柴油機(jī)曲軸臂距差測量數(shù)據(jù)分析與影響因素

柴油機(jī)曲軸形狀復(fù)雜,承受著彎曲,扭轉(zhuǎn)、壓縮等多種負(fù)荷的作用,其剛性較差。從實(shí)際來說,它安裝在高低不同的主軸承上,其軸心線將呈彎曲狀況,在這種狀況下,每一個(gè)曲柄的兩個(gè)曲臂之間的距離在曲軸回轉(zhuǎn)一周中是不斷變化的,如果這種周期性的變化過大,就可能會(huì)引起曲軸的扭轉(zhuǎn)和彎曲變形,甚至產(chǎn)生裂紋和發(fā)生折斷,而它是柴油機(jī)中造價(jià)最高的一部分。故此,我們?cè)谄綍r(shí)安全檢查過程中,應(yīng)該認(rèn)真檢查船舶檢驗(yàn)部門核發(fā)的“檢驗(yàn)報(bào)告"及船舶的檢修記錄,核實(shí)船舶的檢驗(yàn)種類,校核船舶柴油機(jī)曲軸臂距差的最大值,分析、判斷其是否超過該機(jī)型的安裝極限。本文就柴油機(jī)曲軸臂距差的測量數(shù)據(jù)與影響因素做一個(gè)簡單的分析。一、數(shù)據(jù)分析1、曲軸正轉(zhuǎn)與倒轉(zhuǎn)數(shù)值不相同曲軸臂距差應(yīng)按柴油機(jī)正轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)車進(jìn)行測量,這樣可以得到與曲軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)相似的狀況。如果曲軸倒轉(zhuǎn)測量,一般所測得的數(shù)據(jù)與正轉(zhuǎn)測得的數(shù)據(jù)基本上是相同的,但是由于某些主軸頸在曲軸倒轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)在主軸承上有微量的移動(dòng),以使測得的數(shù)值有些出入,特別是靠近飛輪端那個(gè)曲柄臂距差數(shù)值可能會(huì)出現(xiàn)較大的偏差,這種現(xiàn)象純屬正常,核查時(shí)應(yīng)以正轉(zhuǎn)測得的數(shù)值為準(zhǔn),倒轉(zhuǎn)測量僅作參考。2、曲軸轉(zhuǎn)回到起始位置后臂差表指針不回復(fù)到原位這種現(xiàn)象在曲柄上不帶活塞連桿裝置時(shí)常見,即若在起始位置上將表指針調(diào)正到“O”,當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)一周后回到起始位置時(shí),表上的指針往往不是回復(fù)到原來的“0”位,這種現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是由于曲軸在轉(zhuǎn)動(dòng)一周中不斷地變形(張開和縮合),而主軸承和主軸頸之間存在著較大的摩擦力又在一定程度上阻止這種變形。這種摩擦力就成了轉(zhuǎn)回起始位置時(shí),曲柄臂距完全恢復(fù)到原來狀況的阻力,或者說曲柄變形的恢復(fù)有一定的滯性,但是這種誤差不會(huì)太大,如果較大,可能是表或沖孔等有問題。3、左右臂距差相差較大這種現(xiàn)象較少發(fā)生,如有,一般有三種可能:(1)指刮主軸承下軸瓦時(shí)單邊(左邊或右邊)刮削過多,曲柄偏于一邊;(2)飛輪端那個(gè)曲柄受軸系安裝不良的影響;(3)飛輪端或自由端那個(gè)曲柄由于中間軸或曲軸自由端裝有皮帶輪、皮帶張緊力的影響。4、活塞連桿裝置拆卸前后臂距差數(shù)值相差很大正常情況下活塞連桿裝置拆卸前后臂距差數(shù)值是略有相差的;有相差是由于活塞連桿裝置重量作用的結(jié)果。但是如果相差較大則是不正常的,這主要是活塞連桿裝置未拆前,由于其重量作用,迫使某些主軸頸與下軸瓦不貼附,這樣曲軸軸心線狀況在其拆卸前后就不一樣,從而使測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大的誤差。二、曲軸臂距差的影響因素分析1、主軸承不均勻磨損的影響主軸承在不斷地回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中耐磨合金不斷地被磨損掉,如果某幾道主軸承磨損特別嚴(yán)重，則各主軸頸就會(huì)不均勻地下沉,曲軸就發(fā)生撓曲,臂距差也隨之變化,這是影響臂距差的主要因素之一。主軸承的磨損一般是不均勻的,這是由于:（1）各缸的功率不一致;（2）某些主軸承的重澆耐磨合金時(shí)所用的合金牌號(hào)和成分與其他主軸承個(gè)相回,內(nèi)此運(yùn)轉(zhuǎn)中磨損情況不一;

(3)個(gè)別主軸承由于安裝間隙過小或潤滑系統(tǒng)發(fā)生故障,造成供油不足,甚至供油中斷，使這些主軸承耐磨合金燒熔;

(4)曲軸永久變形后各主軸頸軸線不同心,或主軸頸橢圓度過大,使其相應(yīng)的主軸承磨損加劇,或引起耐磨合金產(chǎn)生裂紋和剝落;(5)當(dāng)潤滑油中含有固體雜貝僅共仕工軸承上不均勻分布,使其磨損不一。

(6)各主軸承由于柴油機(jī)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)等方面的原因而承受的負(fù)荷不同使其磨損出現(xiàn)不均勻。2、船舶裝載的影響船體猶如一彈性梁,由于所受浮力和裝貨重量分布不均勻,使船體產(chǎn)生彈性彎曲變形。對(duì)于貨船有時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響曲軸的臂距差。對(duì)于機(jī)艙在中部的情況:裝貨后,由于機(jī)艙前后貨艙的重量重于機(jī)艙,使船體中部發(fā)生向上的彎曲,這就使曲軸軸心線也呈上弧線彎曲，其影響規(guī)律是:一般滿載比空載時(shí)有使曲軸軸心線向上弧線彎曲發(fā)展的趨勢,即原來空載時(shí)臂距差是“–”值;滿載后會(huì)使“–”值增加;原來是“+”值,則使“+"值減少,其中變化最顯著的往往是飛輪端那個(gè)曲柄的臂距差。對(duì)于機(jī)艙在尾部的情況:船舶裝載時(shí)對(duì)曲軸臂距差的影響規(guī)律基本上與船中機(jī)型相同，但其影響程度較小。由于存在較大的臂距差變化,營運(yùn)中船舶在裝貨時(shí)就要注意配載均勻,以免船體變形過大而對(duì)臂距差造成過大的影響。3、飛輪重量的影響柴油機(jī)曲軸都裝有飛輪,必然會(huì)對(duì)曲軸臂距差產(chǎn)生影響,一般情況下飛輪重量對(duì)曲軸臂距差的影響規(guī)律是:當(dāng)飛輪被安裝上曲軸后,使飛輪端那個(gè)曲柄的臂距差向“-”值增加,“+”值減少的方向發(fā)展,即使曲軸軸心趨于上弧線彎曲,因此在修理時(shí)若發(fā)現(xiàn)飛輪端曲柄臂距差超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),可以通過抬高外伸軸承或者鄰近飛輪端的主軸承來調(diào)整。4、活塞連桿裝置的影響活塞連桿裝置有一定的重量,它對(duì)曲軸臂距差的影響規(guī)律是:當(dāng)各主軸承承受重量均勻，各主軸頸與下軸瓦貼附良好,當(dāng)拆去裝置后會(huì)使各曲軸臂距差向“-”值方向發(fā)展。若發(fā)現(xiàn)修理記錄不是按此規(guī)律發(fā)展,則說明某些主軸承沒有與下軸瓦很好地貼附,甚至發(fā)生離空現(xiàn)象。5、軸系連接誤差的影響船用柴油機(jī)曲軸與軸系一般都采用剛性連接,連接中兩者的誤差會(huì)對(duì)曲軸臂距差產(chǎn)生影響,其影響規(guī)律是:當(dāng)軸線軸心線高于曲軸軸心線和兩法蘭下開口時(shí),則連接后該曲柄臂距差向“+"值增加方向發(fā)展,反之,其變化也相反。從上述變化可知它的影響與飛輪重量對(duì)臂距差的影響相反,可以利用它來調(diào)整飛輪端曲柄臂距差過大。6、柴油機(jī)冷態(tài)與熱態(tài)的影響柴油機(jī)冷態(tài)與熱態(tài)所測得的臂距差數(shù)值是不相同的,一般規(guī)律是:熱態(tài)測量比冷態(tài)測量會(huì)使臂距差向“-"值增加方向發(fā)展,但是熱態(tài)測得的數(shù)值是不太準(zhǔn)確的,這是因?yàn)榍鷾y量工作是逐個(gè)進(jìn)行,需要一定時(shí)間,在這一段時(shí)間內(nèi),最后一曲柄可能已成為冷態(tài)。另外,臂差表溫度也不斷升高,使讀數(shù)不準(zhǔn)。因此我們應(yīng)以冷態(tài)測量的數(shù)據(jù)為準(zhǔn),只要冷態(tài)數(shù)值不超過標(biāo)準(zhǔn)允許值,就能保證曲軸的安全運(yùn)行。7、轉(zhuǎn)車機(jī)正倒轉(zhuǎn)的影響在測量時(shí)轉(zhuǎn)車機(jī)對(duì)飛輪有一定外力,會(huì)引起臂距差產(chǎn)生偏差,因此測量過程應(yīng)標(biāo)明轉(zhuǎn)車機(jī)自始至終按一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)(即正車方向)。8、主軸承蓋安裝與拆卸的影響在正常情況下,主軸承蓋安裝與拆卸所測得臂距差數(shù)值是基本相同的,但存在下列現(xiàn)象,則這兩者的數(shù)值會(huì)有變化:(1)下軸瓦與主軸承座貼附不良;(2)主軸頸與下軸瓦離空;(3)偏心下軸瓦安裝不良。上述三項(xiàng)影響因素主要是由于制造、安裝或操作不善所引起,是完全可以設(shè)法避免的。9、機(jī)座底腳螺栓和貫穿螺栓有無松動(dòng)擰緊后的影響船用柴油機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)問后,會(huì)使某些底腳螺栓和貫穿螺栓松動(dòng),影響柴油機(jī)的正常運(yùn)行,因此,需要經(jīng)常檢查底腳螺栓有無松動(dòng)和定期擰緊貫穿螺栓,在擰緊螺栓中,都有可能使機(jī)座狀況發(fā)生變化,從而使曲軸臂距差發(fā)生變化。因此,柴油機(jī)修理時(shí),在測量臂距差之前，應(yīng)先檢查底腳螺栓有無松動(dòng)。但是,在柴油機(jī)修理時(shí),決不允許用改變底腳螺栓和貫穿螺栓預(yù)緊力的方法來調(diào)整臂距差,也決不允許在小修或檢修中用調(diào)整機(jī)座與基座之間墊塊的方法來改變臂距差,后者只有在大修時(shí)才允許這樣做。10、其他影響因素海水溫度與大氣溫度的溫差和它們本身的溫差都會(huì)使船體變形,從而影響曲軸臂距差,故我們?cè)谡{(diào)整臂距差時(shí)最好選擇在晚上、早晨或陰雨天。船舶進(jìn)塢或上排后,由于它擱置在木墩上，會(huì)使船體變形,也會(huì)使曲軸臂距差受到影響,因此船舶在塢內(nèi)或排上不宜調(diào)整臂距差。在中小型船舶上,常用主機(jī)通過皮帶輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)或離心水泵,這樣在調(diào)整臂距差時(shí)應(yīng)注意皮帶張緊力的影響。拖輪在拖帶時(shí)會(huì)使船體發(fā)生變形而影響曲軸臂距差,但由于拖鉤安放在機(jī)艙后上部,在港作業(yè)拖輪上其拖帶鋼絲繩是向上的,船體變形使尾部抬高,這樣曲軸后幾道臂距差向“+"值方向發(fā)展,即軸心線趨于下弧線彎曲,而駁船拖輪在拖帶時(shí)相反。因此對(duì)于拖輪在調(diào)整曲軸臂距差時(shí),必須了解其工作性質(zhì)后按不同的情況分別予以考慮。船舶在發(fā)生海損事故(如碰撞擱淺等)后，可能會(huì)使船體永久變形,因而影響曲軸臂距差,所以在船舶發(fā)生海損事故后應(yīng)立即測量臂距差,將測得的數(shù)據(jù)與過去的數(shù)據(jù)作比較,從而判