试论柴油机曲轴断裂

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1、...重庆交通大学应用技术学院201届航运工程系毕业生论文论文题目：浅谈柴油机曲轴断裂班级：轮机七班姓名：方东灵指导教师：谭显坤日期：2013年6月1号重庆交通大学应用技术学院航运工程系专业资料....浅谈柴油机曲轴断裂Thefractureofthecrankshaftofdieselengine[摘要]柴油机作用和工作条件;分析柴油机曲轴断裂的主要特征；指出影响曲轴断裂的主要原因有曲轴扭振临界转速、不平衡离心力引起的不平衡载荷、修理方法不当、恶劣工况与局部结构不合理等因素；提出预防解决曲轴断裂的

2、措施。[关键词] 柴油机 曲轴 扭振临界转速 疲劳源 动平衡[Abstract]indieselenginefunctionandworkingconditions;mainfeaturesoffractureanalysisofdieselenginecrankshaft;pointedoutthatthemainreasonofthecriticalspeedofcrankshaft,crankshafttorsionalvibrationunbalancedcentrifugalforceca

3、usedbytheunbalancedload,therepairimpropermethods,harshworkingconditionsandlocalstructureofunreasonablefactors;preventivemeasurestosolvethecrankshaftfracture.[Keyword]dieselengincrankshafttorsionalvibrationinincriticalspeedinthefatiguesourceindynamicbal

4、ance 前言在世界贸易高速发展的今天，船舶依然扮演者最主要的角色。船舶运营中会经常发生一些故障，这些故障需要我们论及人员去处理和修理，在船舶上，曲轴扮演着一个主要角色，它传递动力，是船舶动力传递的枢纽，如果曲轴断裂，后果是不堪设想的，本文讲的是关于曲轴断裂的一些故障处理措施以及引起断裂的原因。1.曲轴的结构、作用、工作条件专业资料....1.结构曲轴的结构如下图所示：它由主轴颈，连杆轴颈曲轴臂，平衡块，前轴端和后轴端等部分组成。其中一个连杆颈和它两端的曲臂以及前后两个主轴颈合在一起，称为曲拐。曲轴

5、的形式有整体式和组合式两种。2作用（1）通过连杆将活塞的往复运动变成回转运动（2）把各缸所作的功汇集起来向外输出（3）带动柴油机的复数设备，如：喷油泵、气阀、启动空气分配器、离心式调速器、，在中、小型柴油机中，还带动滑油泵、冷却水泵、空气压缩机等。3.工作条件（1）受力复杂：曲轴工作中受其体力、王府惯性力和离心力以及它们产生的弯矩和扭矩的作用，使曲轴产生很大交变的弯曲和扭转应力，且均为疲劳应力。（2）应力集中严重：曲轴弯弯曲曲形状复杂，截面变化集聚，使曲轴内部应力分布极不均匀，尤其在曲臂与轴颈的过渡

6、圆处及油孔周围产生严重的应力集中现象。专业资料....（3）附加应力大：曲轴形状又细又长，刚性很差，是一个弹性体，它在各种力的作用下会长生扭转、横向和纵向振动，当曲轴的自由频率较低时，在发动机工作转速范围内可能出现共振，使振幅大大增加，产生很大的附加应力。（4）轴颈磨损严重：轴颈在很大的比压下会产生滑动摩擦，由于交变冲击性负荷的作用，以及经常启动、停车，使轴颈与轴承不易保证良好的液体动力润滑状态，从而使轴颈产生较严重的磨损，严重时引起轴承烧损，特别是在润滑不良，机座或经常启停柴油机时，轴颈的磨损都会

7、明显加剧。正是因为曲轴工作条件苛刻所以曲轴会有损坏二、曲轴断裂面特征       1.曲轴断口与位置所有曲轴断口上均有明显的光滑区和粗糙区。说明曲轴是在疲劳破坏下发生断裂的。曲轴外部形状尺寸突然变化，具备局部应力集中的条件，在复杂的拉、压、弯、扭等周期交变应力作用和扭转振动作用下，会在应力集中处首先形成初始微观裂纹，分散的微观裂纹经过集结沟通，将形成宏观裂纹即疲劳源。裂纹扩展过程中，裂纹的两个侧面在交变载荷下，时而压紧，时而分开，多次反复，形成断口的光滑区。粗糙区则是在裂纹达到临界零件尺寸后，在应力

8、循环次数较少的情况下迅速断裂形成的。 在所考察的曲轴中，断裂位置均发生在主轴颈与连杆轴颈之间和连杆轴颈段（图1），有两种情况：(1)在主轴颈圆角处与连杆轴颈圆角处之间的A—A截面。主轴颈过渡圆角处具有明显的占截面较小份额的光滑区，而其对面的连杆轴颈过渡圆角处具有较大的粗糙区，说明裂纹是先从主轴颈过渡圆角处产生的，逐步扩大之后，通过曲柄臂发展到连杆轴颈过渡圆角处断裂开。(2)在连杆轴颈靠近曲柄的圆角处的B—B截面。用同样的方法可以判断出裂纹是先从连杆轴颈过渡圆角处开始产