[实用新型]柴油机活塞十字头及连杆组件安装调试设备

说明书

技术领域

本实用新型属于机电一体化技术领域，涉及一种柴油机活塞十字头及连杆组件的安装调试设备。

背景技术

大功率船用低速柴油机普遍采用活塞十字头及连杆组件，它是柴油机中受热和机械负载共同作用、运行环境恶劣的运动件。为减小活塞所受侧向作用力，大功率低速柴油机都采用活塞十字头结构，由十字头承担侧向力，并将推力传递到连杆小头。十字头处于周期性冲击载荷作用下，运动处于非匀速摆动状态，轴承负载大，工作温度高，油膜很难形成，工作条件十分苛刻。十字头轴承是低速柴油机各种轴承中发生故障较多的轴承之一。为保证十字头工作可靠性，在设计阶段采取增大轴承承载面积，保证润滑油供应等措施。但由于缸套结构限制十字头尺寸，轴承承载比压已接近材料许用极限，受力不均匀极易导致十字头轴瓦快速磨损，因此必须采用合理的活塞十字头机构装配工艺及调试检测方法，保证活塞十字头结构可靠性。

传统装配中，十字头安装大多凭经验检查轴瓦间隙，判断十字头与活塞是否对正，检查费时费力，且很难保证十字头受力均匀性。因此，本实用新型提出以连杆小头应变测量、连杆小头轴承和十字头托板应变与油膜厚度测量判定活塞十字头及连杆组件装配质量的新方法，完善低速大功率柴油机装配工艺，提高柴油机工作可靠性和使用寿命。

发明内容

本实用新型是针对柴油机活塞十字头及连杆组件传统装配工艺存在的费时费力、不易保证十字头受力均匀性和工作可靠性的不足，而提供的一种柴油机活塞十字头及连杆组件安装调试设备。

本实用新型所采取的技术方案为：

本实用新型包括第一光导纤维传感器、第二光导纤维传感器、第一力传感器、第二力传感器和计算机系统。

在十字头托板的一侧分别设置有用来测量十字头托板与十字头之间油膜厚度的第一光导纤维传感器和用来测量十字头托板受力情况的第一力传感器。

在连杆小头轴上分别设置有用来测量连杆小头轴承油膜厚度的第二光导纤维传感器和用来测量连杆小头轴承受力情况的第二力传感器。

所述的第一光导纤维传感器、第二光导纤维传感器、第一力传感器、第二力传感器的输出端均与计算机系统的输入端信号连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型提出以连杆小头应变测量、连杆小头轴承和十字头托板应变与油膜厚度测量判定活塞十字头及连杆组件装配质量和运行工况的新设备，对完善低速大功率柴油机装配工艺、提高柴油机工作可靠性和使用寿命具有重要意义，经济和社会效益明显。

附图说明

图1为本实用新型应用示意图。

图2为本实用新型安装调试工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步描述。

如图1所示，本实用新型首选在十字头托板4和连杆5小头轴上分别植入光导纤维传感器，形成托板光导纤维传感器6和连杆光导纤维传感器8，采用激光感应荧光(LIF)新型方法对油膜厚度作精确测量，利用流体动力润滑理论，计算出十字头托板和连杆小头轴承的承载情况，这两个传感器分别得到十字头托板与滑块之间的油膜厚度h_s、连杆小头轴承的油膜厚度h_l。

在十字头托板4和连杆5小头轴安装有力传感器，形成托板力传感器7和连杆力传感器9，这两个传感器分别用于测量十字头托板和连杆小头轴承的受力情况。根据测量得到的十字头托板和连杆小头轴承的受力情况，计算出连杆与垂直线的夹角α_i。根据实测的上止点位置（由光电传感器检测出上止点的位置），再次计算连杆与垂直线的夹角α_j，计算α_i与α_j差值。

当h_s或h_l＜h_min（最小油膜厚度）时，或α_i与α_j差值＞△（允许偏差）时，说明安装与运行异常，需要重新调整。计算机系统10用于油膜厚度、受力情况和上止点位置检测，计算连杆与垂直线的夹角α_i、α_i与α_j差值，作出安装与运行情况判断。同时，通过CAN总线电路，与主控系统通信。

如图1和图2所示，首先设定最小油膜厚度h_min、允许偏差△。接着，进行活塞杆2与活塞1安装固定、活塞杆2与十字头3安装、十字头托板4预装到机体上、连杆5预装到曲轴11上、在十字头托板4和连杆小头轴承上分别安装光导纤维传感器与力传感器、活塞与十字头整体吊入气缸内、连杆小头轴承预装到十字头等操作。然后，启动柴油机运行，测量十字头托板与滑块之间的油膜厚度h_s、连杆小头轴承的油膜厚度h_l、十字头托板上受的力P_s、连杆小头轴承上受的力P_l、上止点位置k、连杆与垂直线的夹角α_j等参数。计算α_i、α_i与α_j差值，与最小油膜厚度h_min、允许偏差△比较，作出安装与运行情况判断。