活塞环的检修课件

1船舶柴油机活塞环：活塞环：是燃烧室的组成零件之一是燃烧室的组成零件之一。作用：作用：a.密封密封；b.散热散热；c.调节气缸润滑油调节气缸润滑油。主要损坏形式有主要损坏形式有:过度磨损、折断、粘着和弹力丧失等。过度磨损、折断、粘着和弹力丧失等。扫扫气气口口第第四四节节活塞环的检修活塞环的检修2船舶柴油机l.检查方法检查方法（1）准备准备时间：时间：柴油机停车后一段时间；柴油机停车后一段时间；位置：位置：扫气箱上操纵侧的气缸观察；扫气箱上操纵侧的气缸观察；辅助工具：辅助工具：一长柄强光灯泡；一长柄强光灯泡；要求：要求：应由两人配合进行，一人观应由两人配合进行，一人观察，一人记录观察情况。察，一人记录观察情况。一一、活塞、活塞环的工作状况及其检查方法环的工作状况及其检查方法3船舶柴油机注意事项：注意事项：a.应使冷却水或冷却油保持循环，应使冷却水或冷却油保持循环，目的：以便检查有无漏泄目的：以便检查有无漏泄:b.关闭主起动阀和起动空气关闭主起动阀和起动空气,并啮合盘车机并啮合盘车机;c.盘车使活塞处于下止点，盘车使活塞处于下止点，并由此位置开始检查。并由此位置开始检查。一一、活塞、活塞环的工作状况及其检查方法环的工作状况及其检查方法4船舶柴油机（2）观察部位观察部位三步曲三步曲a.观察时，盘车使活塞上行至扫气口下方，观察时，盘车使活塞上行至扫气口下方，自观察孔观看检查气缸壁和活塞头部自观察孔观看检查气缸壁和活塞头部;b.当活塞上行通过扫气口时，清洁并查看当活塞上行通过扫气口时，清洁并查看活塞头、活塞环和活塞裙工作表面；活塞头、活塞环和活塞裙工作表面；c.活塞继续上行，查看气缸套下部和活塞活塞继续上行，查看气缸套下部和活塞杆的情况杆的情况。一一、活塞、活塞环的工作状况及其检查方法环的工作状况及其检查方法5船舶柴油机（一）活塞环过度磨损与检测（一）活塞环过度磨损与检测1）搭口间隙测量）搭口间隙测量 是指活塞环处于是指活塞环处于工作状态工作状态时的开口大小。时的开口大小。运转状态运转状态实质：实质：是热胀间隙，给环受热变形的余地。是热胀间隙，给环受热变形的余地。二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查6船舶柴油机二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查7船舶柴油机环直径减小环直径减小d,但是由于弹力的存在但是由于弹力的存在使环仍紧贴缸壁使环仍紧贴缸壁 d-D,故使得搭口间隙增大，由故使得搭口间隙增大，由引变为引变为 所以，整个过程，使得搭口间隙增大。所以，整个过程，使得搭口间隙增大。二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查8船舶柴油机值过小：值过小：使活塞环受热膨胀，搭口间隙消失，环两端对使活塞环受热膨胀，搭口间隙消失，环两端对顶，严重时引起拉缸、环卡死和折断顶，严重时引起拉缸、环卡死和折断;值过大：值过大：会使燃气漏泄。会使燃气漏泄。要求：要求：大于或等于装配间隙，小于极限间隙。大于或等于装配间隙，小于极限间隙。测量工具：塞尺测量工具：塞尺二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查9船舶柴油机2）平面间隙测量）平面间隙测量 俗称天地间隙，俗称天地间隙，是指活塞环紧贴环槽是指活塞环紧贴环槽下端面时环与环槽上端面之间的间隙下端面时环与环槽上端面之间的间隙。当活塞环与环槽端面磨损后将使端当活塞环与环槽端面磨损后将使端面配合间隙增大，即平面间隙增大。面配合间隙增大，即平面间隙增大。值过大：值过大：会使燃气漏泄。会使燃气漏泄。值过小：值过小：使环热膨胀受阻和影响环在使环热膨胀受阻和影响环在环槽中的运动。环槽中的运动。二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查10船舶柴油机二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查11船舶柴油机要求：要求：大于或等于装配间隙，小于极限间隙大于或等于装配间隙，小于极限间隙。注：注：新造柴油机活塞环平面间隙过小的新造柴油机活塞环平面间隙过小的主要原因是环高度过大主要原因是环高度过大-须磨合运转。须磨合运转。（1）大尺寸活塞环的平面间隙测量）大尺寸活塞环的平面间隙测量测量方法：测量方法：将环依次装人各道环槽中，使环的下端面与将环依次装人各道环槽中，使环的下端面与环槽下端面紧贴，用环槽下端面紧贴，用塞尺塞尺沿圆周或在圆周上沿圆周或在圆周上几点处测量平面间隙。几点处测量平面间隙。二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查12船舶柴油机（2）小尺寸活塞环的平面间隙测量小尺寸活塞环的平面间隙测量 测量者可一手持环，将环水平局部插入环测量者可一手持环，将环水平局部插入环槽，并使环与环槽下端面紧贴，另一手用槽，并使环与环槽下端面紧贴，另一手用塞尺测量。塞尺测量。要求：要求：实测平面间隙大于极限间隙值时，应实测平面间隙大于极限间隙值时，应修复环槽或换新活塞环修复环槽或换新活塞环;实测间隙变小说明环槽变形或因脏污影响测实测间隙变小说明环槽变形或因脏污影响测量的准确性。量的准确性。二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查13船舶柴油机3）活塞环径向厚度和高度测量）活塞环径向厚度和高度测量 外圆磨损使其径向厚度减小外圆磨损使其径向厚度减小；工具：工具：外径千分尺外径千分尺；规定：规定：1）活塞环的径向厚度最小值为）活塞环的径向厚度最小值为l7mm时换新活塞环时换新活塞环；2）要求环的厚度比槽深小）要求环的厚度比槽深小0.51.0mm。二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查14船舶柴油机活塞环外圆工作表面磨损活塞环外圆工作表面磨损 径向厚度减小径向厚度减小 搭口间隙增大搭口间隙增大；活塞环在环糟内运动活塞环在环糟内运动 轴向高度减小轴向高度减小；平面间隙增大平面间隙增大。要求：要求：活塞环的正常活塞环的正常磨损率在磨损率在0.1-0.5mm/kh之内之内 柴油机中是柴油机中是0.3-0.5mm/kh二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查15船舶柴油机柴油机运转时柴油机运转时如活塞环迅速产生较大的不均匀磨损，如活塞环迅速产生较大的不均匀磨损，磨损率超过正常值，表明活塞环发生磨损率超过正常值，表明活塞环发生异异常磨损常磨损。日常维护管理不当日常维护管理不当二二、活塞、活塞环的磨损检查环的磨损检查16船舶柴油机 发生位置：发生位置：第一第一二道活塞环搭口附近二道活塞环搭口附近后果：后果：a.使气缸磨损加剧使气缸磨损加剧；b.可能被吹至排气管或扫气箱中可能被吹至排气管或扫气箱中，乃至吹入增压器涡轮端打坏涡轮叶片，造成乃至吹入增压器涡轮端打坏涡轮叶片，造成严重事故。严重事故。主要原因：主要原因：维护管理不良和装配质量差维护管理不良和装配质量差三三、活塞、活塞环折断的原因环折断的原因17船舶柴油机1.搭口间隙过小搭口间隙过小 活塞环受热温度升高活塞环受热温度升高 搭口处金属膨胀搭口处金属膨胀 搭口两端对顶产生弯曲搭口两端对顶产生弯曲 在搭口附近折断在搭口附近折断 特别是高增压柴油机特别是高增压柴油机，因其燃烧室，因其燃烧室温度更高温度更高，更易折断。，更易折断。三三、活塞、活塞环折断的原因环折断的原因18船舶柴油机2.环槽积炭环槽积炭 导致积炭：导致积炭：a.燃烧不良、缸壁过热使润滑油氧化燃烧不良、缸壁过热使润滑油氧化或烧损均会使气缸中；或烧损均会使气缸中；b.气缸油注油过多；气缸油注油过多；环与缸壁强力作用，刮下的滑油和金属屑环与缸壁强力作用，刮下的滑油和金属屑混合，并在漏泄燃气作用下在环槽下端面混合，并在漏泄燃气作用下在环槽下端面上形成局部的积炭。上形成局部的积炭。三三、活塞、活塞环折断的原因环折断的原因19船舶柴油机 积炭较软时积炭较软时：活塞环在环槽申仍可活动和活塞环在环槽申仍可活动和保持与气缸的密封性；保持与气缸的密封性；积炭坚硬时：积炭坚硬时：下面有局部的坚硬积炭，上面下面有局部的坚硬积炭，上面受到周期性燃气压力作用，使活塞环产生弯受到周期性燃气压力作用，使活塞环产生弯曲疲劳折断。曲疲劳折断。后果：后果：燃气漏泄量增加，环槽积炭更加燃气漏泄量增加，环槽积炭更加严重，环槽和气缸的磨损更加剧烈。严重，环槽和气缸的磨损更加剧烈。三三、活塞、活塞环折断的原因环折断的原因20船舶柴油机3.气缸套磨台气缸套磨台 出现磨台出现磨台：活塞组件与气缸套长期相活塞组件与气缸套长期相对运动使气缸套磨损。对运动使气缸套磨损。导致折断：导致折断：当活塞上行至上止点时，第当活塞上行至上止点时，第一道活塞环碰撞磨台受到冲击而折断一道活塞环碰撞磨台受到冲击而折断。三三、活塞、活塞环折断的原因环折断的原因21船舶柴油机4.环槽过度磨损环槽过度磨损 现象：现象：环槽下端面过度磨损后呈倾斜状。环槽下端面过度磨损后呈倾斜状。过程：过程：当活塞在上止点附近时，燃气压力作用当活塞在上止点附近时，燃气压力作用使环紧贴于倾斜的环槽下端面上，活塞环产使环紧贴于倾斜的环槽下端面上，活塞环产生扭曲变形。生扭曲变形。活塞下行，燃气压力下降，环的扭曲变活塞下行，燃气压力下降，环的扭曲变形程度减小而逐渐恢复水平状态。形程度减小而逐渐恢复水平状态。周期性地扭曲周期性地扭曲-水平变形水平变形 三三、活塞、活塞环折断的原因环折断的原因22船舶柴油机5.活塞环挂住气口活塞环挂住气口 活塞环开口部位张力最大，受热变形大活塞环开口部位张力最大，受热变形大 气缸套上气口之间的筋受热容易变形气缸套上气口之间的筋受热容易变形 当活塞运动时环与气口相遇，只要当活塞运动时环与气口相遇，只要环开口处稍微接住气口就会使环折断。环开口处稍微接住气口就会使环折断。三三、活塞、活塞环折断的原因环折断的原因23船舶柴油机6.活塞环径向胀缩疲劳活塞环径向胀缩疲劳 产生原因：产生原因：活塞环弹力不足或缸套过度磨损时；活塞环弹力不足或缸套过度磨损时；现象：现象：活塞环与气缸壁不能紧贴，即不能保持气密，活塞环与气缸壁不能紧贴，即不能保持气密，以致高压燃气漏泄将环压人环槽。当活塞下行以致高压燃气漏泄将环压人环槽。当活塞下行时气缸内燃气压力降低，活塞环又从环槽内弹时气缸内燃气压力降低，活塞环又从环槽内弹出。活塞环不断地出。活塞环不断地径向胀缩径向胀缩以致疲劳折断。以致疲劳折断。三三、活塞、活塞环折断的原因环折断的原因24船舶柴油机25船舶柴油机原因：原因：活塞和气缸套过热活塞和气缸套过热润滑油过多润滑油过多燃烧不良等造成。燃烧不良等造成。使润滑油氧使润滑油氧化或烧焦化或烧焦 缸中积炭严缸中积炭严重重 是环槽内充满油污和积炭便活塞是环槽内充满油污和积炭便活塞环不能自由运动的现象。环不能自由运动的现象。四四、活塞、活塞环粘着环粘着26船舶柴油机导致：导致：活塞环固死在环糟内使其失去密封作活塞环固死在环糟内使其失去密封作用，引起窜气、功率下降、活塞环折断和缸用，引起窜气、功率下降、活塞环折断和缸套磨损加重等故障。套磨损加重等故障。易发生于：易发生于：第一、二道环容易粘着第一、二道环容易粘着。检查方法：检查方法：从扫气口观察从扫气口观察用木棒触动用木棒触动活塞环和活塞环的表面变黑情况来判断。活塞环和活塞环的表面变黑情况来判断。要求：要求：粘着的环应报废换新活塞环。粘着的环应报废换新活塞环。四四、活塞、活塞环粘着环粘着27船舶柴油机防止活塞环粘着防止活塞环粘着：关键是要防止气缸过热和润滑油过多关键是要防止气缸过热和润滑油过多 大型二冲程柴油机：大型二冲程柴油机：采用气缸注油器注油采用气缸注油器注油润滑，注油量可调节故环粘着现象较少。润滑，注油量可调节故环粘着现象较少。加强活塞冷却和适当增大平面间隙加强活塞冷却和适当增大平面间隙四四、活塞、活塞环粘着环粘着28船舶柴油机弹力丧失弹力丧失-密封作用下降或消密封作用下降或消失失检查方法有以下几种检查方法有以下几种:（1）测量活塞环自由开口测量活塞环自由开口活塞环自由开口是活塞环在自由状态下活塞环自由开口是活塞环在自由状态下开口间的距离，其大小直接影响环的弹力。开口间的距离，其大小直接影响环的弹力。一般情况下，开口越小弹力也越小一般情况下，开口越小弹力也越小;反之，反之，弹力越大。弹力越大。五五、活塞、活塞环弹力环弹力29船舶柴油机活塞环自由开口活塞环自由开口a0与环直径与环直径D的关系为的关系为:a0=(0.l0-0.13)D mm标准：标准：a实测实测a0或小于新环的自由开口，或小于新环的自由开口，表明活塞环的弹力下降表明活塞环的弹力下降;若明显减小，表明活塞环弹力丧失。若明显减小，表明活塞环弹力丧失。五五、活塞、活塞环弹力环弹力30船舶柴油机（2）吊缸检修时吊缸检修时将自活塞上取下的活塞环进行清洁，人将自活塞上取下的活塞环进行清洁，人为使其自由开口闭合或扩大一倍，松开后测量为使其自由开口闭合或扩大一倍，松开后测量变形后的自由开口大小。变形后的自由开口大小。标准：标准：若变形后的开口增大量若变形后的开口增大量超过超过10%a0时，表时，表明活塞环的弹力过小。明活塞环的弹力过小。五五、活塞、活塞环弹力环弹力31船舶柴油机（3）对比法对比法是用新旧环的弹力对比检查掸力的方法。是用新旧环的弹力对比检查掸力的方法。方法：方法：将新旧环竖立在一起，用力使环开口将新旧环竖立在一起，用力使环开口闭合，如旧环开口已闭合，而新环还有一定闭合，如旧环开口已闭合，而新环还有一定间隙时，表明旧环弹力不足。间隙时，表明旧环弹力不足。五五、活塞、活塞环弹力环弹力32船舶柴油机33船舶柴油机（4）吊缸后吊缸后方法：方法：将活塞环和气缸分别清洁干净，将活塞环和气缸分别清洁干净，将环装入气缸并用手推动。将环装入气缸并用手推动。标准：标准：一般正常弹力的活塞环是不容易一般正常弹力的活塞环是不容易装人气缸的，装人缸中也难以用手使之移动。装人气缸的，装人缸中也难以用手使之移动。如果旧环易于装入缸中且轻轻触动环即沿缸如果旧环易于装入缸中且轻轻触动环即沿缸壁移动，表明活塞环弹力过小。壁移动，表明活塞环弹力过小。五五、活塞、活塞环弹力环弹力34船舶柴油机要求：要求：活塞环弹力部分或全部丧失时应活塞环弹力部分或全部丧失时应换新活塞环。换新活塞环。恢复弹力的方法：恢复弹力的方法：用小锤敲击活塞环内圆表面。用小锤敲击活塞环内圆表面。自搭口对面部位开始重敲，然后逐渐自搭口对面部位开始重敲，然后逐渐向两侧敲击，用力逐渐减小，使环的向两侧敲击，用力逐渐减小，使环的开口增大，弹力增加。开口增大，弹力增加。五五、活塞、活塞环弹力环弹力35船舶柴油机36船舶柴油机检查检查修配修配安装安装运转运转中的技术中的技术l.新环的检查新环的检查（1）外观检查外观检查：无变形和表面碰伤、裂纹无变形和表面碰伤、裂纹；有无尺寸大小和上下端面标记；有无尺寸大小和上下端面标记；注：注：有镀铬端面应使其作为下端面有镀铬端面应使其作为下端面；有无有无“直径直径宽宽高高”的尺寸标记的尺寸标记；如无标记，应测量活塞环尺寸及选定下端面。如无标记，应测量活塞环尺寸及选定下端面。六六、轮机员配换活塞环工艺、轮机员配换活塞环工艺37船舶柴油机（2）测量搭口间隙和平面间隙测量搭口间隙和平面间隙 间隙过小间隙过小:应修锉搭口两端和环的上端应修锉搭口两端和环的上端面面注：不可修锉下端面注：不可修锉下端面（3）测量环的径向厚度和环槽深度测量环的径向厚度和环槽深度要求：要求：环的径向厚度比环槽深度小环的径向厚度比环槽深度小0.5-1.0mm（4）检查环的弹力检查环的弹力活塞环自由开口活塞环自由开口六六、轮机员配换活塞环工艺、轮机员配换活塞环工艺38船舶柴油机2.新环的修配新环的修配（1）修锉搭口修锉搭口 要求：要求：将搭口两端修挫成较大圆角，圆将搭口两端修挫成较大圆角，圆角半径为角半径为3-5mm；目的：目的：为了防止活塞环搭口两端锋利棱为了防止活塞环搭口两端锋利棱边刮伤缸壁及挂住气口。边刮伤缸壁及挂住气口。六六、轮机员配换活塞环工艺、轮机员配换活塞环工艺39船舶柴油机（2）修锉上、下两端的棱边。修锉上、下两端的棱边。目的：目的：减少气缸的磨损和擦伤及有利于减少气缸的磨损和擦伤及有利于润滑。润滑。（3）新环检查时新环检查时 目的：目的：为保证各种间隙值而进行的修配工为保证各种间隙值而进行的修配工作。作。六六、轮机员配换活塞环工艺、轮机员配换活塞环工艺40船舶柴油机3.新环的安装新环的安装 方法：有两种方法：有两种1）简易法：）简易法：针对中、小尺寸的活塞环，在无专用针对中、小尺寸的活塞环，在无专用工具的情况下工具的情况下；用法：用法：用结实的绳子套在环的开口两用结实的绳子套在环的开口两端，用手拉绳将开口扩大装人环糟内。端，用手拉绳将开口扩大装人环糟内。六六、轮机员配换活塞环工艺、轮机员配换活塞环工艺41船舶柴油机2）专用工具法）专用工具法针对大尺寸活塞环针对大尺寸活塞环；注意：注意：操作时切勿使环的开口过分开操作时切勿使环的开口过分开大，以免活塞环变形或折断。大，以免活塞环变形或折断。六六、轮机员配换活塞环工艺、轮机员配换活塞环工艺42船舶柴油机六六、轮机员配换活塞环工艺、轮机员配换活塞环工艺43船舶柴油机装环时的要求：装环时的要求：1）把新环装在第一、二道环槽中，旧环装把新环装在第一、二道环槽中，旧环装在其他环槽中在其他环槽中。目的：目的：既便于新环磨合又能发挥旧环的既便于新环磨合又能发挥旧环的密封作用。密封作用。2）不应一次更换所有旧环，更不可因一环损不应一次更换所有旧环，更不可因一环损坏而更换所有旧环。坏而更换所有旧环。六六、轮机员配换活塞环工艺、轮机员配换活塞环工艺44船舶柴油机3）装到活塞上的色道环的装到活塞上的色道环的开口位置应错开口位置应错开开，切勿使开口在同一位置。，切勿使开口在同一位置。目的：目的：以免燃气下窜。以免燃气下窜。4）装好环的活塞在未吊人缸中之前，应装好环的活塞在未吊人缸中之前，应放于木板上妥善保管。放于木板上妥善保管。目的：目的：以免损伤活塞和活塞环的以免损伤活塞和活塞环的工作表面。工作表面。六六、轮机员配换活塞环工艺、轮机员配换活塞环工艺45船舶柴油机4.新环的磨合运转新环的磨合运转 活塞环换新后必须经活塞环换新后必须经磨合运转磨合运转才能投才能投人使用工况运转人使用工况运转。要求：要求：1）需经需经20-24h磨合运转磨合运转；2）磨合期间应使气缸油供油量达最大值磨合期间应使气缸油供油量达最大值。六六、轮机员配换活塞环工艺、轮机员配换活塞环工艺46船舶柴油机主要技术要求主要技术要求:（1）活塞环的尺寸、形状和位置精度及表面活塞环的尺寸、形状和位置精度及表面粗糙度应符合图纸的要求。粗糙度应符合图纸的要求。-机加工质量机加工质量（2）活塞环的材料可用活塞环的材料可用HT250、HT300或合或合金铸铁。金铸铁。-材料报告材料报告两个要求：两个要求：硬度要求和金相要求硬度要求和金相要求七七、活塞环、活塞环的验收的验收47船舶柴油机硬度要求硬度要求:1）材料硬度应在材料硬度应在HBl80-250之间之间;2）同一只活塞环上硬度差不超过同一只活塞环上硬度差不超过HB20;3）活塞环的硬度比气缸套硬度高活塞环的硬度比气缸套硬度高Hbl0-20；目的：目的：既保护气缸套不被很快磨损，既保护气缸套不被很快磨损，又保证活塞环有较长的寿命。又保证活塞环有较长的寿命。金相组织要求金相组织要求七七、活塞环、活塞环的验收的验收48船舶柴油机(3)活塞环外观检查。活塞环外观检查。活塞环工作表面不允许有气孔、裂纹活塞环工作表面不允许有气孔、裂纹,疏疏松、夹渣、飞边和毛刺等缺陷；松、夹渣、飞边和毛刺等缺陷；环两端面及内圆面上允许有一定大小的气环两端面及内圆面上允许有一定大小的气孔。孔。(4)活塞环弹力检查活塞环弹力检查活塞环自由开口值应为活塞环自由开口值应为(0.10-0.13)D(D为为活塞环直径活塞环直径)。七七、活塞环、活塞环的验收的验收49船舶柴油机(5)活塞环密封性检查活塞环密封性检查方法：采用漏光法。方法：采用漏光法。要求：要求：一处漏光弧度不超过一处漏光弧度不超过30，几处漏，几处漏光总和不超过光总和不超过90，且搭口附近，且搭口附近30范围内范围内不允许漏光。不允许漏光。七七、活塞环、活塞环的验收的验收