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阿根廷CCD5A1型柴油机主发组装工艺研究

2018-07-10李万伟朱燕峰许伟

智富时代 2018年4期
关键词:柴油机电机

李万伟 朱燕峰 许伟

【摘 要】通过对阿根廷柴油机主发组装原理进行研究,制作可靠的工装,探究可行的方法,完善出柴油机主发拼装工艺,以满足组装要求。

【关键词】柴油机;电机;轴向间隙

阿根延机车采用进口MTU柴油机,主发电机为新型结构,组装过程中需添加垫片来控制轴向尺寸,保证组装间隙。由于组装精度高、要求严,测量方法、工装精度都会影响组装间隙。因此,对组装提出了更高的要求。

一、柴油机主发拼接原理

柴油机主发包括运动件和固定件,运动件为电机转子、过渡盘、碳纤维盘、曲轴法兰;固定件为主发电机外壳、连接箱、机体(图1)。柴油机与电机外部通过连接箱连接,内部通过过渡盘、碳纤维盘连接。因零件加工误差及组装累计误差,会导致内侧长度和外侧长度不一致,从而使柴油机无轴向间隙或间隙偏小,加剧电机轴承及曲轴轴承的磨损,最终影响柴油机的运行。故需精确测量出外部和内部总长度,根据其差值选配垫片,使外部长度与内部保持一致,保证最终组装间隙。

1-电机;2-连接箱;3-过渡盘;

4-碳纤维盘;5-曲轴法兰;6-柴油机机体

二、柴油机主发组装工艺要求

柴油机主发拼接时,先将过渡盘及碳纤维盘连接在主发转子上,测量出主发定子端面到碳纤维连接盘端面的距离,记为L1。然后将连接箱安装在柴油机上,测量出连接箱端面到曲轴法兰端面的距离,记为L2。用L1减L2计算出垫片厚度,将选配的垫片安装在过渡盘与碳纤维盘之间,保证组装后柴油机的间隙在0.4-0.6mm范围内。根据工艺要求,制定了合理的组装流程(图2)。

三、柴油机主发拼接工装制作

在测量轴向间隙时,需在电机转子和定子同轴时,来回撬动转子测量轴向位移。由于组装空间的限制,需要设计拆装方便、体积小巧、能够调节转子轴心的支撑工装;由于电机重量较大、结构紧凑,来回移动电机转子并非易事,需根据实际位置设计操作方便、省力的主发电机转子移动工装。

经过工艺分析和研究,参照机械设计手册【1】及内燃机原理【2】,确定工装设计方案,并制作完成了转子支撑工装及电机移动工装(图3)。

四、柴油机主发组装工艺研究

柴油机主发组装时,按原有工艺多次组装均无轴向间隙。通过对组装原理进行研究,结合实际操作过程中存在的问题,分析出原有组装工艺存在以下不足:主发电机移动工装受力大小不好控制,测量工装误差大,从而使测量结果不准确,导致测量計算出的垫片厚度与实际所需不符;通过来回撬动曲轴复测的轴向间隙不能准确反映实际组装状态。

针对上述存在的问题,结合柴油机主发原理及分析前期测量数据(图4)。通过研究和论证,探究出了合理的组装工艺方法:

1.测量电机轴向间隙时,转子移动工装将电机转子顶到一侧,施力较大使电机轴承受力变形,受力越大变形越大,测量间隙比实际大;反之偏小。通过分析对操作过程进行改进,电机移至一侧后松开移动工装,使电机处于自由状态后进行测量。

2.由于测量面距离大,致使测量工装尺寸较大,在使用时易变形致测量结果不准。通过分析对测量工装进行改进,使用硬度好、无变形的石制测量工装。

3.测量时的接触面状态不同于组装的接触面状态,组装时受力更大,接触面密贴的更紧,并且有微小的变形,所以测量结果比实际大。经过统计分析及后期实际验证,测量厚度减去0.5mm左右时接近实际值。

4.由于碳纤维盘材料较软,受力易变形,造成复测间隙不准。但通过盘车使碳纤维盘转动,就会释放变形量使之恢复自由状态。故对复测方法进行改进,组装后盘动柴油机一圈,测量柴油机和电机外侧间隙;再盘动一圈,测量柴油机和电机内侧间隙。通过上述方法复测的数据可以反映实际组装状态,从而保证组装质量。

五、结论

经过前期数据统计分析及工艺的研究论证,摸索出了解决上述问题的工艺方法,改进了原有组装工艺,完善出了适合现场操作的阿根廷CCD5A1型柴油机主发组装工艺,完成了批量柴油机主发拼装工作。阿根廷机车的顺利交付,表明该工艺是可行稳定的。

【参考文献】

[1]吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册(3)[M].高等教育出版社.2006.

[2]吴兆汉,汪长民,林桐藩.内燃机设计(3)[M].北京理工大学出版社.1990.

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