項(xiàng)目四-氣缸套的拆裝與維修

輪機(jī)工程學(xué)院02九月2023項(xiàng)目四氣缸套的拆裝與維修缸套吊裝缸徑的測量輪機(jī)工程系02九月2023二沖程柴油機(jī)氣缸套二沖程柴油機(jī)氣缸套輪機(jī)工程系02九月2023氣缸（Cylinder）輪機(jī)工程系02九月2023中小型柴油機(jī)的機(jī)體機(jī)架與缸體制成一體輪機(jī)工程學(xué)院02九月2023〖簡介〗本項(xiàng)目主要介紹筒形活塞式柴油機(jī)缸套（如圖4-1）和十字頭式柴油機(jī)缸套（如圖4-2），在熟悉缸套組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)說明書的規(guī)定的步驟和程序，組織學(xué)生進(jìn)行缸套的拆裝、檢測與維修，以恢復(fù)其技術(shù)狀態(tài)。在拆檢過程中學(xué)生要能正確的進(jìn)行拆裝、能對(duì)氣缸進(jìn)行正確檢查和測量，能對(duì)氣缸按故障類型進(jìn)行相應(yīng)的維修或更換，并記錄。本項(xiàng)目具體任務(wù)有：缸套的拆裝；缸套的測量與維修。項(xiàng)目描述輪機(jī)工程學(xué)院02九月2023〖任務(wù)描述〗

通過對(duì)缸套的拆裝，了解缸套的功用、工作條件、要求和材料，熟悉缸套的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握缸套的拆裝步驟及注意事項(xiàng)。本任務(wù)以筒形活塞式柴油機(jī)缸套為實(shí)例，要求學(xué)生能獨(dú)立的完成缸套的拆裝，并能達(dá)到職業(yè)能力的要求。任務(wù)一氣缸套的拆裝

輪機(jī)工程學(xué)院02九月2023〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗

1．能掌握氣缸的作用、工作條件、要求與材料；2．能描述氣缸的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；3．能對(duì)缸套進(jìn)行正確拆裝；4．能掌握缸套拆裝過程的注意事項(xiàng)。任務(wù)一氣缸套的拆裝

輪機(jī)工程系02九月2023一、氣缸的功用及工作條件二、氣缸套的要求及材料三、氣缸的構(gòu)造任務(wù)一氣缸套的拆裝〖相關(guān)知識(shí)〗

一、缸套的作用及工作條件1.作用：構(gòu)成燃燒室的機(jī)件之一；筒形機(jī)，引導(dǎo)活塞組往復(fù)運(yùn)動(dòng)并承受側(cè)壓力；二沖程機(jī)，氣缸中下部設(shè)氣口，布置氣道；十字頭機(jī)氣缸下部作掃氣泵空間；氣缸外設(shè)置掃氣箱、排氣管、凸輪箱、增壓器等。2.工作條件：安裝力和高溫、高壓燃?xì)庾饔谩^大機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力→變形；缸套內(nèi)受燃?xì)獾母邷睾偷蜏馗g，外受到冷卻水的腐蝕；活塞組在氣缸套內(nèi)的高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，引起摩擦和磨損；筒形活塞，受活塞組側(cè)推力的撞擊，產(chǎn)生變形和高頻振動(dòng)，引起穴蝕。當(dāng)用貫穿螺栓把氣缸體、機(jī)架和機(jī)座緊固到一起時(shí)，氣缸體承受壓力。輪機(jī)工程系02九月2023二、

氣缸套的要求與材料1.要求：足夠的強(qiáng)度和剛度，良好的耐磨性和抗腐蝕能力，并對(duì)它進(jìn)行良好的潤滑和冷卻；在氣缸套和氣缸蓋的結(jié)合面、氣缸體和氣缸套的結(jié)合面要有可靠的氣封和水封。輪機(jī)工程系02九月2023二、

氣缸套的要求與材料輪機(jī)工程系02九月20231）濕式氣缸套優(yōu)：外表面與水接觸，冷卻效果好；制造方便；缺：壁厚較大，需可靠的冷卻水密封。應(yīng)用最廣。2）干式缸套缸套外部鑲套形成。降低氣缸體高度，簡化結(jié)構(gòu)減輕重量，對(duì)超長行程尤其有利。用于新型低速機(jī)。外表面不與水接觸，氣缸體內(nèi)布置水腔。優(yōu)：缸套薄，省合金材料；缺：缸體內(nèi)孔和缸套外表面需精密加工，保證緊密貼合，良好散熱。——用于批量生產(chǎn)小型機(jī)。3）帶冷卻水套式氣缸套c）帶冷卻水套式氣缸套2.氣缸的結(jié)構(gòu)輪機(jī)工程系02九月2023二、

氣缸套的要求與材料3.材料及處理：灰鑄鐵、耐磨合金（含硼、鋇、鈦、磷、妮等）鑄鐵和球墨鑄鐵。缸套內(nèi)表面進(jìn)行松孔鍍鉻、氮化、磷化、表面淬火、噴鍍耐磨合金等工藝處理。輪機(jī)工程系02九月2023二沖程S-MC型柴油機(jī)氣缸左為S-MC型，右為S-MC-C型。S-MC-C改進(jìn)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（右與左的區(qū)別）1）S-MC-C改進(jìn)型，氣缸體內(nèi)無冷卻水腔，避免了缸套下部的低溫腐蝕。2）缸套與缸蓋密封面降低，密封面工作條件較好。3）進(jìn)一步降低了缸體的高度三、氣缸的構(gòu)造輪機(jī)工程系02九月2023

RTA鉆孔冷卻缸套結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：上部壁厚，剛度和強(qiáng)度高，氣體壓力作用的機(jī)械應(yīng)力和變形均較小；受熱內(nèi)表面，沿圓周均勻斜鉆許多冷卻水孔，冷卻效果很好，既降低內(nèi)表面溫度，又減小上部溫差，減小熱應(yīng)力。上部與缸體間水密，靠缸套凸緣與氣缸體支承凸緣肩的精確加工或加紫銅墊圈保證。下部采用2～3道“O”型密封圈進(jìn)行密封，密封圈由耐油耐熱橡膠（如丁睛橡膠）制成。三、氣缸的構(gòu)造輪機(jī)工程系02九月2023MC型柴油機(jī)氣缸套結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：凸肩上半部鉆孔冷卻，下半部外側(cè)裝有鋼套6，形成冷卻水腔5，見b）圖。缸套支承環(huán)帶上均布著安裝注油接頭的鉆孔，見a)圖。缸套凸肩高，降低了氣缸體的高度。缸套下部不用水冷卻，使氣缸套中、下部有較高的溫度，消除該區(qū)域腐蝕磨損。新型低速柴油機(jī)均已采用凸肩很高、氣缸套的下部不用水冷卻的氣缸套。如“干式”氣缸體。S-MC-C.三、氣缸的構(gòu)造輪機(jī)工程系02九月2023三、氣缸的構(gòu)造筒型柴油機(jī)氣缸套輪機(jī)工程學(xué)院02九月2023〖任務(wù)實(shí)施〗

任務(wù)一活塞的拆裝、測量與維修

模塊一氣缸套的拆裝輪機(jī)工程學(xué)院02九月2023〖任務(wù)描述〗

通過對(duì)缸套內(nèi)圓表面磨損的測量、記錄和計(jì)算，能得出最大圓度、圓柱度或最大內(nèi)徑增量并于說明書比較，以確定磨損程度和維修方案。任務(wù)二氣缸套的測量與維修

〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗

1．能描述氣缸故障形式及特點(diǎn)；2．能對(duì)缸套直徑進(jìn)行正確的測量，計(jì)算和分析；3．能根據(jù)故障的類型進(jìn)行修理。輪機(jī)工程系02九月2023一、氣缸套的磨損任務(wù)二氣缸套的測量與維修〖相關(guān)知識(shí)〗

常見的失效形式：內(nèi)圓表面的磨損、裂紋和拉缸；外圓表面的穴蝕和裂紋。輪機(jī)工程系02九月2023一、

氣缸套的磨損

油膜失去

干摩擦

高溫

冷焊

粘著

粘著點(diǎn)剪切

材料轉(zhuǎn)移

反復(fù)作用后脫落

磨粒。1.熔著磨損2.磨料磨損3.腐蝕磨損三種異常磨損形式：有磨料進(jìn)入了摩擦表面。燃油中含S，遇缸套低溫發(fā)生低溫腐蝕。輪機(jī)工程系02九月2023磨料進(jìn)入氣缸摩擦表面的原因分析及預(yù)防措施1）磨料進(jìn)入氣缸摩擦表面的途徑：外來磨料：隨進(jìn)氣過程吸入的空氣中的灰塵；滑油中的雜質(zhì)。內(nèi)部磨料：摩擦、磨損產(chǎn)生的磨損產(chǎn)物；燃燒不完全的積碳。2）預(yù)防措施：注意“三濾”（空氣、燃油、滑油）的清洗；利用分油機(jī)對(duì)燃油、滑油雜質(zhì)進(jìn)行分離；確保燃燒完全。輪機(jī)工程系02九月2023腐蝕磨損的原因分析及預(yù)防措施1）腐蝕磨損的原因：燃油中含硫；露點(diǎn)溫度；低溫腐蝕、酸腐蝕、“冷”腐蝕；2）預(yù)防措施：降低含硫量；適當(dāng)提高冷卻水溫度；適量堿度和數(shù)量的氣缸潤滑油。輪機(jī)工程系02九月2023二、氣缸套的檢修正常磨損率：鑄鐵0.1mm/kh；鍍鉻缸套在0.01-.03mm/kh；無明顯劃痕、變色或粗燥表面。1）異常磨損的特征

——若超出正常磨損率，或表面出現(xiàn)異常情況，則可能發(fā)生了異常磨損。2.氣缸套的異常磨損1.正常磨損的特征輪機(jī)工程系02九月2023a）正常磨損：上下止點(diǎn)活塞速度為零，磨損較大；b）進(jìn)氣灰塵、積碳等引起的磨料磨損；c）磨屑、滑油雜質(zhì)引起的磨料磨損；d）粘著磨損示意圖；e）燃油高硫分，頻繁低溫起動(dòng)引起的腐蝕磨損；f）長期冷卻水溫度過低引起的腐蝕磨損。二、氣缸套的檢修輪機(jī)工程系02九月2023三、減少氣缸套磨損的途徑1.制造安裝工藝1）材料——合金鑄鐵；2）加工工藝——內(nèi)圓表面高頻淬火、松孔鍍鉻；3）裝配質(zhì)量——軸線重合；4）配合間隙——定期吊缸檢測調(diào)整。2.日常管理使用1）加強(qiáng)燃油和燃燒的管理；2）保證良好的潤滑；3）注意氣缸冷卻水溫度。輪機(jī)工程學(xué)院02九月2023〖任務(wù)實(shí)施〗

模塊一氣缸套的磨損測量與圓度、圓柱度計(jì)算模塊二氣缸套的檢修任務(wù)二氣缸套的測量與維修輪機(jī)工程系02九月20231、檢測：指標(biāo)：部位：缸套的上部工具：樣板+內(nèi)徑千分尺2、標(biāo)準(zhǔn)：磨損率：

鑄鐵：0.1mm/kh；

鍍Cr：0.01~0.03mm/kh；說明書船級(jí)社的標(biāo)準(zhǔn)；磨損率、圓度誤差、缸徑最大增量模塊一氣缸套的磨損測量與圓度、圓柱度計(jì)算輪機(jī)工程系02九月2023模塊一氣缸套的磨損測量與圓度、圓柱度計(jì)算輪機(jī)工程系02九月2023模塊一氣缸套的磨損測量與圓度、圓柱度計(jì)算輪機(jī)工程系02九月20231.氣缸套磨損的修復(fù)（1）磨損量未超標(biāo)——輪機(jī)員自修輕微拉痕：粗粒度金剛沙磨石或砂紙；較輕擦傷：用油石、銼刀、風(fēng)砂輪等手工消除。（2）磨損量超標(biāo)——造船廠修復(fù)鏜缸修理尺寸法：鏜缸，選配新的活塞組件。恢復(fù)尺寸法：鏜缸+電鍍（Cr或Fe）模塊二氣缸套的檢修輪機(jī)工程系02九月20232.良好磨合的標(biāo)志1）潤濕、光亮、清潔的缸壁表面；2）工作表面無明顯磨損、劃痕等；3）活塞環(huán)的自如運(yùn)動(dòng)；4）活塞環(huán)表面發(fā)亮的磨合帶。3.影響磨合質(zhì)量的因素1）潤滑——潤滑油品質(zhì)和數(shù)量（純礦物油或低堿性汽缸油，增加氣缸油供應(yīng)量）；2）摩擦表面形貌；3）磨合程序——逐漸增加負(fù)荷。模塊二氣缸套的檢修輪機(jī)工程系02九月2023模塊二氣缸套的檢修輪機(jī)工程系02九月2023活塞組件與氣缸套由于干摩擦引起粘著，產(chǎn)生拉毛、劃痕、擦傷、咬死甚至裂紋的現(xiàn)象。4、拉缸模塊二氣缸套的檢修輪機(jī)工程系02九月2023拉缸癥狀拉缸征兆聲音異常吊缸檢查溫度顯著升高掃氣箱著火轉(zhuǎn)速下降自動(dòng)停車輪機(jī)工程系02九月2023拉缸種類磨合拉缸拉缸種類運(yùn)轉(zhuǎn)拉缸輪機(jī)工程系02九月2023拉缸原因拉缸工藝原因表面粗糙度安裝不正裝配間隙不對(duì)氣缸套變形材料不匹配輪機(jī)工程系02九月2023

活塞與氣缸套間隙（mm）缸號(hào)第一缸第五缸測量部位首尾首尾上止點(diǎn)上0.510.830.460.91下0.2000.310下止點(diǎn)上0.460.890.510.84下0.200.020.280輪機(jī)工程系02九月2023防止拉缸的工藝措施防止措施保證裝配工藝外表面強(qiáng)化內(nèi)表面加工內(nèi)表面強(qiáng)化輪機(jī)工程系02九月2023拉缸早期加大氣缸油注油量出現(xiàn)過熱單缸停油、降速加強(qiáng)活塞冷卻拉缸嚴(yán)重降速慢車增大活塞冷卻停車后盤車?yán)讜r(shí)的應(yīng)急措施輪機(jī)工程系02九月2023船舶在航行時(shí)，當(dāng)柴油機(jī)的一個(gè)或一個(gè)以上的氣缸發(fā)生了故障，一時(shí)無法排除，此時(shí)可采取停止有故障氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)的措施。封缸船舶規(guī)范要求：六缸以下的柴油機(jī)，應(yīng)能停掉一個(gè)缸；多于六缸的柴油機(jī)，應(yīng)能停掉兩個(gè)氣缸。輪機(jī)工程系02九月20231．停止該氣缸供油發(fā)火

故障：氣缸不能發(fā)火而運(yùn)動(dòng)部件尚可運(yùn)轉(zhuǎn)。如噴油泵、高壓油管、噴油器故障，或氣閥咬死、氣缸漏氣、拉缸等。措施：單缸停油，提起噴油泵滾輪或打開噴油器的回油閥。

注意：避免關(guān)閉噴油泵的進(jìn)出口閥，造成噴油泵偶件干磨咬死。直流二沖程柴油機(jī)，可將排氣閥鎖住在開啟位置，以減少活塞消耗的壓縮功。封缸輪機(jī)工程系02九月20232．拆掉活塞組件故障：活塞、氣缸蓋或氣缸裂紋或損壞而無法使用，但連桿和十字頭尚能正常工作措施：必須拆掉包括活塞桿和填料函在內(nèi)的活塞組件，并完成下述工作：(1)提起噴油泵滾輪，停止泵油；

(2)封住排氣通道；

(3)用專用工具封住活塞桿填料箱孔；

(4)在十字頭上安裝專用封蓋；

(5)封閉活塞冷卻系統(tǒng)；

(6)把通向起動(dòng)閥的控制空氣管拆下并封住；

(7)把通向起動(dòng)閥的起動(dòng)空氣管拆下并封住；

(8)關(guān)閉該缸氣缸冷卻水的進(jìn)出口閥；

(9)把該缸的氣缸潤滑油量減至最?。?/p>

(10)活塞組件拆除后重新安裝氣缸蓋。封缸輪機(jī)工程系02九月20233活塞、連桿、十字頭都拆掉故障：連桿、十字頭或?qū)О鍑?yán)重?fù)p壞，軸承損壞，措施：拆除全部運(yùn)動(dòng)部件。完成上述第2項(xiàng)的措施并且：(1)用夾具封閉曲軸曲柄銷上的油孔；(2)封閉十字頭潤滑系統(tǒng)。封缸輪機(jī)工程系02九月20235.氣缸套冷卻側(cè)裂紋在氣缸套外表面上部支承凸緣的根部多發(fā)生周向裂紋，可裂穿，甚至整個(gè)圓周上裂紋連通，造成支承凸緣以下部分缸套脫落的嚴(yán)重事故。模塊二氣缸套的檢修輪機(jī)工程系02九月2023冷卻側(cè)流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不良冷卻水流速過高

局部過度冷卻

熱應(yīng)力過大

冷卻水道根部應(yīng)力集中

冷卻側(cè)裂紋

模塊二氣缸套的檢修輪機(jī)工程系02九月2023氣缸套內(nèi)圓表面裂紋拉缸冷卻水腔結(jié)垢死水或渦流區(qū)交變熱應(yīng)力過大噴射壓力較大燃油黏度過高排氣溫度過高6.氣缸套內(nèi)圓表面裂紋模塊二氣缸套的檢修輪機(jī)工程系02九月2023模塊二氣缸套的檢修輪機(jī)工程系02九月2023觀察法著色探傷經(jīng)驗(yàn)判斷水壓試驗(yàn)7.氣缸套裂紋的檢修檢驗(yàn)方法修理方法金屬扣合臨時(shí)修理更換封缸模塊二氣缸套的檢修輪機(jī)工程學(xué)院02九月2023〖任務(wù)拓展〗

一、船機(jī)零件的腐蝕二、穴蝕任務(wù)二氣缸套的測量與維修輪機(jī)工程系02九月20231．高溫腐蝕或釩腐蝕2．低溫腐蝕一、船機(jī)零件的腐蝕輪機(jī)工程系02九月20231．高溫腐蝕或釩腐蝕定義：柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃燒產(chǎn)生的低熔點(diǎn)的V、Na化合物在高溫下（550℃以上）附著在燃燒室組件（氣缸蓋及其閥件、氣缸套和活塞）上，發(fā)生化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞。機(jī)理:

重油燃燒生成的低熔點(diǎn)（500～640℃）的V、Na、S化合物（V2O5、Na2SO4），附著在550℃以上的零件（排氣閥、閥座、活塞頂部）上，此類化合物呈酸性，將零件表面的氧化膜溶解，裸露金屬再氧化，再溶解，形成腐蝕凹坑。（V:Na=3）輪機(jī)工程系02九月20232．低溫腐蝕

燃?xì)庵械腟O2、SO3和水蒸氣在工件（如氣缸壁、廢氣渦輪增壓器殼體等）表面溫度低于硫酸的露點(diǎn)（約170℃）時(shí)，會(huì)在工件的表面生成亞硫酸或硫酸，從而造成零件的腐蝕,稱為低溫腐蝕。輪機(jī)工程系02九月2023三、防止化學(xué)腐蝕的方法1．選材

2．在零件的表面覆蓋保護(hù)膜：如鍍鋅、鍍錫、發(fā)藍(lán)等3．合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：如壁厚要留有余量。4．環(huán)境控制：如控制冷卻溫度、控制燃油的成分（S％、V%、Na%）、加入緩蝕劑等。輪機(jī)工程系02九月20233電化學(xué)腐蝕一、概述定義：金屬表面在離子導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液中發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞，稱為電化學(xué)腐蝕。特點(diǎn)：（1）有電流產(chǎn)生。（2）是最常見、破壞最嚴(yán)重的腐蝕形式。輪機(jī)工程系02九月2023三、防止電化學(xué)腐蝕的方法1、設(shè)計(jì)方面：2、工藝方面3、使用管理方面3電化學(xué)腐蝕輪機(jī)工程系02九月20232、工藝方面（1）在零件金屬表面覆蓋保護(hù)層非金屬：油漆、樹酯、塑料、玻璃鋼等金屬：電鍍Cr、Zn、NI、噴涂、刷鍍等。（2）電化學(xué)保護(hù)：陰極保護(hù)（、）犧牲陽極陰極保護(hù)法：陰極電流由其他一種電位更負(fù)的金屬來提供。外加電流陰極保護(hù)法：外加電源向金屬提供陰極電流。輪機(jī)工程系02九月2023犧牲陽極陰極保護(hù)法

1824年，英國科學(xué)家HumphreyDavy首次用鑄鐵保護(hù)木

質(zhì)船體外包覆的銅層，有效地防止了銅的腐蝕。FeCui稀硫酸Zn輪機(jī)工程系02九月2023示意圖常用的犧牲陽極材料有：鎂基合金、鋅基合金和鋁基合金。輪機(jī)工程系02九月2023外加電流陰極保護(hù)法1928年，美國人R.J.Kuhn在新奧爾良對(duì)長距離輸氣管