主轴承高度的判断
发布时间：2014-09-18 曲轴在柴油机中的重要性，不仅因其作用大。造价高，还因为它是活塞运动部件的安装基础。曲轴的轴线状态直接影响活塞运动部件的对中性和柴油机的正常运转。由于曲轴过大的弯曲变形会引起附加弯曲应力增大，导致曲轴的裂纹和断裂，而柴油机正常运转中曲轴轴线弯曲变形主要是主轴承下瓦不可避免的磨损造成的。因此，了解和控制主轴承下瓦的磨损、确定各道主轴承的高低，就成为了了解和控制曲轴轴线弯曲变形的关键。判断主轴承高度可采用以下几种方法：
1 分析法
利用臂距差、轴线状态和轴承位置的基本关系，分析判断主轴承高度。
当测得臂距差△⊥大于0，表明该曲轴轴线呈塌腰形状态，两主轴承低于相邻轴承；反之若小于0，表明该曲柄轴线呈拱腰形状态，两主轴承高于相邻轴承。
利用上述基本关系判断主轴承高低是Z基本的方法，可以根据臂距差值迅速作出判断，生产中普遍应用。
2 桥规法
1）桥规值的测量
桥规值是将桥规置于平面上，桥规的测量基准面至所测主轴颈的距离。采用随机供应的桥规进行测量，如图1所示。
1 分析法
利用臂距差、轴线状态和轴承位置的基本关系，分析判断主轴承高度。
当测得臂距差△⊥大于0，表明该曲轴轴线呈塌腰形状态，两主轴承低于相邻轴承；反之若小于0，表明该曲柄轴线呈拱腰形状态，两主轴承高于相邻轴承。
利用上述基本关系判断主轴承高低是Z基本的方法，可以根据臂距差值迅速作出判断，生产中普遍应用。
2 桥规法
1）桥规值的测量
桥规值是将桥规置于平面上，桥规的测量基准面至所测主轴颈的距离。采用随机供应的桥规进行测量，如图1所示。
图1
测量前，拆去主轴承上盖、上瓦等，清洁主轴颈和机座上平面，按说明书要求的位置或按上次测量时曲轴的位置，即将曲轴首（尾）端曲轴转至上止点位置进行测量，也可使所测主轴颈相邻曲柄销分别在0°、90°、180°、270°四个位置进行测量，取其平均值。
测量时，将桥规置于机座上平面并紧贴，用塞尺测量桥规基准面与主轴颈之间的距离，如图1a所示。柴油机出厂时的桥规值在一定时间内有效，当换新主轴瓦或机座变形修理后应重新测定桥规值。使用这种桥规进行测量，需要拆装各道主轴承的螺栓、上盖和上瓦，操作很不方便。为此，目前各大型柴油机采用带测探尺的桥规，可以方便地在主轴承两端处或在主轴承上盖滑油管内测量而无需拆装主轴承，如图1b所示。
2）主轴颈下沉量的测量
柴油机长期运转后主轴颈和主轴承下瓦均会产生磨损，以致使主轴颈相对于机座上平面的位置发生变化，一般来说主轴颈下沉，并使桥规值增大。由于主轴颈硬度较高，磨损量很小，故可忽略不计。这样主轴颈的下沉量就等于主轴承下瓦的磨损量。所以，主轴承下瓦的磨损量可以用柴油机运转一段时间的前后两次测量的桥规值的差值来表示。
3）利用桥规值作垂直平面内的曲轴轴线状态图
桥规值反应了曲轴各道主轴颈相对于机座上平面的位置，亦即反映了整根曲轴的轴线相对于机座上平面的状态。所以可以利用桥规值作出垂直平面内的曲轴轴线状态图。作图步骤如下：
⑴首先画一水平线OO，代表机座上平面；
⑵在OO线上等距画出垂线1，2，......，8，代表各道主轴颈（或主轴承）的中线；
⑶分别在各道主轴颈中线上自OO线向下截取相应的桥规值长度a1，a2，......，a8，连接各线段的端点，即得到垂直平面内的曲轴轴线状态图，如图2所示。
测量时，将桥规置于机座上平面并紧贴，用塞尺测量桥规基准面与主轴颈之间的距离，如图1a所示。柴油机出厂时的桥规值在一定时间内有效，当换新主轴瓦或机座变形修理后应重新测定桥规值。使用这种桥规进行测量，需要拆装各道主轴承的螺栓、上盖和上瓦，操作很不方便。为此，目前各大型柴油机采用带测探尺的桥规，可以方便地在主轴承两端处或在主轴承上盖滑油管内测量而无需拆装主轴承，如图1b所示。
2）主轴颈下沉量的测量
柴油机长期运转后主轴颈和主轴承下瓦均会产生磨损，以致使主轴颈相对于机座上平面的位置发生变化，一般来说主轴颈下沉，并使桥规值增大。由于主轴颈硬度较高，磨损量很小，故可忽略不计。这样主轴颈的下沉量就等于主轴承下瓦的磨损量。所以，主轴承下瓦的磨损量可以用柴油机运转一段时间的前后两次测量的桥规值的差值来表示。
3）利用桥规值作垂直平面内的曲轴轴线状态图
桥规值反应了曲轴各道主轴颈相对于机座上平面的位置，亦即反映了整根曲轴的轴线相对于机座上平面的状态。所以可以利用桥规值作出垂直平面内的曲轴轴线状态图。作图步骤如下：
⑴首先画一水平线OO，代表机座上平面；
⑵在OO线上等距画出垂线1，2，......，8，代表各道主轴颈（或主轴承）的中线；
⑶分别在各道主轴颈中线上自OO线向下截取相应的桥规值长度a1，a2，......，a8，连接各线段的端点，即得到垂直平面内的曲轴轴线状态图，如图2所示。
图2
从图中可看出曲轴轴线状态和各道主轴承的高度，其中第6道主轴承位置较低，说明该轴承下瓦磨损严重；第7道主轴承位置较高，其下瓦磨损轻微。通过拂刮位置较高轴承的下瓦和更换磨损严重的轴承下瓦来调整曲轴轴线的状态。
3 臂距差法
根据曲轴臂距差值直接判断主轴承位置高低或利用臂距差值作出曲轴轴线状态图，依图判断各主轴承位置的高低。具体方法有多种，现介绍以下几种。
1）经验判断法
我国修船厂根据多年生产实践经验总结出一套判断曲轴各主轴承位置高低的规律，不需作图，直接依据测得的臂距差值进行判断。现列举以下几点：
⑴曲轴自由端曲轴或拆去飞轮端的曲柄，当臂距值为“﹢”值，一般表示端部主轴承较相邻主轴承位置高；当臂距差值为“﹣”值，则表示端部主轴承较相邻主轴承位置低；
⑵若曲轴相邻两曲柄臂距差值均为“﹢”时，表示中间主轴承位置Z低，臂距差值越大中间主轴承位置越低；若臂距差值均为“﹣”时，表示中间主轴承位置Z高，臂距差值越大则越高。
2）简单作图法
利用曲轴各曲柄在垂直平面内的臂距差△⊥作出曲轴轴线状态图的高低。现以一台7缸柴油机为例作图，其△⊥列于表1。
3 臂距差法
根据曲轴臂距差值直接判断主轴承位置高低或利用臂距差值作出曲轴轴线状态图，依图判断各主轴承位置的高低。具体方法有多种，现介绍以下几种。
1）经验判断法
我国修船厂根据多年生产实践经验总结出一套判断曲轴各主轴承位置高低的规律，不需作图，直接依据测得的臂距差值进行判断。现列举以下几点：
⑴曲轴自由端曲轴或拆去飞轮端的曲柄，当臂距值为“﹢”值，一般表示端部主轴承较相邻主轴承位置高；当臂距差值为“﹣”值，则表示端部主轴承较相邻主轴承位置低；
⑵若曲轴相邻两曲柄臂距差值均为“﹢”时，表示中间主轴承位置Z低，臂距差值越大中间主轴承位置越低；若臂距差值均为“﹣”时，表示中间主轴承位置Z高，臂距差值越大则越高。
2）简单作图法
利用曲轴各曲柄在垂直平面内的臂距差△⊥作出曲轴轴线状态图的高低。现以一台7缸柴油机为例作图，其△⊥列于表1。
表1 7缸柴油机曲轴臂距差（mm）
臂距值△⊥﹢0.12﹢0.020.14﹣0.17﹣0.12﹢0.07﹢0.05
作图步骤如下：
⑴画出横坐标，并在其上等距画出各缸中心线（即曲柄中心线Ⅰ，Ⅱ，.....，Ⅶ）和各道主轴承中心线1，2，......，8，画出纵坐标，令其表示臂距差值△⊥，且在原点O以上为负值，原点O以下为正值；
⑵将各缸的曲柄臂距差值△⊥分别标于各缸中心线上；
⑶连接各缸中心线上的点，所得折线O1O2O3O4O5O6O7，便近似表示垂直平面内的曲轴轴线，但未包括首尾两端主轴线状态，如图3所示；
作图步骤如下：
⑴画出横坐标，并在其上等距画出各缸中心线（即曲柄中心线Ⅰ，Ⅱ，.....，Ⅶ）和各道主轴承中心线1，2，......，8，画出纵坐标，令其表示臂距差值△⊥，且在原点O以上为负值，原点O以下为正值；
⑵将各缸的曲柄臂距差值△⊥分别标于各缸中心线上；
⑶连接各缸中心线上的点，所得折线O1O2O3O4O5O6O7，便近似表示垂直平面内的曲轴轴线，但未包括首尾两端主轴线状态，如图3所示；
图3
⑷利用经验法分析曲轴两端轴承位置与臂距差的关系后，可以得知第1、8道主轴承分别高于第2、7道主轴承，即a点高于O1：、b点高于O7点。连接aO1、bO7，则获完整的曲轴轴线状态图aO1O2O3O4O5O6O7，b。
从图中可以看出：第5道主轴承位置Z高，第2、7道主轴承位置偏低。
3）复杂作图法
现介绍MAN-B&W型柴油机制造厂对其所产生的柴油机曲轴轴线状态的作图方法如下（仍以上述7缸柴油机为例）：
⑴画出7缸柴油机各缸曲柄中线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，......，Ⅷ，如图4所示；
从图中可以看出：第5道主轴承位置Z高，第2、7道主轴承位置偏低。
3）复杂作图法
现介绍MAN-B&W型柴油机制造厂对其所产生的柴油机曲轴轴线状态的作图方法如下（仍以上述7缸柴油机为例）：
⑴画出7缸柴油机各缸曲柄中线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，......，Ⅷ，如图4所示；
图4
⑵在第1道主轴承下方画出任意方向的线段A1，......，图中选取水平方向；
⑶令线段与A1与第1道曲柄中线相较于O点，延长与第Ⅱ缸曲柄中线交于a1点，自a1向上截取a1b2=﹢0.12mm标于第Ⅱ缸曲柄中线上；
⑷连接Ob1并延长交于第Ⅲ缸曲柄中线交于a2点，向上截取a2b2=﹢0.02mm；
⑸连接b1、b2并延长交于第缸曲柄中线上的a3点......依此类推作图；
⑹连接b5、b6并延长，与在第Ⅶ缸曲柄中线右边补画的一条曲柄中线交于a7点，截取a7b7=0.05mm；
⑺连接b6、b7，后获得垂直平面内曲轴轴线状态Ob1b2b3b4b5b6b7折线，将此折线修正圆滑成符合实际的曲轴状态。
作图过程中，正值臂距差应自交点向上截取，负值臂距差则自交点向下截取。依以上方法亦可画出水平平面的曲轴轴线状态图。
为了确定各道主轴承高度，需要确定该曲轴轴线相对应的基准线，以其相对于基准的距离判断各道主轴承的位置高低。可按以下几种方法确定基准线：
⑴利用桥规值作基准线。过首、尾端主轴承中点画出主轴承中线分别与曲轴轴线相交于一点，自该点分别向上截取线段等于各自的桥规值。连接首、尾桥规值线段终点的直线即为基准线。它相对于机座上平面，依其确定各道主轴承位置为准确、合理。
⑵以曲轴轴线上位置Z低的两道主轴承处的连线作基准线。图84中以第2、7道主轴承的连线XX作为基准线，各主轴承位置均高于XX基准线，第5道主轴承Z高，即磨损Z小。此法简便，合理。
⑶用首、尾主轴承中线与曲轴轴线的交点连线为基准线。此法简便，为近似方法。
⑶令线段与A1与第1道曲柄中线相较于O点，延长与第Ⅱ缸曲柄中线交于a1点，自a1向上截取a1b2=﹢0.12mm标于第Ⅱ缸曲柄中线上；
⑷连接Ob1并延长交于第Ⅲ缸曲柄中线交于a2点，向上截取a2b2=﹢0.02mm；
⑸连接b1、b2并延长交于第缸曲柄中线上的a3点......依此类推作图；
⑹连接b5、b6并延长，与在第Ⅶ缸曲柄中线右边补画的一条曲柄中线交于a7点，截取a7b7=0.05mm；
⑺连接b6、b7，后获得垂直平面内曲轴轴线状态Ob1b2b3b4b5b6b7折线，将此折线修正圆滑成符合实际的曲轴状态。
作图过程中，正值臂距差应自交点向上截取，负值臂距差则自交点向下截取。依以上方法亦可画出水平平面的曲轴轴线状态图。
为了确定各道主轴承高度，需要确定该曲轴轴线相对应的基准线，以其相对于基准的距离判断各道主轴承的位置高低。可按以下几种方法确定基准线：
⑴利用桥规值作基准线。过首、尾端主轴承中点画出主轴承中线分别与曲轴轴线相交于一点，自该点分别向上截取线段等于各自的桥规值。连接首、尾桥规值线段终点的直线即为基准线。它相对于机座上平面，依其确定各道主轴承位置为准确、合理。
⑵以曲轴轴线上位置Z低的两道主轴承处的连线作基准线。图84中以第2、7道主轴承的连线XX作为基准线，各主轴承位置均高于XX基准线，第5道主轴承Z高，即磨损Z小。此法简便，合理。
⑶用首、尾主轴承中线与曲轴轴线的交点连线为基准线。此法简便，为近似方法。