浅析轻42-160型柴油机连杆轴承装配间隙的计算与分析

曹汉潮

摘 要：轻42-160型柴油机可靠性与维修性都很好，对维修技术能力有着很高的要求，需要在平时进行规范保养，才可以保证柴油机可以正常发挥出应用的性能。本文选对轻42-160型柴油机连杆轴承装配间隙进行论述，并就如何进行计算与分析进行探讨，最后提出了维修能力提升措施。

关键词：柴油机； 连杆轴承； 装配间隙； 计算分析

1引言

轻42-160柴油机为船舰使用的柴油机，为星型发动机，内部结构设计紧凑，可以输出较大的驱动功率，外型尺寸较小，总重量较轻，具备较好的可靠性和维修性。该柴油机对维修保养有着很严格的要求，需要进行科学合理地使用与修理，才能提高柴油机的可靠性。轻42-160型柴油机修理工艺和标准均对连杆轴承装配间隙均有明确规定，即：0.125～0.160mm,平均装配间隙不大于0.20mm。在实际修理、检查、装配过程中，经常发现连杆轴承装配最小间隙小于0.125mm,平均装配间隙小于0.125mm的现象。例如110677号机,共有6付连杆轴承，其中4付轴承的平均装配时只为0.10mm,那么连杆轴承实际平均装配间隙只有0.10mm,但其它主要工艺参数均符合技术要求，在该种情况下是否能继续安装使用，满足修理工艺和标准要求，需要进行深入地分析与判断。

2轻42-160型柴油机连杆轴承转配间隙分析

轻42-160型柴油机是高速强载柴油机，其连杆轴承为流体动力润滑滑动轴承。轴承的结构参数，如长径比、材料、润滑系统、供油状况、承载能力、许用比压等，均由图纸、工艺作出规定，因此下面的分析，计算将可直接釆用。对流体动力润滑滑动轴承（下称动压轴承）来说，载荷越大，最小间隙越小，油楔容易建立，油膜承载能力越大，因此直径间隙应选得小一些；转速越高，最小间隙越大，摩擦系数也较大，温升也较高，应当要求良好的冷却，因此直径间隙应选得大一些。所以，轻42-160型柴油机连杆轴承的直径间隙，必须同时满足高速强载的要求，并保证其能可靠地工作。

3计算与分析

为说明问题，通过计算，对其作出定量的分析：

1）轴承的长径比。轴承直径d=105mm,半径r=52.5mm；轴承直径有效长度l=105mm；轴承长径比为l/d=l 05/105=1。

2）期承比压P。当柴油机在最大功率运行时，最高转速为n=2200r/min,最大爆炸压力为p=pz=12.54mpa。

3）轴颈的圆周速度V。V=ndn/60×1000=n×105 ×2200/60×1000=12.089m/s。

4）轴颈和轴瓦的材料均生产厂家图纸给出规定。

5）轴承的润滑油。采用20#柴油机油，温度tm=100°C，动力粘度μ=0.0179pa_・s。

6）轴承的最在载荷Pmax=p. d. 1=1254×10. 5×10. 5=13825N。

7）轴承的最小油膜厚度hmin。实测轴承的平均直径间隙：A=0.10mm,计算轴承的相对间隙F。ψ=A/d=0.10/105=0. 000952轴承的承载量系统CP=P×ψ2×2UV1 =138254×0. 0009522/2×0. 0179×12. 089×0. 105=2. 757。根据CP和I/d之值，查轴承的相对偏心距X,得X=0.775。Hmin=y×ψ (1-x)=52. 5×0. 000952×(1-0.775 ) ≈0. 01124mm=11. 24μm。

8）求轴承临界小油膜厚度Hmino= δ1+ δ2+y1+y2+ ε。式中：δ1—轴表面不平度的平均高度；δ2—轴瓦表面不平度的平均高度；y1—轴颈的挠曲量；y2—轴的弯曲变形量；ε—轴颈与轴瓦的几何形状偏差；轴颈表面粗糙0.2。其表面不平度的平均高度；δ1=0. 0008～0. 0016mm,取 δ1 =0. 0016mm。轴瓦表面粗糙0.4,其表面不平度的平均高度；δ2=0. 0016～0. 0032mm,取 δ2= 0. 0032mm。

轴承设计时规定：实际比压「P」，必须满足P≤[P]，故轴颈的挠曲量y1可不考虑，由于轴承的有效长度不大，故轴的弯曲变形y2也可不考虑。经检查测量，轴颈的几何形状偏差符合技术标准。轴瓦的双曲线高度，圆度均达到技术要求，故ε也可不考虑。即：hmin=δ1+δ2 =0. 0016+0. 0032=4. 8μm 动压轴承工作的可靠性必须满足下式：Hmin≧(1. 5~2) hmino。取：hmino >1. 8hmino=l. 8×0. 0048=8. 64μm。

上述计算是柴油机最大功率时的转速和爆炸压力得出的结果, 仍能满足连杆轴承（动压轴承）工作的可靠性要求。因此，轻 42-160型柴油机110677号机的连杆轴承副装配间隙为0.10mm时完全可以安装使用，达到验收合格。对柴油机其他几个主要工况，参照上述计算法，均可算出hmin和hmino的数值，也能满足连杆轴承工作的可靠性。

4 42-160型柴油机维修能力提升措施

4.1维修力量建设

做好柴油发动机修理厂配套建设，建成先进的机修车间和柴油机试车平台，加强修理工艺体系建设，加强连杆选配、探伤和光谱分析工作，组织技术力量开展QC质量活动。进一步完善同类型柴油机修理技术标准，与其它修理单位进行技术和经验交流活动，不断提高整体修理能力。保证修理设施的完整性，选择或加工专用修理工具，具体经济条件修理单位应该建设试车平台，通过现场实训来提高实际动手能力，可以不断提升故障分析与排除能力。加强理论学习，深入学习柴油机内部构造和理论计算知识，可以通过计算和分析来验证修理的正确性。

4．2加强技术管理

加强对柴油机的检修训练，以检修和故障排险活动为基础开展技能训练，通过维修开展训练，将业务骨干送到生产厂家或高校学习，或者聘请该方面专家学者到厂内培训，通过以老带新的方式，针对维修过程中发现的故障，组织维修人员共同进行分析研究，并制定出检修方案，这样才能才高维修队伍的整体能力。做好技术管理工作，以典型故障作为引领，根据制定的标准和管理和条件来组织维修活动，避免出现重大的责任事故，通过加强技术管理和提高维修能力，可以对发现的故障进行自主分析，自主更换存在故障的零部件，提高柴油机的使用率。针对维修难度大、要求高的维护任务与故障，需要组织工程技术人员和具备丰富经验维修人员来共同完成，这样才能提高维修效量与质量。

5结论

对连杆轴承裝配间隙进行重新计算与论证以后，把处理后轴承安装于柴油机中，并进行座台试验，试验数据均满足性能指标要求，后经系泊与航行试验，再没有出现任何质量事故，对该柴油机使用情况进行继续跟踪至下一轮中修都没有发现异常现象，此次修理达到预期效果。

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