大管輪適任評(píng)估中的增壓器實(shí)操分析
——以IHI-VTR161-2增壓器為例

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(天津海運(yùn)職業(yè)學(xué)院，天津 300350)

《中華人民共和國(guó)海船船員適任考試和發(fā)證規(guī)則》(簡(jiǎn)稱《11規(guī)則》)已于2011年12月8日經(jīng)第12次交通運(yùn)輸部部務(wù)會(huì)議通過(guò)，2012年3月1日開(kāi)始實(shí)施。根據(jù)《11規(guī)則》要求，在船上擔(dān)任二管輪滿12個(gè)月海上資歷，經(jīng)過(guò)中華人民共和國(guó)海事局組織的理論考試和實(shí)操評(píng)估后，方能獲得大管輪的任職資格[1]。實(shí)操評(píng)估的科目目前分為動(dòng)力設(shè)備拆裝、動(dòng)力裝置測(cè)試分析與操作、輪機(jī)模擬器、輪機(jī)英語(yǔ)聽(tīng)力與會(huì)話，共4個(gè)科目，其中增壓器的拆裝檢測(cè)是動(dòng)力設(shè)備拆裝實(shí)操評(píng)估中的一個(gè)重要內(nèi)容。然而對(duì)于報(bào)考大管輪的學(xué)員來(lái)說(shuō)，工作和家庭的壓力大，在難得的陸地培訓(xùn)時(shí)間里，任務(wù)重、要求高，需要掌握實(shí)操技巧，才能夠完成并順利通過(guò)實(shí)操評(píng)估考試。

為了幫助學(xué)員們順利通過(guò)動(dòng)力設(shè)備拆裝實(shí)操評(píng)估考試，針對(duì)增壓器評(píng)估要點(diǎn)，在教學(xué)中對(duì)其評(píng)估中要素、標(biāo)準(zhǔn)、操作技能分別進(jìn)行剖析，以期對(duì)報(bào)考大管輪證書(shū)的學(xué)員們有幫助。

1 增壓器評(píng)估要素及標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《海船船員適任考試與評(píng)估大綱》的要求，在增壓器拆裝實(shí)操評(píng)估中評(píng)估要素包括：①增壓器軸承的拆卸；② 增壓器轉(zhuǎn)子的拆卸；③ 油封的檢查與更換；④ 增壓器轉(zhuǎn)子的安裝；⑤增壓器軸承的安裝。以操作過(guò)程準(zhǔn)確、熟練為考核標(biāo)準(zhǔn)[2-3]。

通過(guò)操作掌握增壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握增壓器的拆檢過(guò)程和注意事項(xiàng)，掌握檢查測(cè)量?jī)?nèi)容和方法，通過(guò)操作為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 注意事項(xiàng)

2.1 關(guān)于專用工具的使用

拆卸時(shí)必須正確使用隨機(jī)專用拆裝工具，才能保證順利地拆裝，尤其是拆卸轉(zhuǎn)子軸兩端打油環(huán)和拉出軸承時(shí)，必須使用專用拉出工具和頂出工具相配合。專用拉出工具帶有內(nèi)螺紋，按直徑大小有2種，直徑大的是拉出打油環(huán)時(shí)使用，直徑小的是拉出軸承時(shí)使用。

由于VTR161-2增壓器轉(zhuǎn)子軸比較細(xì)長(zhǎng)，在兩端軸承拆卸完畢往壓氣機(jī)方向抽出轉(zhuǎn)子時(shí)，需要使用一段鋼管套在增壓器廢氣渦輪端軸上。這段鋼管不是隨機(jī)工具，需要自己加工制做，長(zhǎng)度和增壓器軸的長(zhǎng)度相似，鋼管內(nèi)徑要能夠套在轉(zhuǎn)子軸軸承端，外徑應(yīng)該和轉(zhuǎn)子軸中間部位的外徑相似。這樣，借助這段鋼管，就可以很方便地把轉(zhuǎn)子軸從壓氣機(jī)端抽出。在往外抽出轉(zhuǎn)子的過(guò)程中，一定要盡量保持轉(zhuǎn)子軸的水平，以免擦碰氣封或油封。

2.2 關(guān)于增壓器重要間隙的測(cè)量和調(diào)整

增壓器是高溫下高速回轉(zhuǎn)的精密機(jī)械，為了保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須嚴(yán)格控制運(yùn)動(dòng)件與固定件之間的配合間隙。間隙太小，引起擦碰，如葉片與殼體、密封裝置與殼體相碰，輕者損壞零件，重者造成嚴(yán)重的事故；間隙過(guò)大，漏氣損失增大，使增壓器的效率大大降低[4]。

增壓器的主要裝配間隙中，間隙L為壓氣機(jī)葉輪與殼體之間的間隙；間隙M為壓氣機(jī)葉輪背面與氣封板之間的軸向間隙，以上兩個(gè)間隙最為重要。其它比較重要的間隙還有：N為轉(zhuǎn)子推力軸承軸向間隙，或者說(shuō)是轉(zhuǎn)子軸向允許竄動(dòng)量；另外還有轉(zhuǎn)子軸的軸端跳動(dòng)量也必須限制在一定范圍內(nèi)。

以上各間隙隨機(jī)型而異，具體數(shù)值在增壓器說(shuō)明書(shū)中均有明確規(guī)定。下面說(shuō)明以上4個(gè)重要間隙的測(cè)量和調(diào)整方法。

2.2.1K值、L和M值的檢查和調(diào)整

1)解體前，壓氣端轉(zhuǎn)子軸端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離K值檢測(cè)。在透平解體前，先要測(cè)量出K值。測(cè)量前首先取下增壓器兩端的吸油管，使轉(zhuǎn)子軸處在自由狀態(tài)下，然后用鋼板尺和游標(biāo)卡尺測(cè)量出壓氣端轉(zhuǎn)子軸端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離K并記錄(解體前K值)。

2)透平解體清潔組裝后，壓氣端轉(zhuǎn)子軸端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離K1和K2檢測(cè)。準(zhǔn)備測(cè)量K1和K2值時(shí)，廢氣端軸承和打油環(huán)已經(jīng)裝復(fù)，打油環(huán)鎖緊螺母上緊，但固緊螺母不要安裝，以便可以在軸端安裝吊環(huán)螺釘。壓氣端軸承用連接螺釘上到位，然后再把連接螺釘旋出，但是打油環(huán)和鎖緊螺母不要安裝。測(cè)量K1時(shí)，在渦輪端轉(zhuǎn)子軸上施加軸向推力，使轉(zhuǎn)子軸向壓氣端移動(dòng)，間隙L消失，測(cè)量壓氣端轉(zhuǎn)子軸端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離K1并記錄。測(cè)量K2時(shí)，在渦輪端轉(zhuǎn)子軸上裝一吊環(huán)螺釘，將轉(zhuǎn)子軸向廢氣端拉動(dòng)，使間隙M消失，測(cè)量壓氣端轉(zhuǎn)子軸端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離K2并記錄。

應(yīng)該注意，在測(cè)量K1和K2值時(shí)，兩端的吸油管是不能安裝的，否則就無(wú)法測(cè)量。兩端軸承的連接螺釘長(zhǎng)度是用于同時(shí)上緊吸油管和軸承座用的，所以在吸油管沒(méi)有安裝而僅僅安裝軸承時(shí)，連接螺釘?shù)拈L(zhǎng)度就會(huì)太長(zhǎng)，這時(shí)必須在連接螺釘上套上大一些的螺母，以縮短連接螺釘?shù)挠行чL(zhǎng)度，才能將軸承安裝到位。有些學(xué)員在解體透平測(cè)量間隙時(shí)不了解這一點(diǎn)，一看軸承沒(méi)有安裝到位，就使勁上緊連接螺釘，結(jié)果把螺釘擰斷了，這時(shí)想取出斷螺釘是一件非常困難的事情。

3)安裝后，壓氣端轉(zhuǎn)子軸端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離檢測(cè)(解體后K值)。將壓氣端軸承用連接螺釘上緊(連接螺釘也要套上大一些的螺母)，然后裝上打油環(huán)，上緊鎖緊螺母和固緊螺母。再次測(cè)量壓氣端轉(zhuǎn)子軸端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離K值。這時(shí)，雖然兩端吸油管還沒(méi)有安裝，但是轉(zhuǎn)子軸已經(jīng)固定到位了，手動(dòng)增壓器轉(zhuǎn)子使之回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)該很靈活，沒(méi)有擦碰聲音。這時(shí)轉(zhuǎn)子軸不受軸向力作用，然后再測(cè)量出壓氣端轉(zhuǎn)子軸端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離K(解體后K值)。將此時(shí)測(cè)得的K值與拆檢前的K值相比較，如果二者之間相差大于0.15 mm，在轉(zhuǎn)子沒(méi)有換新或沒(méi)有對(duì)壓氣端軸承進(jìn)行調(diào)整的情況下，必須對(duì)整個(gè)拆檢過(guò)程重新檢查。

4)記壓氣機(jī)葉輪前方與殼體之間的間隙為L(zhǎng)，L=K-K1。對(duì)于VTR161-2 W3型增壓器，L=0.25～0.92 mm。

記壓氣機(jī)葉輪背面與氣封板之間的間隙為M，M=K2-K。對(duì)于VTR161-2 W3型增壓器，M=0.15～0.69 mm。

如果二者均符合說(shuō)明書(shū)中的要求，則說(shuō)明整個(gè)拆裝過(guò)程是成功的。如果L、M值中有一數(shù)據(jù)偏小，小于說(shuō)明書(shū)中L、M值的下限值，或者在壓氣端軸承座連接螺釘全部上緊后，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)不靈活或無(wú)法手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，則必須對(duì)轉(zhuǎn)子的軸向間隙作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

5)轉(zhuǎn)子軸向間隙的調(diào)整。IHI VTR 16l增壓器轉(zhuǎn)子的渦輪端軸承為單列滾動(dòng)軸承，壓氣端為雙列滾動(dòng)止推軸承，增壓器在正常工作時(shí)，渦輪端轉(zhuǎn)子在高溫廢氣作用下受熱伸長(zhǎng)，使得轉(zhuǎn)子向渦輪方向移動(dòng)。L、M值是相互影響的，L值過(guò)小，則M值增大，反之亦然。轉(zhuǎn)子軸向間隙的調(diào)整，就是使得L、M值都處于正常范圍內(nèi)的過(guò)程。

轉(zhuǎn)子壓氣端軸承是一組合體，該軸承外圈前后附有調(diào)整墊片，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸向間隙亦即L、M值需要調(diào)整時(shí)，只需打開(kāi)該軸承體的底蓋，對(duì)調(diào)整墊片作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整即可。軸承體底蓋打開(kāi)后，取出軸承外圈上的前方墊片，一般是9片(該組墊片在軸承裝復(fù)后靠近渦輪端)，然后將軸承從軸承體內(nèi)取出，浸泡在干凈的油桶內(nèi)；取出軸承外圈的后方墊片，一般是10片(該組墊片在軸承裝復(fù)后靠近壓氣機(jī)端)，兩組墊片必須相互隔開(kāi)。兩組墊片的厚度不盡一致，有0.20、0.25、0.30 mm 3種。要達(dá)到軸向間隙調(diào)整的目的，只需對(duì)兩組調(diào)整墊片作適當(dāng)?shù)慕M合即可[5]。

2.2.2 推力軸承軸向間隙的測(cè)量

推力軸承軸向間隙N的測(cè)量是在K值測(cè)量以后進(jìn)行的，分別在轉(zhuǎn)子軸的左、右端施以軸向推力，使轉(zhuǎn)子軸分別處于左、右兩個(gè)極端位置。測(cè)量方法有兩種：一是分別測(cè)出壓氣端轉(zhuǎn)子軸端面至壓氣機(jī)殼體端面之間的距離K3、K4值，則推力軸承軸向間隙N=K4-K3。另一種方法是分別在轉(zhuǎn)軸的兩端施力，使轉(zhuǎn)軸處于兩個(gè)極端位置，用千分表抵在壓氣機(jī)軸端面上測(cè)量軸的移動(dòng)量，此移動(dòng)量即為止推軸承的軸向間隙。

2.2.3 轉(zhuǎn)子軸的軸端跳動(dòng)量測(cè)量

在K、L、M還有N值都測(cè)量完畢、符合要求以后，這時(shí)兩端打油環(huán)裝上擴(kuò)散噴咀(Divergent nozzle)并用螺釘上緊、固定。然后取下轉(zhuǎn)子鎖緊工具，用帶磁力座的千分表測(cè)量桿頂在擴(kuò)散噴咀圓柱體的外圓面，將千分表調(diào)零。這時(shí)用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，仔細(xì)觀察千分表表針的跳動(dòng)量，這個(gè)數(shù)值就是轉(zhuǎn)子軸的軸端跳動(dòng)量。對(duì)于VTR 161透平來(lái)說(shuō)，說(shuō)明書(shū)中允許的軸端跳動(dòng)量小于0.03 mm。

3.2.4 氣封和油封檢測(cè)

在拆卸轉(zhuǎn)子總成過(guò)程中，轉(zhuǎn)子總成應(yīng)從壓氣機(jī)端抽出。在拆卸時(shí)特別注意不要碰壞鑲嵌在軸上的氣封密封線，因?yàn)橐坏┻@種氣封密封線損壞，船上很難修復(fù)，需要送廠拆除鑲嵌塊，重新鑲嵌密封線，然后光車(chē)至標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

油封的檢測(cè)中，如果發(fā)現(xiàn)原來(lái)的油封磨損、曲徑密封破壞，則需要將油封換新。油封都是有方向的，只能由一個(gè)方向取出，然后按照相反的方向裝入新油封。

在安裝油封時(shí)，為了防止新裝的油封在透平運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中因?yàn)檎駝?dòng)而松動(dòng)，造成油封損壞，在新油封安裝到位后，必須對(duì)新油封進(jìn)行破壞性固定。即使用錘子和長(zhǎng)把的扁口螺絲刀，在油封的安裝端面上打出幾道鏨痕，使油封向外緣擴(kuò)張，從而牢牢地固定在安裝位置，在運(yùn)轉(zhuǎn)中不會(huì)松動(dòng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

在大管輪實(shí)操評(píng)估教學(xué)中，由于學(xué)員的背景不同，船上的經(jīng)歷不同，因此指導(dǎo)方法因人而異。無(wú)論是采用做-教-練還是教-做-練的教學(xué)方法，在學(xué)員實(shí)操練習(xí)時(shí)一定注意觀察每一操作細(xì)節(jié)，不斷地提醒、總結(jié)，使其在最短的時(shí)間內(nèi)，掌握實(shí)際操作要點(diǎn)方法，達(dá)到適任評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.中華人民共和國(guó)海船船員適任考試和發(fā)證規(guī)則[S].北京：中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部，2012.

[2] 中華人民共和國(guó)海事局.中華人民共和國(guó)海船船員適任評(píng)估大綱和規(guī)范[S].大連：海事大學(xué)出版社，2009.

[3] 張曉東.艉軸錄等效支點(diǎn)位置對(duì)軸系回轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響[J].船海工程，2012，41(6)：46-49.

[4] 顧卓明．輪機(jī)維護(hù)與修理[M]．北京：人民交通出版社，2008.

[5] 王新全．淺談增壓器K值的含義[J]．航海技術(shù)，1993(5)：49-52.