關(guān)于某船主機(jī)甩檔超差的原因分析

何 磊；沈軼麟

（1. 海軍駐上海滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司軍事代表室， 上海 200129； 2. 滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司，上海 200129）

關(guān)于某船主機(jī)甩檔超差的原因分析

何 磊1；沈軼麟2

（1. 海軍駐上海滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司軍事代表室， 上海 200129； 2. 滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司，上海 200129）

某船主機(jī)安裝調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)左右主機(jī)甩檔值均無法達(dá)到主機(jī)廠家設(shè)計(jì)要求。通過一系列措施調(diào)整主機(jī)安裝狀態(tài)，測(cè)量、分析主機(jī)不同狀態(tài)甩檔值，排除干擾因素，查出導(dǎo)致甩檔超差的原因，排除因甩檔超差對(duì)主機(jī)運(yùn)行不利的可能性。

船用主機(jī)；甩檔；安裝調(diào)整；原因分析

0 引言

測(cè)量臂距差是保證主機(jī)曲軸不在彎曲異常狀態(tài)下工作的重要措施，如果甩檔值超出設(shè)計(jì)允許范圍，曲軸可能會(huì)因過度彎曲而極易發(fā)生疲勞導(dǎo)致斷裂，嚴(yán)重?fù)p壞主機(jī)，因此各檔甩檔值是主機(jī)安裝調(diào)整的重要數(shù)據(jù)之一。

某船采用的兩臺(tái)主機(jī)是法國S.E.M.T設(shè)計(jì)的IELSTICK柴油機(jī)系列中的一種，主機(jī)型號(hào)為16PC2-6，額定轉(zhuǎn)速520 r/min。

1 主機(jī)甩檔說明

該機(jī)型甩檔測(cè)量位置見圖1，甩檔表為百分表，最小刻度0.01mm。

圖1 甩檔測(cè)量位置

對(duì)于垂直臂距差dv，如果當(dāng)曲柄銷處于上止點(diǎn)時(shí)曲拐張開(當(dāng)曲柄銷處于下止點(diǎn)時(shí)曲拐并攏)就是正的，相反情況下臂距差就是負(fù)值；對(duì)于水平臂距差dh，如果當(dāng)曲柄銷處于柴油機(jī)右邊時(shí)曲拐張開(當(dāng)曲柄銷處于左邊時(shí)曲拐并攏)就是正的，相反情況下臂距差就是負(fù)值，示意圖見圖2。

圖2 甩檔值正負(fù)示意圖

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該機(jī)型甩檔要求見表1。

表1 PC2-6甩檔公差表

2 調(diào)整主機(jī)安裝狀態(tài)，查找原因

鑒于該船左主機(jī)超差現(xiàn)象較為嚴(yán)重，主要在左主機(jī)上進(jìn)行調(diào)頻試驗(yàn)。左機(jī)甩檔記錄見圖3。

由甩檔數(shù)據(jù)可看出，第6、7、8檔水平方向甩檔超差較大，根據(jù)各檔排列順序，該三檔靠近主機(jī)自由端。

根據(jù)以往主機(jī)安裝調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，主機(jī)水平調(diào)整不到位易導(dǎo)致甩檔超差。為驗(yàn)證這種可能，首先對(duì)主機(jī)水平進(jìn)行了一系列調(diào)整試驗(yàn)，各調(diào)整狀態(tài)對(duì)應(yīng)的7、8檔甩檔值見圖4。

圖3 甩檔值正負(fù)示意圖

圖4 各調(diào)整狀態(tài)甩檔值

通過對(duì)主機(jī)水平的一系列調(diào)整數(shù)據(jù)可看出，盡管主機(jī)在水平安裝上已經(jīng)進(jìn)行了較大位移的調(diào)整，但是甩檔值并沒有明顯變化，因此可排除主機(jī)水平安裝方面的因素。

根據(jù)所測(cè)甩檔值可看出，6、7、8檔的曲軸彎曲方向是一致的，亦即曲軸明顯朝向主機(jī)左側(cè)彎曲。因此推測(cè)機(jī)架側(cè)向定位可能偏差過大導(dǎo)致位于機(jī)架內(nèi)的主軸承孔各軸線同軸度超差，進(jìn)而引起曲軸彎曲。

考慮到這種原因的可能性，于是對(duì)主機(jī)進(jìn)行了橫向調(diào)整試驗(yàn)。具體方法就是撤掉主機(jī)自由端的四個(gè)橫向定位擋塊，用千斤頂橫向移動(dòng)主機(jī)機(jī)座，觀察調(diào)整效果。主機(jī)軸承排序及橫向定位擋塊布置示意圖，見圖5。

在調(diào)整試驗(yàn)過程中，分別用千斤頂支3#和2#定位擋塊，當(dāng)兩處機(jī)架位移達(dá)1 mm時(shí)甩檔依舊沒有明顯變化，因此排除了側(cè)向定位方面的原因。

通過對(duì)主機(jī)兩種安裝狀態(tài)的系列調(diào)整，試驗(yàn)排除了安裝原因?qū)е滤n值超差的可能性，因此推斷可能是主機(jī)內(nèi)部原因?qū)е铝怂n超差。

3 分析主機(jī)工作狀態(tài)，查找原因

由于主機(jī)各檔主軸承孔的同軸度、平行度等形位公差均是靠機(jī)加工來保證的，該機(jī)出廠證書中的冷態(tài)、熱態(tài)甩檔數(shù)據(jù)是很好的，沒有超差現(xiàn)象。 查閱該機(jī)出廠試驗(yàn)報(bào)告，主機(jī)整個(gè)運(yùn)行階段軸瓦沒有過熱且勘驗(yàn)軸瓦亦無偏磨現(xiàn)象，因此排除了主機(jī)零部件尺寸超差導(dǎo)致甩檔超差的可能性。

圖5 主機(jī)安裝示意圖

另外，臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)甩檔測(cè)量狀態(tài)跟裝船狀態(tài)的甩檔測(cè)量狀態(tài)是有差異的。該船沒有離合器，盤車測(cè)量甩檔時(shí)主機(jī)需拖動(dòng)齒輪箱、尾軸(長30 m)、螺旋槳，阻力較大，主機(jī)在臺(tái)架甩檔測(cè)量時(shí)僅拖動(dòng)水里測(cè)功器阻力相對(duì)要小很多。盤車機(jī)施加給曲軸的力過大有可能導(dǎo)致曲軸變形，進(jìn)而導(dǎo)致甩檔超差。

盤車時(shí)曲軸受力分析圖(從功率輸出端看)，見圖6。

圖6 逆時(shí)針盤車曲軸受力分析

該型主機(jī)盤車機(jī)置于主機(jī)自由端右側(cè)，由圖6可看出，當(dāng)逆時(shí)針盤車時(shí)曲軸受力可分解為豎直方向跟水平方向的兩個(gè)力。主機(jī)在工廠臺(tái)架上時(shí)由于盤車阻力較小，該兩分力也較小不會(huì)引起曲軸明顯變形，但是裝船后測(cè)量甩檔盤車時(shí)曲軸受力增加，引起曲軸變形，所測(cè)甩檔超差。

為驗(yàn)證該種分析可能性，分別順時(shí)針、逆時(shí)針方向盤車，并記錄不同盤車方向盤車機(jī)脫開與嚙合時(shí)甩檔數(shù)據(jù)。由于第8檔最為明顯，本文僅以第8檔數(shù)據(jù)為例，進(jìn)行分析。甩檔數(shù)據(jù)見圖7?？煽闯?，當(dāng)盤車機(jī)脫開亦即盤車機(jī)不再對(duì)曲軸施加外力的情況下，曲軸甩檔值很好，曲軸直線度很理想。

圖7 順、逆時(shí)針盤車第8檔甩檔值

由表2中盤車機(jī)嚙合狀態(tài)甩檔數(shù)據(jù)可看出，主機(jī)順、逆時(shí)針盤車時(shí)曲軸彎曲方向是相反的，且曲軸彎曲方向與其受力方向一致。逆時(shí)針盤車時(shí)，曲軸受力方向?yàn)樽笊?，曲軸軸線向左彎曲，右側(cè)甩檔值增加；順時(shí)針盤車時(shí)，曲軸受力方向?yàn)橛蚁拢S軸線向右彎曲，左側(cè)甩檔值增加。

表2 第8檔甩檔差異表

經(jīng)上述分析知，該船主機(jī)甩檔超差是因?yàn)楸P車時(shí)阻力過大，曲軸受力變形過大，進(jìn)而導(dǎo)致甩檔超差。

4 結(jié)論

通過一些列調(diào)整試驗(yàn)及數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，可確定曲軸甩檔超差的主要原因是盤車阻力過大，曲軸受力變形。但是當(dāng)盤車機(jī)脫開時(shí)所測(cè)數(shù)據(jù)能完全滿足使用要求，而且主機(jī)工作時(shí)不會(huì)受到盤車機(jī)施予的外力，因此可認(rèn)為，主機(jī)工作狀態(tài)下能保證曲軸軸線直線度滿足的設(shè)計(jì)要求，這并不影響整機(jī)運(yùn)行可靠性。

[1] 賈錫印. 船用內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu) [M]. 哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué)出版社, 2007.

[2] 劉 杰. 現(xiàn)代柴油機(jī)使用與檢測(cè) [M]. 北京: 人民交通出版社, 1999

[3] MAN-SEMT柴油機(jī)專利公司. PC2-6柴油機(jī)維保說明書[M].

[4] MAN-SEMT柴油機(jī)專利公司. PC2-6柴油機(jī)技術(shù)說明書[M].

10月全球新造船市場簡評(píng)

10月，全球新造船市場成交環(huán)比上升，回歸本年整體水平，全月累計(jì)成交1012萬載重噸，環(huán)比大幅上升54.7%。1~10月，全球新船累計(jì)成交量已經(jīng)突破1億載重噸，達(dá)1億零94萬載重噸，同比上升125%，目前成交量已經(jīng)創(chuàng)下了自2011年以來新高。手持訂單及交付方面，截至10月底，全球船廠手持訂單共計(jì)2.56億載重噸，全球船廠手持訂單從2013年6月份開始呈上升趨勢(shì)，目前手持訂單量與2013年3月份相當(dāng)。1~10月，全球新船交付量共為9393萬載重噸，同比下降32.5%。

10月，克拉克松船價(jià)指數(shù)與9月份持平，維持在130點(diǎn)。從具體船型價(jià)格來看，VLCC、阿芙拉型油船、巴拿馬型油船、靈便型油船、好望角型散貨船、大靈便型散貨船、靈便型散貨船、大型集裝箱船（6000+TEU）等船型船價(jià)環(huán)比均有不同程度的上漲，其中好望角型散貨船漲幅最大，達(dá)到250萬美元。

10月散貨船成交量環(huán)比大幅上升，油船和集裝箱船成交量較上月有所下降。具體來看，10月散貨船共成交750萬載重噸，環(huán)比上升163%；油船成交123萬載重噸，環(huán)比下降13%；集裝箱船成交73萬載重噸，環(huán)比下降31%。10月成交散貨船以好望角型散貨船和巴拿馬型散貨船為主。油船方面，原油運(yùn)輸船沒有新船成交，成交船型均為成品油船和化學(xué)品船，集裝箱船本月共成交12艘，其中包括3艘10500TEU集裝箱船，該訂單被韓國大宇造船獲得。

BDI指數(shù)在經(jīng)歷了9月的大漲之后有所回落，月底時(shí)維持在1500點(diǎn)左右。短期內(nèi)BDI指數(shù)回落在預(yù)料之中，這并不妨礙相關(guān)機(jī)構(gòu)看好未來的散運(yùn)市場。

Precious航運(yùn)公司表示，散運(yùn)市場最早有望在2014年第一季度復(fù)蘇，并指出促使散運(yùn)市場復(fù)蘇的因素主要包括以下5個(gè)方面：（1）如果中國進(jìn)口鐵礦砂的卸岸價(jià)格低于135美元/噸，中國就將繼續(xù)進(jìn)口鐵礦砂；（2）根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的預(yù)計(jì)，2013年10月至2014年6月，美國糧食出口量將提高11%。這一數(shù)字看似只是產(chǎn)量的增加，但如果將低速行駛等因素考慮在內(nèi)，會(huì)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量的增加使有效需求增長了約15%~17%；（3）日本經(jīng)濟(jì)逐步改善，核電站的關(guān)閉也使得煤炭進(jìn)口量相應(yīng)增加；（4）近期，英國、德國、法國等歐洲主要國家的經(jīng)濟(jì)也在慢慢復(fù)蘇，這也意味著歐盟終于走出了經(jīng)濟(jì)問題的陰影；（5）印度疲軟的貨幣政策可能會(huì)使印度成為一個(gè)農(nóng)產(chǎn)品出口大國，而印度港口卻有著規(guī)模較小、吃水較淺、效率較低等問題，這可能會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模擁堵以及小型散貨船有效供給的減少，推動(dòng)靈便型散貨船市場逐漸好轉(zhuǎn)。

從主要造船國接單情況來看，10月份，中國船廠共承接了710萬載重噸（180萬修正總噸）、22.5億美元的新船訂單，韓國船廠共承接了144萬載重噸（55萬修正總噸）、27.47億美元的新船訂單，日本船廠共承接了70萬載重噸（25萬修正總噸）、2.94億美元的新船訂單。以載重噸計(jì)，中韓日三國承接的訂單占總量的91%。

Causes Analysis on Over Deflection of Crankshaft

HE Lei1; SHEN Yi-lin2
(1. Navy Military Representative Office at Shanghai Hudong-zhonghua Shipbuilding (Group)Co., Ltd., Shanghai 200129, China; 2.Shanghai Hudong-zhonghua Shipbuilding (Group)Co., Ltd., Shanghai 200129, China)

It is found that the crankshaft deflections of left and right engines cannot meet the design requirment from main engine maker when the engines are installed on board one ship. After the adjustment of main engine fixing state by taking series of steps, such as measuring and analyzing crankshaft deflection values in different state, and removing disturbing factors, then the causes of over deflections are found out to eliminate the harmful possibility of engine operating resulting from over deflections.

marine engine;crankshaft deflection;installing adjustment;causes analysis

U664.1

A

何磊(1982-)，男，工程師。主要從事航船機(jī)電工程工作。