[發明專利]柴油機活塞十字頭及連桿組件安裝調試工藝

有效

• 申請號: 201210278763.3
• 申請日: 2012-08-07
• 公開（公告）號: CN102806459A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 陳國金;劉婷婷;劉忠民;彭章明;朱澤飛;元廣杰;蘇少輝;龔友平
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B23P19/10
• 分類號: B23P19/10;G01B11/06;G01L1/00;G01B21/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于機電一體化技術領域，涉及一種柴油機活塞十字頭及連桿組件的安裝調試工藝。

背景技術

大功率船用低速柴油機普遍采用活塞十字頭及連桿組件，它是柴油機中受熱和機械負載共同作用、運行環境惡劣的運動件。為減小活塞所受側向作用力，大功率低速柴油機都采用活塞十字頭結構，由十字頭承擔側向力，并將推力傳遞到連桿小頭。十字頭處于周期性沖擊載荷作用下，運動處于非勻速擺動狀態，軸承負載大，工作溫度高，油膜很難形成，工作條件十分苛刻。十字頭軸承是低速柴油機各種軸承中發生故障較多的軸承之一。為保證十字頭工作可靠性，在設計階段采取增大軸承承載面積，保證潤滑油供應等措施。但由于缸套結構限制十字頭尺寸，軸承承載比壓已接近材料許用極限，受力不均勻極易導致十字頭軸瓦快速磨損，因此必須采用合理的活塞十字頭機構裝配工藝及調試檢測方法，保證活塞十字頭結構可靠性。

傳統裝配中，十字頭安裝大多憑經驗檢查軸瓦間隙，判斷十字頭與活塞是否對正，檢查費時費力，且很難保證十字頭受力均勻性。因此，本發明提出以連桿小頭應變測量、連桿小頭軸承和十字頭托板應變與油膜厚度測量判定活塞十字頭及連桿組件裝配質量的新方法，完善低速大功率柴油機裝配工藝，提高柴油機工作可靠性和使用壽命。

發明內容

本發明是針對柴油機活塞十字頭及連桿組件傳統裝配工藝存在的費時費力、不易保證十字頭受力均勻性和工作可靠性的不足，而提供的一種基于動態測試的柴油機活塞十字頭及連桿組件裝配工藝。

本發明所采取的技術方案為：

在十字頭托板和連桿小頭軸上分別安裝光導纖維傳感器和力傳感器，開啟柴油機，采用激光感應熒光新型方法實時對油膜厚度作精確測量，根據油膜厚度判斷十字頭托板和連桿小頭軸承安裝質量，如果安裝質量合格，則進行受力情況分析，如果安裝質量不合格，則重新調整安裝。

測量十字頭托板和連桿小頭軸承的受力情況，計算出連桿與垂直線的夾角α_i，結合實測的上止點位置，計算連桿與垂直線的夾角α_j；根據α_i與α_j差值，判斷十字頭托板和連桿小頭軸承安裝質量，如果安裝質量合格，則結束本次安裝調試，如果安裝質量不合格，則重新調整安裝。

本發明的有益效果：本發明提出以連桿小頭應變測量、連桿小頭軸承和十字頭托板應變與油膜厚度測量判定活塞十字頭及連桿組件裝配質量和運行工況的新方法，對完善低速大功率柴油機裝配工藝、提高柴油機工作可靠性和使用壽命具有重要意義，經濟和社會效益明顯。

附圖說明

圖1為本發明應用示意圖。

圖2為本發明安裝調試工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步描述。

如圖1所示，本發明首選在十字頭托板4和連桿5小頭軸上分別植入光導纖維傳感器，形成托板光導纖維傳感器6和連桿光導纖維傳感器8，采用激光感應熒光(LIF)新型方法對油膜厚度作精確測量，利用流體動力潤滑理論，計算出十字頭托板和連桿小頭軸承的承載情況，這兩個傳感器分別得到十字頭托板與滑塊之間的油膜厚度h_s、連桿小頭軸承的油膜厚度h_l。

在十字頭托板4和連桿5小頭軸安裝有力傳感器，形成托板力傳感器7和連桿力傳感器9，這兩個傳感器分別用于測量十字頭托板和連桿小頭軸承的受力情況。根據測量得到的十字頭托板和連桿小頭軸承的受力情況，計算出連桿與垂直線的夾角α_i。根據實測的上止點位置（由光電傳感器檢測出上止點的位置），再次計算連桿與垂直線的夾角α_j，計算α_i與α_j差值。

當h_s或h_l＜h_min（最小油膜厚度）時，或α_i與α_j差值＞△（允許偏差）時，說明安裝與運行異常，需要重新調整。計算機系統10用于油膜厚度、受力情況和上止點位置檢測，計算連桿與垂直線的夾角α_i、α_i與α_j差值，作出安裝與運行情況判斷。同時，通過CAN總線電路，與主控系統通信。

如圖1和圖2所示，首先設定最小油膜厚度h_min、允許偏差△。接著，進行活塞桿2與活塞1安裝固定、活塞桿2與十字頭3安裝、十字頭托板4預裝到機體上、連桿5預裝到曲軸11上、在十字頭托板4和連桿小頭軸承上分別安裝光導纖維傳感器與力傳感器、活塞與十字頭整體吊入氣缸內、連桿小頭軸承預裝到十字頭等操作。然后，啟動柴油機運行，測量十字頭托板與滑塊之間的油膜厚度h_s、連桿小頭軸承的油膜厚度h_l、十字頭托板上受的力P_s、連桿小頭軸承上受的力P_l、上止點位置k、連桿與垂直線的夾角α_j等參數。計算α_i、α_i與α_j差值，與最小油膜厚度h_min、允許偏差△比較，作出安裝與運行情況判斷。