关于某船主机甩档超差的原因分析.docxVIP

测量臂距差是保证主机曲轴不在弯曲异常状态下工作的重要措施，如果甩档值超出设计允许范围，曲轴可能会因过度弯曲而极易发生疲劳导致断裂，严重损坏主机，因此各档甩档值是主机安装调整的重要数据之一。

某船采用的两台主机是法国S.E.M.T设计的IELSTICK柴油机系列中的一种，主机型号为16PC2-6，额定转速520r/min。

一、主机甩档说明

该机型甩档测量位置见图1,甩档表为百分表，最小刻度0.01mm。

图1甩档测量位置

对于垂直臂距差dv,如果当曲柄销处于上止点时曲拐张开(当曲柄销处于下止点时曲拐并拢)就是正的，相反情况下臂距差就是负值;对于水平臂距差dh,如果当曲柄销处于柴油机右边时曲拐张开(当曲柄销处于左边时曲拐并拢)就是正的，相反情况下臂距差就是负值，示意图见图2。

图2甩档值正负示意图

根据设计要求，该机型甩档要求见表1。

二、调整主机安装状态，查找原因

鉴于该船左主机超差现象较为严重，主要在左主机上进行调频试验。

左机甩档记录见图3。

由甩档数据可看出，第6、7、8档水平方向甩档超差较大，根据各档排列顺序，该三档靠近主机自由端。

根据以往主机安装调整经验，主机水平调整不到位易导致甩档超差。

为验证这种可能，首先对主机水平进行了一系列调整试验，各调整状态对应的7、8档甩档值见图4。

通过对主机水平的一系列调整数据可看出，尽管主机在水平安装上已经进行了较大位移的调整，但是甩档值并没有明显变化，因此可排除主机水平安装方面的因素。

根据所测甩档值可看出，6、7、8档的曲轴弯曲方向是一致的，亦即曲轴明显朝向主机左侧弯曲。

因此推测机架侧向定位可能偏差过大导致位于机架内的主轴承孔各轴线同轴度超差，进而引起曲轴弯曲。

考虑到这种原因的可能性，于是对主机进行了横向调整试验。

具体方法就是撤掉主机自由端的四个横向定位挡块，用千斤顶横向移动主机机座，观察调整效果。

主机轴承排序及横向定位挡块布置示意图，见图5。

图5主机安装示意图

在调整试验过程中,分别用千斤顶支3#和2#定位挡块，当两处机架位移达1mm时甩档依旧没有明显变化，因此排除了侧向定位方面的原因。

通过对主机两种安装状态的系列调整,试验排除了安装原因导致甩档值超差的可能性，因此推断可能是主机内部原因导致了甩档超差。

三、分析主机工作状态，查找原因

由于主机各档主轴承孔的同轴度、平行度等形位公差均是靠机加工来保证的，该机出厂证书中的冷态、热态甩档数据是很好的，没有超差现象。

查阅该机出厂试验报告，主机整个运行阶段轴瓦没有过热且勘验轴瓦亦无偏磨现象,因此排除了主机零部件尺寸超差导致甩档超差的可能性。

另外，台架试验时甩档测量状态跟装船状态的甩档测量状态是有差异的。

该船没有离合器，盘车测量甩档时主机需拖动齿轮箱、尾轴(长30m)、螺旋桨，阻力较大，主机在台架甩档测量时仅拖动水里测功器阻力相对要小很多。

盘车机施加给曲轴的力过大有可能导致曲轴变形，进而导致甩档超差。

盘车时曲轴受力分析图(从功率输出端看)，见图6。

图6逆时针盘车曲轴受力分析

该型主机盘车机置于主机自由端右侧，由图6可看出，当逆时针盘车时曲轴受力可分解为竖直方向跟水平方向的两个力。

主机在工厂台架上时由于盘车阻力较小，该两分力也较小不会引起曲轴明显变形，但是装船后测量甩档盘车时曲轴受力增加，引起曲轴变形，所测甩档超差。

为验证该种分析可能性，分别顺时针、逆时针方向盘车，并记录不同盘车方向盘车机脱开与啮合时甩档数据。

由于第8档最为明显，本文仅以第8档数据为例,进行分析。

甩档数据见图7。

图7顺、逆时针盘车第8甩档值

可看出，当盘车机脱开亦即盘车机不再对曲轴施加外力的情况下，曲轴甩档值很好，曲轴直线度很理想。

由表2中盘车机啮合状态甩档数据可看出，主机顺、逆时针盘车时曲轴弯曲方向是相反的，且曲轴弯曲方向与其受力方向一致。

逆时针盘车时，曲轴受力方向为左上，曲轴轴线向左弯曲，右侧甩档值增加;顺时针盘车时，曲轴受力方向为右下，曲轴轴线向右弯曲，左侧甩档值增加。

经上述分析知,该船主机甩档超差是因为盘车时阻力过大，曲轴受力变形过大，进而导致甩档超差。

四、结论

通过一些列调整试验及数据的对比分析，可确定曲轴甩档超差的主要原因是盘车阻力过大，曲轴受力变形。

但是当盘车机脱开时所测数据能完全满足使用要求,而且主机工作时不会受到盘车机施予的外力，因此可认为，主机工作状态下能保证曲轴轴线直线度满足的设计要求，这并不影响整机运行可靠性。