活塞故障与维护管理.ppt

第9讲,第六节 活塞组件的故障及其管理,目的和要求,掌握柴油机的活塞组件的常见故障与维护管理方法。,二、活塞组件常见缺陷及维护管理,在燃气的高温高压作用以及自身高速摩擦运动作用下，活塞组件很易产生裂纹、磨损以及配合失常等缺陷。（一）活塞本体常见缺陷（二）活塞环常见缺陷（三）活塞销常见缺陷（四）活塞组件的管理要点,（一）活塞 常见缺陷,活塞本体常见缺陷主要是裂纹和磨损。1、裂纹活塞顶、环槽、销孔、冷却水侧加强筋2、磨损本体：裙部、环槽、销座 活塞环 活塞销3、烧损活塞顶,1、裂纹,活塞顶部圆周裂纹和网状裂纹 原因：温度过高使材料氧化烧蚀，强度下降，加之气体机械应力和热应力过大而致。活塞环岸磨损 原因加工时在环槽底部有损伤痕迹而造成环岸断裂。活塞销座边缘 原因：局部应力过大而产生裂纹。,1、裂纹,活塞内脏顶壁与圆周侧壁的过度圆角处 侧壁太薄及应力集中也会产生裂纹。活塞中冷却油孔离环槽太近或孔底圆角小或粗糙，那会产生由油孔向环槽延伸的裂纹，将造成活塞断裂。在组合活塞中的联接螺钉以及活塞杆与活塞的联接螺钉也往往会因预紧力过大、联接法兰变形及螺钉本身制造缺陷而产生裂纹。,1、裂纹,检查：目测法、粉剂显痕法、水压试验法 处理：1.更换活塞本身出现裂纹应更换备2.应急临时修理对钢质活塞可施行焊补，但需预热和退火；对铸铁活塞只能以小电流进行补焊处理。3.航行中无备件更换，只有减缸航行。,2、磨损,活塞 磨损筒形活塞的裙部磨损较重。在强载柴油机中活塞环槽及活塞座孔的磨损也较明显。筒形活塞裙部在侧推力下与缸套内表存在着机械摩擦磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损，还有可能出现异常的粘着磨损。,2、磨损,磨损方向：筒形活塞：左右方向大于销轴方向 上部磨损量大于下部。（在活塞销中心的方向（纵向）磨损小于销中心垂直方向（横向）十字头活塞：可能在某一方向偏磨,2、磨损,后果：活塞裙部磨损后与气缸套的间隙会增大，造成窜气及加重活塞与缸套的撞击、使穴蚀加快，处理：1.应定期检查活塞裙与缸套的间隙。活塞与缸套配合间隙超过技术规定时，应根据磨损情况，更换修理配合体中的一个或两个。2.裙部若有划痕或刮伤，主要是磨粒或断碎活塞环粒所致，可用油石修整活塞裙外表至光整。,2、磨损,活塞环槽上下平面因受活塞环的多种运动摩擦而磨损 后果 1.活塞环的轴向间隙增大。2.内窄外宽等不规则形状，后者又加重活塞环的歪扭或断裂的可能。处理：故应用环槽标准样板检查环槽形状，并可车削修正完好后再配以加厚的活塞环。,2、磨损,活塞销座孔原因：活塞销在大比压、低速下摆动摩擦，磨损也较严重。后果：与活塞销间隙增大后会加重活塞、连杆的连接处冲击疲劳。处理：1.检查活塞销座孔直径变化量。测量应在孔口内外两端面约10mm的四个位置上进行，每个位置应测量垂直和水平方向的孔径。2.活塞销座衬套的活塞在孔径增大后应更换衬套。,（二）活塞环常见缺陷,1、磨损2、粘着3、断裂,1、磨损,径向磨损-使活塞环塔口间隙增大；轴向磨损-使其与环槽轴向间隙增大。后果：环的弹力 下降，外圆周面与缸套内壁 接触不良 轻密封、传热性能严重恶化，严重 会引起环的过热、粘着甚至断裂。处理：1.在缸套磨损最大的地方检查 活塞环的塔口间隙；2.在工作环槽中检查其轴向（天地）间隙。3.进行必要的弹力检查和漏光检查。对检查后不合格的活塞环应及时更换。,2、粘着,活塞环粘着原因环槽内油泥堆积物胶结，活塞受热变形把环挤夹在环槽中，活塞环失去弹性，不能自由运动造成的。这是活塞环的严重事故。后果：使活塞环自身性能丧失，而且会异致拉缸和咬缸恶性事故。,2、粘着,检查运转中停机后可从气缸检查孔，通过气口用圆棍抵压活塞环。若环在槽中不能活动说明环已粘着。,3、断裂,断裂大中型机，尤其是燃用重油的时候容易发生。原因1.环磨损过度或高温烧伤而强度下降 也可能因环在环槽中局部有杂质堆积梗挤断裂，2.环的切口与缸套气口挂折 3.环的搭口间隙太小，工作时没有充分膨胀的余地，会使切口的对侧发生折断。,（三）活塞销常见缺陷,活塞销长期工作后易产生磨损和裂纹 1、磨损2、裂纹,1、磨损,活塞销的摩擦在大比压冲击、润滑油供应不稳定及较小相对摆动速度下发生，这很易处于干摩擦状态，故磨损严重。方向 长度方向：中间较重。圆周上：气缸中心线方向磨损大于与之垂直的水平方向。测量：三点、两值-活塞销长度方向左、中、右位置，每个位置的垂直、水平方向测得两个直径值。处理：活塞销的圆度和圆柱度误差超过规定值时即应更换。,2、裂纹,活塞销裂纹-原因 冲击性的弯曲负荷长期作用 检查 磁力探伤进行检查,（三）活塞销常见缺陷,活塞销在活塞销座孔内还可能配合失效。轻则两者配合表面拉毛；重则销在销座孔内咬阻卡顿，使活塞销与连杆小端轴承摩擦恶化加重。产生卡阻的原因：1.销与销座间隙过小，2.气体爆发力过大使销与销座变形而局部接触，因接触比压太大而油膜破坏。,（四）活塞组件的管理要点,首先为防止燃气对活塞造成的热负荷和机械负荷过大，应限制柴油机的负荷，尤其避免长期超负荷运转。1.限制燃气对活塞组件的高温破坏作用应是第一位的。2.降低活塞组的摩擦磨损，防止发生异常磨损和粘着磨损是保证柴油机安全工作的又一重要任务。,（四）活塞组件的管理要点,限制活塞组工作温度对摩擦表面安全工作是很重要的，但活塞组与缸套间磨损还与下列因素有关：缸套内表注油量过大或刮油环失效，使润滑油过多，不仅浪费润滑油，还易产生高温胶结和焦化结炭，使磨粒磨损加重，活塞环粘着可能增大。若润滑油被柴油稀释或酸性高，也会加快磨损。,（四）活塞组件的管理要点,检修装配质量差。活塞与缸套装配间隙过小，满足不了热膨胀和贮存油膜需要，会使活塞环粘着折断，随即产生活塞与缸套干摩擦，出现拉缸继而发生咬缸事故。但是装配间隙过大，燃气会下窜对活塞等加热，并吹沸、焦化润滑油，还会加重活塞对缸套的撞击，产生敲缸，敲缸使油膜被击破，加快磨损。,（四）活塞组件的管理要点,检修装配质量差。活塞组各摩擦表面粗糙度太差，容易产生干摩擦。故活塞配合面应即时修整划痕、毛刺。此外若活塞在缸套中位置不正确，活塞中心线与气缸中心线不重合，最容易使活塞与缸套产生局部干摩擦。所以活塞装入缸套应进行校中检查修整工作。,（四）活塞组件的管理要点,活塞组件与缸套配合工作初期，应首先在充分润滑、低速下磨合运转一段时间，待配合表面达到良好配合状态再投入正常工作。磨合运转时间与机件材料表面加工质量及润滑油情况等有关。,（四）活塞组件的管理要点,在运转中应定期停机通过气缸检查孔或吊缸检查活塞、活塞环及缸套磨损情况，特别是活塞裙磨损情况，以便及时消除不正常情况。,一起练习吧！,