柴油机曲轴臂距差测量数据分析与影响因素

柴油机曲轴形状复杂,承受着弯曲,扭转、压缩等多种负荷的作用,其刚性较差。从实际来说,它安装在高低不同的主轴承上,其轴心线将呈弯曲状况,在这种状况下,每一个曲柄的两个曲臂之间的距离在曲轴回转一周中是不断变化的,如果这种周期性的变化过大,就可能会引起曲轴的扭转和弯曲变形,甚至产生裂纹和发生折断,而它是柴油机中造价最高的一部分。故此,我们在平时安全检查过程中,应该认真检查船舶检验部门核发的“检验报告"及船舶的检修记录,核实船舶的检验种类,校核船舶柴油机曲轴臂距差的最大值,分析、判断其是否超过该机型的安装极限。本文就柴油机曲轴臂距差的测量数据与影响因素做一个简单的分析。一、数据分析1、曲轴正转与倒转数值不相同曲轴臂距差应按柴油机正转方向转车进行测量,这样可以得到与曲轴正常运转相似的状况。如果曲轴倒转测量,一般所测得的数据与正转测得的数据基本上是相同的,但是由于某些主轴颈在曲轴倒转时会在主轴承上有微量的移动,以使测得的数值有些出入,特别是靠近飞轮端那个曲柄臂距差数值可能会出现较大的偏差,这种现象纯属正常,核查时应以正转测得的数值为准,倒转测量仅作参考。2、曲轴转回到起始位置后臂差表指针不回复到原位这种现象在曲柄上不带活塞连杆装置时常见,即若在起始位置上将表指针调正到“O”,当曲轴转一周后回到起始位置时,表上的指针往往不是回复到原来的“0”位,这种现象的产生主要是由于曲轴在转动一周中不断地变形(张开和缩合),而主轴承和主轴颈之间存在着较大的摩擦力又在一定程度上阻止这种变形。这种摩擦力就成了转回起始位置时,曲柄臂距完全恢复到原来状况的阻力,或者说曲柄变形的恢复有一定的滞性,但是这种误差不会太大,如果较大,可能是表或冲孔等有问题。3、左右臂距差相差较大这种现象较少发生,如有,一般有三种可能:(1)指刮主轴承下轴瓦时单边(左边或右边)刮削过多,曲柄偏于一边;(2)飞轮端那个曲柄受轴系安装不良的影响;(3)飞轮端或自由端那个曲柄由于中间轴或曲轴自由端装有皮带轮、皮带张紧力的影响。4、活塞连杆装置拆卸前后臂距差数值相差很大正常情况下活塞连杆装置拆卸前后臂距差数值是略有相差的;有相差是由于活塞连杆装置重量作用的结果。但是如果相差较大则是不正常的,这主要是活塞连杆装置未拆前,由于其重量作用,迫使某些主轴颈与下轴瓦不贴附,这样曲轴轴心线状况在其拆卸前后就不一样,从而使测量数据产生较大的误差。二、曲轴臂距差的影响因素分析1、主轴承不均匀磨损的影响主轴承在不断地回转运动中耐磨合金不断地被磨损掉,如果某几道主轴承磨损特别严重，则各主轴颈就会不均匀地下沉,曲轴就发生挠曲,臂距差也随之变化,这是影响臂距差的主要因素之一。主轴承的磨损一般是不均匀的,这是由于:（1）各缸的功率不一致;（2）某些主轴承的重浇耐磨合金时所用的合金牌号和成分与其他主轴承个相回,内此运转中磨损情况不一;

(3)个别主轴承由于安装间隙过小或润滑系统发生故障,造成供油不足,甚至供油中断，使这些主轴承耐磨合金烧熔;

(4)曲轴永久变形后各主轴颈轴线不同心,或主轴颈椭圆度过大,使其相应的主轴承磨损加剧,或引起耐磨合金产生裂纹和剥落;(5)当润滑油中含有固体杂贝仅共仕工轴承上不均匀分布,使其磨损不一。

(6)各主轴承由于柴油机设计、结构等方面的原因而承受的负荷不同使其磨损出现不均匀。2、船舶装载的影响船体犹如一弹性梁,由于所受浮力和装货重量分布不均匀,使船体产生弹性弯曲变形。对于货船有时会严重影响曲轴的臂距差。对于机舱在中部的情况:装货后,由于机舱前后货舱的重量重于机舱,使船体中部发生向上的弯曲,这就使曲轴轴心线也呈上弧线弯曲，其影响规律是:一般满载比空载时有使曲轴轴心线向上弧线弯曲发展的趋势,即原来空载时臂距差是“–”值;满载后会使“–”值增加;原来是“+”值,则使“+"值减少,其中变化最显著的往往是飞轮端那个曲柄的臂距差。对于机舱在尾部的情况:船舶装载时对曲轴臂距差的影响规律基本上与船中机型相同，但其影响程度较小。由于存在较大的臂距差变化,营运中船舶在装货时就要注意配载均匀,以免船体变形过大而对臂距差造成过大的影响。3、飞轮重量的影响柴油机曲轴都装有飞轮,必然会对曲轴臂距差产生影响,一般情况下飞轮重量对曲轴臂距差的影响规律是:当飞轮被安装上曲轴后,使飞轮端那个曲柄的臂距差向“-”值增加,“+”值减少的方向发展,即使曲轴轴心趋于上弧线弯曲,因此在修理时若发现飞轮端曲柄臂距差超过标准值时,可以通过抬高外伸轴承或者邻近飞轮端的主轴承来调整。4、活塞连杆装置的影响活塞连杆装置有一定的重量,它对曲轴臂距差的影响规律是:当各主轴承承受重量均匀，各主轴颈与下轴瓦贴附良好,当拆去装置后会使各曲轴臂距差向“-”值方向发展。若发现修理记录不是按此规律发展,则说明某些主轴承没有与下轴瓦很好地贴附,甚至发生离空现象。5、轴系连接误差的影响船用柴油机曲轴与轴系一般都采用刚性连接,连接中两者的误差会对曲轴臂距差产生影响,其影响规律是:当轴线轴心线高于曲轴轴心线和两法兰下开口时,则连接后该曲柄臂距差向“+"值增加方向发展,反之,其变化也相反。从上述变化可知它的影响与飞轮重量对臂距差的影响相反,可以利用它来调整飞轮端曲柄臂距差过大。6、柴油机冷态与热态的影响柴油机冷态与热态所测得的臂距差数值是不相同的,一般规律是:热态测量比冷态测量会使臂距差向“-"值增加方向发展,但是热态测得的数值是不太准确的,这是因为曲柄测量工作是逐个进行,需要一定时间,在这一段时间内,最后一曲柄可能已成为冷态。另外,臂差表温度也不断升高,使读数不准。因此我们应以冷态测量的数据为准,只要冷态数值不超过标准允许值,就能保证曲轴的安全运行。7、转车机正倒转的影响在测量时转车机对飞轮有一定外力,会引起臂距差产生偏差,因此测量过程应标明转车机自始至终按一个方向转动(即正车方向)。8、主轴承盖安装与拆卸的影响在正常情况下,主轴承盖安装与拆卸所测得臂距差数值是基本相同的,但存在下列现象,则这两者的数值会有变化:(1)下轴瓦与主轴承座贴附不良;(2)主轴颈与下轴瓦离空;(3)偏心下轴瓦安装不良。上述三项影响因素主要是由于制造、安装或操作不善所引起,是完全可以设法避免的。9、机座底脚螺栓和贯穿螺栓有无松动拧紧后的影响船用柴油机在运行一段时问后,会使某些底脚螺栓和贯穿螺栓松动,影响柴油机的正常运行,因此,需要经常检查底脚螺栓有无松动和定期拧紧贯穿螺栓,在拧紧螺栓中,都有可能使机座状况发生变化,从而使曲轴臂距差发生变化。因此,柴油机修理时,在测量臂距差之前，应先检查底脚螺栓有无松动。但是,在柴油机修理时,决不允许用改变底脚螺栓和贯穿螺栓预紧力的方法来调整臂距差,也决不允许在小修或检修中用调整机座与基座之间垫块的方法来改变臂距差,后者只有在大修时才允许这样做。10、其他影响因素海水温度与大气温度的温差和它们本身的温差都会使船体变形,从而影响曲轴臂距差,故我们在调整臂距差时最好选择在晚上、早晨或阴雨天。船舶进坞或上排后,由于它搁置在木墩上，会使船体变形,也会使曲轴臂距差受到影响,因此船舶在坞内或排上不宜调整臂距差。在中小型船舶上,常用主机通过皮带轮带动发电机或离心水泵,这样在调整臂距差时应注意皮带张紧力的影响。拖轮在拖带时会使船体发生变形而影响曲轴臂距差,但由于拖钩安放在机舱后上部,在港作业拖轮上其拖带钢丝绳是向上的,船体变形使尾部抬高,这样曲轴后几道臂距差向“+"值方向发展,即轴心线趋于下弧线弯曲,而驳船拖轮在拖带时相反。因此对于拖轮在调整曲轴臂距差时,必须了解其工作性质后按不同的情况分别予以考虑。船舶在发生海损事故(如碰撞搁浅等)后，可能会使船体永久变形,因而影响曲轴臂距差,所以在船舶发生海损事故后应立即测量臂距差,将测得的数据与过去的数据作比较,从而判