在弹性安装条件下的柴油机组轴系对中_王树纲.pdf
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1、第 45 卷(2023)第 2 期Vol.45(2023)No.2柴油机Diesel EngineDOI:10.12374/j.issn.1001-4357.2023.02.010在弹性安装条件下的柴油机组轴系对中王树纲,朱奎,刘凯(上海船用柴油机研究所,上海200090)摘要:精确对中是保证柴油机组安全、可靠运行的前提,在柴油机与中间支架均为弹性安装的情况下,机组轴系对对中精度要求更高。基于百分表对中法开展在弹性安装情况下的柴油机组轴系对中,通过规范对中工序、分析对中机理,确保轴系对中精度,从而提高柴油机组运行的安全性和可靠性。关键词:柴油机组;弹性安装;对中中图分类号:TG8文献标志码:A
2、文章编号:1001-4357(2023)02-0048-06Shafting Alignment of Diesel Engine Sets under Flexible Installation ConditionsWANG Shugang,ZHU Kui,LIU Kai(Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute,Shanghai 200090,China)Abstract:Accurate alignment is a prerequisite to ensure the safe and reliable operation of
3、the diesel engine set.When the diesel engine and the intermediate support are installed elastically,the unit shafting puts forward higher requirements to the alignment accuracy.A dial indicator was used to carry out the diesel engine shafting alignment under flexible installation conditions.Through
4、standardizing the alignment process and analyzing the alignment mechanism,the shaft alignment accuracy was ensured,and the operation safety and reliability of diesel engine sets was improved.Key words:diesel engine set;flexible installation;alignment0引言2019年11月某推进柴油机组在试验台架安装,柴油机与中间支架均为弹性安装。在运行过程中,柴油
5、机和中间支架的振动频率、振幅不一致,轴系连接处易产生较大偏移波动,为确保柴油机组安全、可靠运行,要求机组轴系对中方法更可靠、测量更精确。本文以某推进柴油机组为研究对象,对在弹性安装条件下的机组轴系对中方法进行介绍。1安装过程某推进柴油机组组成设备的主要参数见表1,其中,柴油机隔振器与中间支架减振机架为弹性设备,柴油机安装在隔振器上,中间支架安装在中间支架减振机架上。隔振器和中间支架减振机架布置如图1所示。机组安装流程如图2所示,其中关键的步骤为柴油机与中间支架的对中工艺。对中的目的是使柴油机的曲轴和中间支架的主轴保持轴线一致,对中越精确,柴油机和传动装置工艺与材料收稿日期:2022-03-03
6、;修回日期:2022-04-15基金项目:船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心资助项目2023 年 3 月 49 王树纲等:在弹性安装条件下的柴油机组轴系对中的传动效率越高、轴系磨损越少、使用寿命越长。轴系不对中会对旋转部件和静态部件造成很大的压力和弯曲应力,导致轴系疲劳失效,严重时会导致柴油机轴瓦烧损,止推轴承磨损,甚至会导致柴油机连杆故障、高弹性联轴器断裂等。2对中前的准备机组对中前各设备的安装情况如图3所示。2.1柴油机保持湿重状态滑油和冷却水的重量会使柴油机下面的隔振器产生一定的压缩量,故柴油机安装到隔振器上后,要加入满足工作状态需求的滑油和冷却水,滑油重量约为1.9 t,
7、冷却水重量约为1.0 t。2.2隔振器的蠕变柴油机为湿重状态时隔振器处于静压状态,对其预压,直到隔振器蠕变非常小,即隔振器变形稳定后预压才能结束。用内径千分尺每天定时定点测量每个隔振器的高度,直到隔振器的高度变化量0.05 mm/d,即蠕变满足要求,一般预压2 d以上。测量预压后每个隔振器的高度(测量点应在相同的位置,宜选择侧面中间位置),要求同列隔振器的高度偏差2 mm,左S1S5隔振器与右S1S5隔振器的高度平均值偏差1 mm。一般情况下不予调整即满足要求,若不满足以上要求,可通过在中间筏体与隔振器接触平面间插入薄垫片(如 1.0 mm、0.5 mm)来调整隔振器的高度,直至隔振器的高度满
8、足要求。2.3对中工装设计根据柴油机、高弹性联轴器、中间支架及中间筏体等设备组成的有限空间,设计对中工装,如图4所示。2.4挠度测量工装推进柴油机组对中工装为悬垂结构,工装、百分表及百分表接杆的重力会使工装产生弹性变形,工装向下弯曲,即为工装挠度。挠度会严重影响同心度和平行度测量数值的准确性,因此,用百分表法对中的时候,一定要考虑对中工装的挠度。设计的挠度测量工装如图5所示。表1某推进柴油机组组成设备的主要参数设备名称柴油机高弹性联轴器中间支架万向联轴器柴油机隔振器中间筏体(含中间支架减振机架)型号16V270LSRF3620ZZ400WL440.5CMXW-60尺寸/mm6 0702 430
9、3 9301 1006098505308755501 6504803302057 5002 8001 100重量/t48.500.800.950.170.1021.00图1隔振器和中间支架减振机架布置图图2推进柴油机组安装流程图3推进柴油机组装置简图图4推进柴油机组对中工装图5推进柴油机组挠度测量工装第 45 卷第 2 期 50 柴 油 机2.5对中工装挠度分析及测量2.5.1工装挠度分析工装挠度分为垂直挠度y,0和水平挠度x,0。如图6所示,建立力学模型1:AB段表示工装的横杆,长度为a;BC段表示工装的立杆,长度为l,A点的集中载荷p表示百分表及接杆重量;均布载荷q表示AB段工装的自重。若
10、不计轴向力和剪力对位移的影响,则A点的垂直位移和水平位移即为工装的垂直挠度y,0和水平挠度x,0。垂直挠度即柴油机轴线与中间支架轴线的同心度挠度,水平挠度即柴油机轴线与中间支架轴线的平行度挠度。y,0和x,0是工装在 0位置的挠度,挠度方向与百分表指针方向一致,随着工装的转动,挠度对百分表指针读数的影响呈正弦变化2,百分表测点与 0初始位置相对于轴心形成的夹角为,则在不同位置工装挠度对表针读数的影响为:y=y,0cos (1)x=x,0cos (2)在百分表法对中过程中,一般只记录0,90,180,270这4个特殊位置的百分表读数,所以只要计算这4个点的挠度,即同心度的挠度为:y,0=-y,1
11、80,y,90=y,270=0,可得:y,0-y,180=2y,0平行度的挠度:x,0=-x,180,x,90=x,270=0可得:x,0-x,180=2x,0从以上分析可以得出:同心度挠度和平行度挠度在垂直方向(0和180)为百分表在两点位置读数差值的一半;在水平方向(90和270)百分表的测量数值可以相互抵消,对中结果不受影响。2.5.2工装挠度测量对中工装及挠度测量工装加工完成后,用挠度测量工装对对中工装进行挠度测量,如图 7所示。百分表测量值见表2,经计算,同心度挠度y为0.09 mm,平行度挠度x为0.06 mm。3对中主要工序3.1安装高弹性联轴器由于柴油机为弹性安装,高弹性联轴器
12、的重量足以使柴油机下部的隔振器产生压缩变形,因此,必须先将高弹性联轴器安装在柴油机飞轮上,对中结果才会准确。在安装前,先把柴油机飞轮与高弹性联轴器的贴合面清洁干净,将高弹性联轴器贴合在飞轮上,并将连接螺栓拧紧至规定转矩。3.2安装及调整中间支架将中间支架吊装在中间支架减振机架上,通过中间支架地脚的 4个顶丝来调整中间支架的高度,直至高弹性联轴器的法兰凹止口与中间支架的凸止口贴合,将中间支架地脚螺栓穿过中间支架地脚安装于中间支架减振机架。测量中间支架地脚与中间支架减振机架之间的间隙,根据测量值,现场制作中间支架地脚垫片(一般为钢制垫片或铜皮垫片,垫片厚度一般为 2.00 mm、1.00 mm、0
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