CN102806459B - 柴油机活塞十字头及连杆组件安装调试工艺 - Google Patents

柴油机活塞十字头及连杆组件安装调试工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种柴油机活塞十字头及连杆组件的安装调试工艺。本发明首先在十字头托板和连杆小头轴承植入光导纤维传感器，采用激光感应荧光新型方法对油膜厚度作精确测量，利用流体动力润滑理论，计算出十字头托板和连杆小头轴承的承载情况，判断十字头托板和连杆小头轴承安装质量；在十字头托板和连杆小头轴承安装力传感器，测量十字头托板和连杆小头轴承的受力情况，计算出连杆与垂直线的夹角αi，结合实测的上止点位置、连杆与垂直线的夹角αj。根据αi与αj差值，判断判断十字头托板和连杆小头轴承安装质量。从而为十字头托板和连杆小头轴承的安装调整方案、柴油机活塞十字头及连杆组件的运行状况提供决策支持。

Description

柴油机活塞十字头及连杆组件安装调试工艺
技术领域
本发明属于机电一体化技术领域，涉及一种柴油机活塞十字头及连杆组件的安装调试工艺。
背景技术
大功率船用低速柴油机普遍采用活塞十字头及连杆组件，它是柴油机中受热和机械负载共同作用、运行环境恶劣的运动件。为减小活塞所受侧向作用力，大功率低速柴油机都采用活塞十字头结构，由十字头承担侧向力，并将推力传递到连杆小头。十字头处于周期性冲击载荷作用下，运动处于非匀速摆动状态，轴承负载大，工作温度高，油膜很难形成，工作条件十分苛刻。十字头轴承是低速柴油机各种轴承中发生故障较多的轴承之一。为保证十字头工作可靠性，在设计阶段采取增大轴承承载面积，保证润滑油供应等措施。但由于缸套结构限制十字头尺寸，轴承承载比压已接近材料许用极限，受力不均匀极易导致十字头轴瓦快速磨损，因此必须采用合理的活塞十字头机构装配工艺及调试检测方法，保证活塞十字头结构可靠性。
传统装配中，十字头安装大多凭经验检查轴瓦间隙，判断十字头与活塞是否对正，检查费时费力，且很难保证十字头受力均匀性。因此，本发明提出以连杆小头应变测量、连杆小头轴承和十字头托板应变与油膜厚度测量判定活塞十字头及连杆组件装配质量的新方法，完善低速大功率柴油机装配工艺，提高柴油机工作可靠性和使用寿命。
发明内容
本发明是针对柴油机活塞十字头及连杆组件传统装配工艺存在的费时费力、不易保证十字头受力均匀性和工作可靠性的不足，而提供的一种基于动态测试的柴油机活塞十字头及连杆组件装配工艺。
本发明所采取的技术方案为：
在十字头托板和连杆小头轴上分别安装光导纤维传感器和力传感器，开启柴油机，采用激光感应荧光新型方法实时对油膜厚度作精确测量，根据油膜厚度判断十字头托板和连杆小头轴承安装质量，如果安装质量合格，则进行受力情况分析，如果安装质量不合格，则重新调整安装。
测量十字头托板和连杆小头轴承的受力情况，计算出连杆与垂直线的夹角αi，结合实测的上止点位置，计算连杆与垂直线的夹角αj；根据αi与αj差值，判断十字头托板和连杆小头轴承安装质量，如果安装质量合格，则结束本次安装调试，如果安装质量不合格，则重新调整安装。
本发明的有益效果：本发明提出以连杆小头应变测量、连杆小头轴承和十字头托板应变与油膜厚度测量判定活塞十字头及连杆组件装配质量和运行工况的新方法，对完善低速大功率柴油机装配工艺、提高柴油机工作可靠性和使用寿命具有重要意义，经济和社会效益明显。
附图说明
图1为本发明应用示意图。
图2为本发明安装调试工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步描述。
如图1所示，本发明首选在十字头托板4和连杆5小头轴上分别植入光导纤维传感器，形成托板光导纤维传感器6和连杆光导纤维传感器8，采用激光感应荧光(LIF)新型方法对油膜厚度作精确测量，利用流体动力润滑理论，计算出十字头托板和连杆小头轴承的承载情况，这两个传感器分别得到十字头托板与滑块之间的油膜厚度hs、连杆小头轴承的油膜厚度hl。
在十字头托板4和连杆5小头轴安装有力传感器，形成托板力传感器7和连杆力传感器9，这两个传感器分别用于测量十字头托板和连杆小头轴承的受力情况。根据测量得到的十字头托板和连杆小头轴承的受力情况，计算出连杆与垂直线的夹角αi。根据实测的上止点位置(由光电传感器检测出上止点的位置)，再次计算连杆与垂直线的夹角αj，计算αi与αj差值。
当hs或hl＜hmin(最小油膜厚度)时，或αi与αj差值＞△(允许偏差)时，说明安装与运行异常，需要重新调整。计算机系统10用于油膜厚度、受力情况和上止点位置检测，计算连杆与垂直线的夹角αi、αi与αj差值，作出安装与运行情况判断。同时，通过CAN总线电路，与主控系统通信。
如图1和图2所示，首先设定最小油膜厚度hmin、允许偏差△。接着，进行活塞杆2与活塞1安装固定、活塞杆2与十字头3安装、十字头托板4预装到机体上、连杆5预装到曲轴11上、在十字头托板4和连杆小头轴承上分别安装光导纤维传感器与力传感器、活塞与十字头整体吊入气缸内、连杆小头轴承预装到十字头等操作。然后，启动柴油机运行，测量十字头托板与滑块之间的油膜厚度hs、连杆小头轴承的油膜厚度hl、十字头托板上受的力Ps、连杆小头轴承上受的力Pl、上止点位置k、连杆与垂直线的夹角αj等参数。计算αi、αi与αj差值，与最小油膜厚度hmin、允许偏差△比较，作出安装与运行情况判断。

Claims (1)

1.柴油机活塞十字头及连杆组件安装调试工艺，其特征在于：
在十字头托板和连杆小头轴上分别安装光导纤维传感器和力传感器，开启柴油机，采用激光感应荧光新型方法实时对油膜厚度作精确测量，根据油膜厚度判断十字头托板和连杆小头轴承安装质量，具体是：十字头托板上安装的光导纤维传感器测量得到十字头托板与十字头之间的油膜厚度hs，连杆小头轴上安装的光导纤维传感器测量得到连杆小头轴承的油膜厚度hl，当hs或hl＜hmin时，则安装质量不合格，hmin为设定的最小油膜厚度；
如果安装质量合格，则进行受力情况分析，如果安装质量不合格，则重新调整安装；
测量十字头托板和连杆小头轴承的受力情况，计算出连杆与垂直线的夹角αi，结合实测的上止点位置，计算连杆与垂直线的夹角αj；根据αi与αj差值，判断十字头托板和连杆小头轴承安装质量，如果安装质量合格，则结束本次安装调试，如果安装质量不合格，则重新调整安装，所述的垂直线即为柴油机活塞的中轴线；
所述连杆与垂直线的夹角αi是利用十字头托板和连杆小头轴承的受力情况的反三角函数计算得到，αi与αj差值在设定的范围之内时，则认为安装质量合格。
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