船用柴油机关键零件的工艺设计与修理

摘要： 我国航海业以安全为第一，船体中重要零部件的安全及协调性已经越来越受人们所重视。本文主要是从活塞、气缸盖、气缸套、排气阀、曲轴等船用柴油机关键零部件来研究分析柴油机专业化修理技术。概述了船用柴油机关键零部件的内部构造、零件性能，特别指出活塞、气缸盖、气缸套和曲轴在修理技术中面临的问题。根据对柴油机关键零件修复中存在的问题，我们提出利用现代科技和先进的生产设备，引进新工艺方法通过对零件先进的技术处理，改善船用柴油机的构造及性能，使各种部件协调合作，消除其存在的安全隐患。

关键词：活塞；气缸盖；气缸套；排气阀； 曲轴

引言

长期以来，我国船用柴油零件工艺的设计水平比较落后，因技术设备有限及缺乏一定的设计经验使得在柴油机关键零件的设计与修理中面临许多问题。由于工艺设计过程中存在一定的复杂性，设计中很多细小问题是不容忽略的，需要考虑很多因素。为使零件设计体现工艺过程的优良性和标准化，我们还应立足实践、不断探索做很大努力。造船工艺中生产技术准备工作和生产不适应，为克服目前出现的问题，除必须按成组技术的原理贯彻工艺设计标准化外，我们应充分利用现代化科学技术，不断学习，采用先进的制作工艺来完善多柴油机关键零件的修理，提高、延长机器的使用寿命，增强其安全性。

1.船用柴油机关键零件的结构工艺特点

1.1结构的复杂性、典型化和标准化

多种细小部分造成结构复杂，零件规格大，工件制作复杂，修理加工面临一系列问题是船用柴油机关键零件的特点。繁杂的零件结构构造，要求我们做到专业化、标准化生产。从整体来看，加工柴油机零件工艺应采用集中加工的工序。由于柴油机的类别繁多，一种柴油机可能有不同的系列，系列不同又分为不同的型号，这体现了产品的典型化。

1.2产品加工的严要求、高标准

由于不同零件的性能不同、材质不同、用途不同，这对设计技术提出很大要求即使。材料结构几乎相似的两种零件，在加工时也因区别对待，仔细划分。

2.船用柴油机关键零件的功能特点

2.1缸盖的设计

船用柴油机缸盖属于低合金铸铁件，同时它也是船舶上的关键部位。其结构的复杂性要求高质量生产，尽管在高温条件下工作对产品质量也有着严格要求。铸件不允许出现裂纹、缩孔、疏松、气孔等铸造缺陷，要求缸盖燃烧室冷却循环水水压控制在一定范围，重要工作面燃烧室内腔需进行磁粉或着色探伤检验，铸件尺寸精度必须达到相关要求，定位尺寸也要符合要求，不得超标。铸件非加工表面粗糙度要求达到Ra≤25μm，化学成分给定范围不得超差，铸件进行去除内应力退火，热处理后的硬度值为HB200～260，机加工后各加工面不允许有任何铸造缺陷存在。可见缸盖的制作质量要求甚高，生产难度极大。

2.2活塞的设计

和气缸及气缸盖等零件共同组成密闭的燃烧室空间是活塞的主要功能。承受气缸内气体的机械应力和热应力，并将其传递给连杆；活塞材料应该要求密度较小；热膨胀系数低，以次来减小活塞与气缸壁的间隙，保证工作的顺利进行；有吸热能力，热传导系数应教大，以减低活塞顶部和环区的温度；耐热性高，满足高温条件下仍能发挥材料的功效；良好的减摩性能与耐磨耐蚀性能。

2.3活塞环的设计

活塞环主要用来密封气缸和散热，靠气体本身的弹性以及在气缸内气体压力的作用下面紧贴于气缸壁和环槽表面实现的。使高温高压的燃气密封在一定的气缸空间内是活塞环的主要功能。

2.4关键零件修理技术中存在的问题

2.4.1活塞的修理

活塞传统的修理方法是采用局部修理。修理过程中由于人工手工打磨不可能将活塞顶部受损的深层部位彻底消除。由于手工焊接会对焊接造成一定影响，一定程度上会改变焊接零件的形态。此外由于无法完全去除活塞疲劳层的金属，因此需多次修理，给人们造成很大麻烦。

2.4.2气缸的修理

船用柴油机气缸盖损害的主要原因是在应力集中的地方出现裂纹，而且面临一部分裂纹因其存在的特定环境而无法修理，损害了零件的完整性，影响其性能的发挥。

2.4.3排气阀的修理

柴油机排气阀的修理需要采用堆焊技术，但易出现气孔缺陷，反复的修理完善需增加额外费用。

2.4.4曲轴的修理

目前，主要采用金属电弧喷涂、埋弧自动堆焊、二氧化碳气体保护焊、镀铁等工艺对曲轴进行修理。但这几种修理工艺只对中小曲轴修理有效果，因船用柴油机大型曲轴的修复难度大，所以 在曲轴修理方面扔面临许多困难。

3.总结

船用柴油机关键零件在整个船只运作中起着至关重要的作用。确保柴油机关键零件的质量安全为顺利发展航运业提供了保障。柴油机性能的安全直接关系到营运船舶的经济性和安全航行。通过专业化修理技术对关键零部件维修来提高柴油机零部件的工作性能，保证船只的顺利运行，来促进航运的发展。目前，我们在对船用柴油机关键零件的设计修复方面仍存在一些问题，转特工作人员也缺乏一定的专业技能和工作经验，我们应积极学习，应用科技，提高生产水平，精良缩小误差，做到专业化、标准化生产。缩小与世界发达国家间的差距，为我过航海事业做贡献。

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