劳均裂匀纹磨首损先引产起生；在多曲发柄生销长圆期角使或用主后轴颈圆角 (2处)扭，转向疲曲劳柄损臂坏发展 • 曲过轴大材的料附的加缺扭陷转处应力引起；一般是出现在运转初期
断面变化处以及螺纹部采用大圆角过渡
安装：必须严格按照说明书规定进行
安装预紧力的大小 预紧方法 预紧次序 对连杆螺栓的检查与换新等
三、曲轴
1 曲轴的工作条件和要求 曲轴作用： 汇集各缸动力输出；带动附属设备。
工作条件：
• 受力复杂 • 应力集中严重 • 附加应力很大 • 轴颈磨损
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第十一节 十字头组件
一、十字头组件的功用、工况和要求材料 二、十字头组件结构 三、十字头轴承的工况及提高可靠性的措施
一、十字头组件的功用和工况
功用： 1、连接活塞杆与连
杆。 2、传递气体压力和
活塞惯性力。 3、承受曲柄连杆机
构的侧推力并作 为活塞运动的导 向。
一、十字头组件的功用和工况
工作条件： ⑴十字头本体要承受强大的冲击负荷，十字头滑块则需承受
提高十字头轴承可靠性的措施
1.减小轴承压比 2.使轴承负荷均匀 3.良好的润滑和冷却 4.采用薄壁轴瓦 5.提高十字头销表面
的光洁程度
• 抗疲劳强度高的 轴承材料，如：
•高锡铝合金 •锡基白合金
提高十字头轴承可靠性的措施
1.减小轴承压比 2.使轴承负荷均匀 3.良好的润滑和冷却 4.采用薄壁轴瓦 5.提高十字头销表面
推力块
推力块的工作原理
二、推力轴承的调整
压板间隙的测量与调整：通过增减压板 处的垫片调整。保证推力块绕支持刃摆 动的灵活性，两侧间隙之和要符合说明 书的规定。
正、倒车调节圈用来调整推力块推力环 间的间隙fi和曲轴与主轴承之间的轴向 相对位置。
轴向间隙的大小也要符合说明书的要求， 否则要通过调节圈进行调节。
一、十字头组件的要求和材料
要求：
⑴十字头销要有足够的强度、刚度、耐冲击性，以 及很高的表面光洁度和耐磨性；
⑵滑块和导板要求足够的强度、刚度和耐磨性。 材料：
十字头销用优质碳钢（40号、45号）锻造，有时 用合金钢。滑块为铸钢件，导板用铸铁制成。
二、十字头组件结构 轴承 十字头 本体 （销）
滑块
工作平稳、 可靠性好。 方便检修 。 （广泛使用 ）
单侧导板十字头
十字头轴承
柴油机中工作条件最恶劣的轴承。 －－比压大、润滑条件差、单向受力
并不均匀。 故障最多的轴承。
十字头销轴承
自 整 位 轴 承 示 意 图
提高十字头轴承可靠性的措施
1.减小轴承压比 2.使轴承负荷均匀 3.良好的润滑和冷却 4.采用薄壁轴瓦 5.提高十字头销表面的光洁程度
的光洁程度
更换轴瓦时、同时检查 和抛光轴颈。
提高十字头轴承可靠性的措施
1.减小轴承压比 2.使轴承负荷均匀 3.良好的润滑和冷却 4.采用薄壁轴瓦 5.提高十字头销表面
的光洁程度
•限制最高压力PZ •加大十字头销的 直径
•采用全支承，增 大承压面积
提高十字头轴承可靠性的措施
1.减小轴承压比 2.使轴承负荷分布均匀 3.良好的润滑和冷却 4.采用薄壁轴瓦 5.提高十字头销表面的
推力轴承的 工作原理及调整
一、推力轴承的工作原理 二、推力轴承的调整
小型及小推力柴油机止推主轴承
一、推力轴承的工作原理
功用：船用主机的推力轴承主要传递轴 向推力和轴向定位。
推力轴承的关键部件是推力块。推力块 结构随机型的不同而所有差别，但工作 原理是一样的。
LMC /M CE 推 力 轴 承
大小和方向周期性变化的侧推力的作用； ⑵十字头销因结构限制，尺寸较小，承压面积小，比压大； ⑶对叉形连杆小端而言，十字头销和轴承座在工作时的变形
会导致轴承负荷分布不均匀； ⑷十字头销在轴承内作摆动运动，且单向受力，因其比压很
大，销与轴承相对摆动速度低，不利于滑油的供给和润滑 油膜的形成，润滑条件差。 ⑸十字头销与轴承、滑块与导板之间均存在着摩擦和磨损。 十字头轴承容易发生故障，是船用低速柴油机可靠性的一个 薄弱环节。
十字头销的表面往往采用滚压或镀铬（镀层厚 度 0.25～0.50mm）等方法来提高其耐磨性； 对其表面粗糙度的要求也很高，以保证工作可
靠性。
十字头本体
与活塞杆的连接
十字头滑块（结构形式）
易于保证气缸与 导板的对中。拆 装不便。圆弧兼 作扫气泵（使用 少）
结构紧凑、滑 块位于连杆摆 动平面，检修 困难。（使用 少）
推力轴承简图 1-推力环；2、5-调节圈；3、4-推力块；
6、7-压板（止动器）
二、推力轴承的调整
安装两排推力块时，调节圈应按下述要 求进行调整：当推力环与正、倒车推力 块之间各为1／2装配间隙时，靠近推力 轴承的最后一个曲柄的中心线应向推力 轴承方向偏移一个规定的数值。这样做 是为了补偿曲轴在运转中的热膨胀，以 便尽可能地使各曲柄臂与主轴承之间的 轴向间隙保持均等。
十 字 头 导
板
十字头组 件与导板 的相互关
系
十字头本体
十字头本体一般用优质碳钢（40、45号钢） 锻造，有时也采用合金钢。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，而且可增加销表面的线速度， 有利于轴承油膜的形成。
光洁程度
•采用弹性结构（自 整位）
•采用刚性结构（短 而粗），减少变形
• 刮拂轴瓦（轴瓦内 侧降低）
•增加承压面的贴合 面积
提高十字头轴承可靠性的措施
1.减小轴承压比 2.使轴承负荷均匀 3.良好的润滑和冷却 4.采用薄壁轴瓦 5.提高十字头销表面
的光洁程度
•保证油压（专门 的输油机构） • 合理开设油槽 •合理的轴承间隙 •缩短连杆长度， （以增加轴承摆动 角度和角速度）