（实训项目十三） 增压器的拆装及主要配合间隙测量

1、实训项目十三 增压器的拆装及主要配合间隙测量一、项目实训教学目标1、掌握废气涡轮增压器轴承的拆装方法；2、掌握废气涡轮增压器转子拆装方法；3、掌握废气涡轮增压器主要配合间隙的测量；4、正确使用工量具。二、背景知识1、废气涡轮增压器是高速回转的精密机械。废气涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，增压的目的是通过提高空气密度，增加进入柴油机气缸的空气量。它是利用柴油机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。对于给定的气缸容积，增压就允许有更多的燃油燃烧，从而使柴油机的输出功率增加。图52 VTR250型涡轮增压器剖视图20-轴

2、；21-涡轮叶轮；25-压气机叶轮；26-导风轮；28-扩压器；30-喷嘴环；33-甩油环；34-压盖；50-迸气箱; 58-轴承盖；72-排气蜗壳；80-消音器；82-进气管；803-滤网；702-隔热墙；704-轴保护套；506、 507-油封； 508-油、气封平衡通道；7021 、 2534-气封；320、 380-滚动轴承；2081-环形螺母；2084-锁紧螺母2、废气涡轮增压器的基本零件是：涡轮机、压气机、连接轴、支承座和外壳。在船用废气涡轮增压器中，瑞士ABB公司制造的VTR型涡轮增压器得到了广泛的应用，它有0、1、4、4A四种系列，几十种规格。下面以VTR250为例说明基本结构

3、。3、涡轮增压器的主要装配间隙。增压器是在高温状态下高速回转的机械，为了保证运转安全可靠，必须对运动部件与固定部件之间的间隙严格控制。如果间隙太小，极易导致机件发热膨胀，引起运动部件与固定件的擦碰，如叶片与壳体、密封装置与壳体相碰，轻者造成零件的损坏，重者造成严重的事故；如果间隙太大，则漏气损失增大，使增压器的效率降低，从而影响柴油机的正常工作。涡轮增压器的主要装配间隙如图53所示。各间隙大小随机型而异，具体的数值在说明书中有明确规定。图53涡轮增压器的装配间隙如图53中所示：A为压气机端导风轮与压气机壳体的径向配合间隙；B为扩压器与壳体的轴向配合间隙；L为压气机叶轮前面与壳体之间的间隙；M为

4、压气机叶轮背面与气封板之间的轴向间隙；D为轴流式涡轮叶片与喷嘴叶片之间的轴向间隙；E为轴流式涡轮叶片与喷嘴外环之间的径向间隙；N为转子轴串动量或转子轴向热膨胀量。增压器重新安装后应检查运动件一转子与固定件一增压器壳体之间的相对位置关系。装配中，应主要测量间隙有（1）间隙NN为压气机端推力轴承与转子端面之间的轴向间隙，即转子的轴向串动量，用于保证转子轴向热膨胀的情况下不会产生压气机叶轮或气封与增压器壳体相碰。（2）间隙LL为压气机叶轮前面与壳体之间的间隙，保证叶轮前面不与壳体相碰。（3） 间隙MM为压气机叶轮北面与气封板之间的轴向间隙，保证叶轮背面不与气封相碰。4、增压器拆装的基本方法为了正确使

5、用和保养涡轮增压器，正确地排除故障和处理异常现象，就必须熟悉增压器的内部结构，掌握其拆装顺序和要求。首先，应该认真阅读说明书，结合实物了解增压器的结构和所需的专用工具。例如，涡轮和压气机的结构形式、轴承类型和支承方式，以及润滑方式、叶轮与主轴的连接方式和配合性质、各零部件的相对安装位置等。在掌握内部结构和明确要求的情况下，才能进行增压器的拆装工作，否则会造成不应有的损坏。其次，在进行拆装时应正确使用专用工具，按照一定的拆装顺序和要求进行。不能破坏零件原有的精度和表面粗糙度。工作表面应清洗、上油，防止生锈。尤其对轴承工作表面更应注意。要注意各拆卸零件的相对位置，必要时打上记号。最后，在组装时应严

6、格按照说明书所规定的装配间隙进行安装，并按照一定方法进行检验与调整。由于增压器是在高温状态下高速回转的机械，为了保证运转安全可靠，必须对运动部件与固定部件之间的间隙严加控制。因为如果间隙太小，极易导致机件发热膨胀，引起运动部件与固定部件的擦碰。如叶片与壳体相碰，不仅造成零件的损坏，甚至导致严重的事故；若间隙太大，则漏气损失增大，使增压器的效率大大降低，从而影响柴油机的正常工作。涡轮增压器的主要装配间隙如图4-1所示。图中间隙A为导风轮与压气机壳径向间隙；间隙B为压气机与扩压器轴向间隙；间隙M为压气机叶轮背面与气封板轴向间隙；间隙L为压气机叶轮与壳体之间的间隙；间隙D为轴流式叶片与喷嘴式叶片之间

7、的径向间隙；间隙为轴流式涡轮叶片与喷嘴外环之间的径向间隙；为转子轴向串动量。以上这些间隙值在说明书中均有明确规定。此外，在转子轴上的运动件，如压气机叶轮、涡轮等每次装配应保证与上一次的装配位置相同，轴上的零件也不允许随便更换。否则，必须重新进行动平衡试验。三、工具的正确使用1、拆装必须注意安全，在用葫芦及吊架工作时应认真进行安全检查，绳索必须捆好，以防滑落伤人，损坏部件。2、认真阅读增压器说明书及随机图纸，结合实际掌握增压器内部结构首先弄清诸如：压气机和涡轮结构形式、轴承的结构形式、润滑方式、叶轮与转子轴的连接方式、密封装置的形式与位置、各零部件的相对安装位置、配合间隙等问题。在掌握内部结构和

8、明确要求的前提下，才能进行增压器的拆装。切忌盲目拆装，会造成不必要的返工和损坏。3、正确选用和使用拆装工具每台增压器均随机配有一套专用工具，在拆卸时要充分利用。拆卸时，正确使用随机专用拆装工具，才能保证顺利地拆装，特别是在拆装轴承和拉出转子时要用专用工具。4、遵循拆装程序，做好装配标记按照规定的拆卸顺序和工艺要求解体增压器。增压器是高速回转的精密机械，运行时转子的动平衡是保证轴承正常工作的基本条件，转子轴上的各个零件的相对位置非常重要，通常出厂时均做好了配合标记。增压器拆卸时，必须校对装配标记，在拆卸每一个零部件前，要注意其接合面有无定位记号，拆下的相关零件的相对位置必要时打上记号；装配时要心

9、中有数，严格按照原装配标记装配，以免产生安装错误。5、拆卸应仔细轻拆，不应硬拆，在吊部件时（特别是吊出压气机叶轮涡轮转子时）应尽可能水平起吊，绳应竖直。6、装配中注意清洁与润滑各相关部件的清洁是保证装配后增压器高效运转的关键。因为零件的脏污不仅会影响装配间隙及零件之间的位置度，还会加剧磨粒磨损。同样，润滑也是十分重要的，由于增压器是高精密度的机械，其零件间的间隙都很小，如果没有良好的润滑将发生卡死或加大运转初期的磨损，因此，在拆装中不可破坏零部件原有的精度与表面粗糙度，尤其是轴承和轴颈工作表面，应清洁、上油。7、装配中测量与调整安装时应严格按照说明书的安装顺序和要求、规定的装配间隙进行组装，并

10、按照一定的方法进行间隙检验与调整，以保证转子与壳体的对中性，使增压器可靠地运转。由于增压器的高精密性，各零部件的配合间隙必须适宜，稍有不慎即会造成零件的相互摩擦碰撞而损伤。四、实训操作流程及操作方法下面以VTR250为例说明其拆装过程。（一）拆卸过程如下1、拆下压气机端滤器消音器及导气罩（1） 旋下泄油旋塞583 ，放出两端轴承箱内的润滑油。（2）将滤器外壳固定螺钉拆下即可依次取下外壳、滤网、滤芯，然后可清洗导气罩（注意导气罩表面有一层毛毡，清洗时防止损坏）。2、拆下压气机端轴承端盖及涡轮端轴承端盖，如图54所示。图54压气机端轴承端盖3、测量K值。K值是指轴承壳体平面与转子轴头平面的垂直距离

11、。K值是一个综合性参数，一般来说只要测量了K值是正确的，那么其他几个间隙值也就没有什么问题了。 K值在说明书上或增压器压气机端轴承端盖的内侧有明显的数值指示（如图45所示）。VTR250型增压器K = 53.1 mm。K值的测量方法如下：将平尺卡在轴承壳体平面上，用深度游标卡尺测量平尺至转子轴头平面的垂直距离，该距离即为K值，如图55所示。图55 K值的测量方法图56 两端轴锁紧螺母拆卸4、利用专用工具1042固定转子，使用专用套筒1130松下两端轴锁紧螺母2081 ，如图56所示。5、用专用工具1020取下两端甩油盘33 ，如图57（a）所示。6、取下两端轴承座固定螺栓，将压气机及废气涡轮端

12、轴承组用专用工具1020分别从两端拆出。拆出时注意轴承内圈与轴套为过盈紧配合，应小心地将它们一起拆出，并用蜡纸包好，以免弄脏，然后再用油浴加热方法将轴承内圈从轴套上拆下，如图57（ b）所示。7、压气机蜗壳拆卸，如图58所示。最好将增压器垂直放置，拆下压气机蜗壳。吊下涡轮时，必须十分小心，勿碰坏压气机叶轮背面的气封装置。图57轴承的分解与组合8、转子总成抽出，如图59所示，将增压器垂直放置，令压气机端朝上，在压气机转子轴端拧上拉环螺母，小心地将转子吊起，直至涡轮叶盘抵住隔热墙上的轴套，然后用顶螺丝将隔热墙拧松，连同隔热墙一起吊出置于转子架上，抽出时要特别小心勿碰坏轴上的气封片。图58压气机蜗壳

13、拆卸图59转子总成拆卸图9、拆卸涡轮端进气壳及喷嘴环。10、 拆下压气机导风轮及工作叶轮。此项分解工作只限于需要更换叶轮或隔热墙零件时才进行，否则不需再拆卸。拆卸时，要采用加热方法使叶轮胀开后取下，切勿硬击打叶轮或转子轴。11、拆下废气进气壳。将废气进气壳与排气箱的固定螺栓拆下，即可从排气箱上吊下废气进气壳。清洁进气壳后检查喷嘴环，如没有损伤就不再继续拆卸了。如需要继续拆卸，可将喷嘴环外套与喷嘴环一起拆下，然后再分解。（二）安装过程如下：装配是拆卸的反过程，可参照图57（c）、（d）和图60进行装配。装配要求如下：1、 转子组件装入壳体必须垂直下落且要十分小心，勿碰坏叶片及气封片：2、 轴承零

14、件组装时必须使用油浴加热法，加热温度应掌握在l00左右为宜。3、 首先安装涡轮端轴承组及甩油盘，上紧环形螺母和锁紧螺母，然后安装压气机端轴承组，在轴承和轴颈工作表面，应清洁，涂上干净润滑油。图60涡轮装配（三）装配间隙测量1、M间隙测量。M间隙是指压气机叶轮背面气封圈与隔热墙气封圈之间的轴向间隙，如图61所示。其测量方法如下：在废气涡轮端装上拉环螺母，将转子拉向极右端，使压气机叶轮背面与隔热墙气封圈（7021）接触，间隙M消失（M = 0）。用直尺及深度游标卡尺测量出转子轴左端面至压气机壳体端面的距离K2值，如图2-13所示，则有M = K2K mm。2、 L间隙测量。L间隙是指压气机叶轮叶片

15、与压气机进气蜗壳的径向间隙，如图53所示。L间隙的测量方法如下：在压气机端安好甩油盘，旋上环形螺母和锁紧螺母。将轴承座固定螺钉旋松退出为5 mm，消除推力轴承的影响。图61 M间隙的测量图62L间隙测量从废气涡轮端向左推动转子至左极限，使压气机叶轮前端与压气机壳体相接触，间隙L消失（L=0）。在轴承壳体端面用直尺及深度游标卡尺测量出K1值，如图62所示，则有L = K K1 （mm） 。3、 K间隙测量。在L、M值测量后，旋紧环形螺母、锁紧螺母和轴承座固定螺钉。再次检查K间隙，若比原数值大0. 15 mm，应重新检查每个螺栓和螺母。4、N值测量。N值是指推力轴承的轴向间隙，如图53所示。由压气

16、机端轴承的推力间隙确定。N值的测量方法如下:测量前，首先取下增压器两端轴承盖，在涡轮端对转子轴施以轴向推力使之移至左极限，用直尺及深度游标卡尺测量压气机轴承壳端面至转子轴头的垂直距离K3 。然后再从压气机端对转子施以轴向推力使之移至右极限，再用上述测量K3的方法则量出K4 ，则有N= K4K3（mm） 。当各间隙值符合说明书要求时，表明增压器转子与壳体的对中性良好，否则应查明原因， 词整后再度测量。下表11为VTR250型增压器各配合间隙值。表11增压器各配合间隙（mm）KLMNB1B2VTR25053.10.735 -1.250.10 -0.700.2-0.504.05 +0.053.05

17、+0.05五、实训操作注意事项1、拆装必须注意安全，在用葫芦及吊架工作时认真进行安全检查，绳索必须捆好，以防滑落伤人，损坏部件。2、 认真阅读增压器说明书及随机图纸，结合实际掌握增压器内部结构首先弄清诸如：压气机和涡轮结构形式、轴承的结构形式、润滑方式、叶轮与转子轴的连接方式、密封装置的形式与位置、各零部件的相对安装位置、配合间隙等问题。在掌握内部结构和明确要求的前提下，才能进行增压器的拆装。切忌盲目拆装，会造成不必要的返工和损坏。3、正确选用和使用拆装工具每台增压器均随机配有一套专用工具，在拆卸时要充分利用。拆卸时，正确使用随机专用拆装工具，才能保证顺利地拆装，特别是在拆装轴承和拉出转子时要

18、用专用工具。4、遵循拆装程序，做好装配标记按照规定的拆卸顺序和工艺要求解体增压器。增压器是高速回转的精密机械，运行时转子的动平衡是保证轴承正常工作的基本条件，转子轴上的各个零件的相对位置非常重要，通常出厂时均做好了配合标记。增压器拆卸时，必须校对装配标记，在拆卸每一个零部件前，要注意其接合面有无定位记号，拆下的相关零件的相对位置必要时打上记号；装配时要心中有数，严格按照原装配标记装配，以免产生安装错误。5、拆卸应仔细轻拆，不应硬拆，在吊部件时（特别是吊出压气机叶轮涡轮转子时）应尽可能水平起吊，绳应竖直。6、装配中注意清洁与润滑各相关部件的清洁是保证装配后增压器高效运转的关键。因为零件的脏污不仅

19、会影响装配间隙及零件之间的位置度，还会加剧磨粒磨损。同样，润滑也是十分重要的，由于增压器是高精密度的机械，其零件间的间隙都很小，如果没有良好的润滑将发生卡死或加大运转初期的磨损，因此，在拆装中不可破坏零部件原有的精度与表面粗糙度，尤其是轴承和轴颈工作表面，应清洁、上油。7、装配中测量与调整安装时应严格按照说明书的安装顺序和要求、规定的装配间隙进行组装，并按照一定的方法进行间隙检验与调整，以保证转子与壳体的对中性，使增压器可靠地运转。由于增压器的高精密性，各零部件的配合间隙必须适宜，稍有不慎即会造成零件的相互摩擦碰撞而损伤。六、评估考核标准（1）评估要素：增压器轴承的拆卸；增压器转子的拆卸；气封

20、环的测量检查与更换；增压器转子的安装；增压器轴承的安装。（2）评估标准：操作准确、熟练（45 分）；操作准确、比较熟练（40 分）；操作准确、熟练程度一般，能完成操作（35 分）；操作较差，只能完成部分操作（25 分）；操作差，无法完成（025 分）。七、实训总结与技能提升（一） 废气涡轮增压器清洗与检查1、检查外观检查前，各零件不要清洗，以便分析损坏原因。（1）检查增压器壳体的冷却水腔的腐蚀和燃气通道的腐蚀情况。（2）涡轮叶片和压气机叶片有无碰伤、变形、底部裂纹、断裂和腐蚀等。（3）滚动轴承的各零件有无损伤、腐蚀、裂纹和松动等。（4）转子轴上的零部件若经修整或更换，必须做动平衡试验，以保证增

21、压器运转平稳。动平衡试验应符合下述标准：n20 000 r/min时，动平衡精度e0.002 mmn20 000 r/min时，动平衡精度e0.001 mm2、清洗。装配前，所有零件均应仔细清洗。（1）不允许用有腐蚀性的清洗液来清洗各零部件。（2）在清洗液内浸泡零部件上的结炭及沉淀物，使之松软。（3）进油管路、引气管路以及轴承箱更应仔细地清洗。（4）应用压缩空气来吹通润滑油通道。（二）气封装置的检修与更换如果气封装置仅是顶部有波浪形变形的轻微缺陷，可用平嘴钳非常小心而仔细地将其矫平，如果有比较严重的损伤，则必须换新。在船上换新气封片的方法如下：1、备用气封片和压紧丝的检查检查气封片的长度、厚度

22、及压紧丝的直径等尺寸是否合适，检查气封片和压紧丝有无变形等损伤。2、损伤气封片的拆除如图63所示，先用弯凿子4将槽中的压紧丝铲起，用钳子2夹住铲起端将压紧丝拉出，然后将气封片取下。注意:拆除时不可损坏气封片槽。图63气封片的拆除1-气封片;2-尖嘴;3-手捶;4-凿子图64新气封片的安装1-转子轴;2-压紧丝;3-嵌线凿;4-气封片;5-冲子;6-手锤3、 新气封片的安装图65B1和B2的间隙首先按旧气封片截取每根新气封片的长度和清洁气封片槽。安装气封片时，将气封片的一端弯成"U"形，压紧丝放在气封片的"U"形槽内一起装入气封槽中，如图64所示。若&qu

23、ot;U"形片口张得太大，可用木块轻轻地将其敲扁后再嵌入槽中。然后用冲子顶着压紧丝，用小锤均匀用力轻轻敲打冲子，使压紧丝平顺地进入槽中压紧在气封片上。敲打冲子时一定要用力均匀，同一位置不可连续敲击两次，以免使压紧丝受损。当压紧丝在槽中填满一周时，在接头处剪去多余的部分并用锉刀修整接头，使接头处留有1 mm左右的间隙以满足热膨胀要求。此外，各道气封的接头处应相互错开，以起到对燃气的节流、降压和密封作用。最后用平嘴钳将各道气封片矫直，并在车床上按要求的直径大小加工气封片。在全部叶片更换了以后，必须进行加工，使之达到表2-1中B1和B2的间隙，如65所示。（三）滚动轴承的装配工艺轴承对涡轮增压器工作的可靠性有着重大影响，它不仅保证转子安全可靠地高速回转，而且还必须保证转子处在准确的位置上。涡轮增压器轴承分为滚动式和滑动式，船用增压器多采用滚动轴承。滚动轴承的主要特点:摩擦损失小，有良好的加速性，润滑系统简单，润滑油消耗量较少。由于摩擦生热少，可采用独立的自行循环的润滑系统，甩油盘飞溅润滑或转轴自带泵的供油润滑。滚动轴承拆装方便、效率高。但其结构复杂、造价高、工作寿命短，规定的使用寿命期满必须更换。滚动轴承是一种精密的机械装置，增压器中压气机端轴承多采用成对双列向心推力轴承， 起支撑转子和止