內(nèi)燃機(jī)車用CAT3516B 柴油發(fā)電機(jī)組安裝工藝研究

盧寶杰

（青島地鐵集團(tuán)運(yùn)營(yíng)分公司，山東 青島 26600）

CAT3516B 柴油發(fā)電機(jī)組由美國(guó)卡特比勒公司生產(chǎn)，由于其性能穩(wěn)定，廣泛地用作內(nèi)燃機(jī)車動(dòng)力裝置。柴油發(fā)電機(jī)組的安裝工藝直接決定內(nèi)燃機(jī)車的組裝質(zhì)量，影響后續(xù)機(jī)車運(yùn)行的穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)機(jī)組安裝工藝研究，使機(jī)組的安裝滿足各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)要求，提高柴油發(fā)電機(jī)組的安裝質(zhì)量和工作效率。

1 機(jī)組安裝結(jié)構(gòu)與技術(shù)要求

CAT3516B 柴油發(fā)電機(jī)組由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、公共底座和減震器組成，整體重量約為18t，如圖1 所示。柴油機(jī)組與發(fā)電機(jī)組通過(guò)聯(lián)軸器對(duì)中組裝后整體安裝在公共底架上，公共底架通過(guò)四個(gè)減震器與車體底架安裝座連接安裝。

圖1 CAT3516B 柴油發(fā)電機(jī)組

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)組安裝后，四個(gè)減震器安裝座面的平面度不大于1mm，曲軸中心線與底架中心線的位置度公差在φ4mm 范圍內(nèi)，安裝螺栓（M24×70，10.9 級(jí)）的擰緊力矩為800N·m，呼吸軟管、機(jī)油排放軟管等附件與車體底架排放口連接牢固如圖2 所示。

圖2 柴油發(fā)電機(jī)組安裝結(jié)構(gòu)圖

2 機(jī)組安裝工藝分析，工藝流程確定

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)組安裝后要達(dá)到以下4 個(gè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：（1）減震器安裝座平面度1mm；（2）曲軸中心線與底架中心線的位置度φ4mm；（3）螺栓的擰緊力矩800N·m；（4）呼吸軟管、機(jī)油排放軟管等連接牢固。

2.1 減震器平面度工藝分析

減震器平面度通過(guò)機(jī)組安裝座添加調(diào)整墊片實(shí)現(xiàn)，機(jī)組安裝后平面度為1mm，實(shí)際即車體安裝座添加調(diào)整墊片后高度差在1mm 范圍內(nèi)。影響車體安裝座高度因素有三方面：車體支撐高度差、車體安裝座焊接變形和車體底架制造時(shí)預(yù)設(shè)的上撓度。其中，車體支撐高度差可以通過(guò)對(duì)車體調(diào)平進(jìn)行控制，車體安裝座焊接變形可以通過(guò)加裝調(diào)整墊片進(jìn)行控制，車體上撓度可通過(guò)計(jì)算加裝調(diào)整墊片進(jìn)行控制。因此，機(jī)組安裝之前需先對(duì)車體進(jìn)行調(diào)平，車體調(diào)平后測(cè)量底架安裝座的高度差值計(jì)算調(diào)整墊片厚度，達(dá)到控制機(jī)組安裝座平面度的要求。

2.2 曲軸中心線位置度工藝分析

曲軸中心線與底架中心線的位置度為φ4mm，可以分解為機(jī)組曲軸中心線與底架中心線沿車體寬度方向的偏差為±2mm，安裝座的高度偏差為±2mm。由于高度方向的偏差已經(jīng)通過(guò)機(jī)組安裝平面度的調(diào)整達(dá)到，因此，機(jī)組位置度調(diào)整即機(jī)組安裝后沿車體寬度方向的偏差在±2mm 范圍內(nèi)。機(jī)組減震器組裝偏差為±1mm，車體底架安裝座車體寬度方向制造公差為±0.7mm，其中，機(jī)組減震器可拆卸為減震部分和組成支撐部分，如圖3 所示。因此，只要將機(jī)組減震器拆卸分解將減震器組成支撐部分與車體安裝座固定，再將機(jī)組減震部分落在減震器底架部分內(nèi)即可滿足位置度在φ4mm 范圍要求。

圖3 減震器示意圖

2.3 安裝螺栓擰緊力矩工藝分析

柴油機(jī)組的安裝螺栓為M24×90（10.9 級(jí)）的高強(qiáng)度螺栓，螺栓的緊固力矩為800N·m。由于安裝螺栓擰緊力矩較大，因此，需用扭力扳手分三次擰緊各螺栓：第一次擰緊力矩300N·m；第二次擰緊力矩560N·m；第三次擰緊力矩800N·m。為提高螺栓緊固質(zhì)量，螺栓擰緊過(guò)程中需對(duì)角交叉擰緊。

2.4 機(jī)組附件安裝工藝分析

柴油機(jī)組的機(jī)油排放是通過(guò)一根排放軟管連接在機(jī)組機(jī)油排放口和底架排污口完成的。由于底架排污口位于機(jī)組公共底架下部，待機(jī)組吊裝完成后，受操作空間限制，機(jī)油排放管無(wú)法完成安裝。因此，在機(jī)組吊裝之前，需先進(jìn)行機(jī)油排放管路的預(yù)裝。同時(shí)，機(jī)組曲軸箱的廢氣通過(guò)呼吸膠管連接在底架的呼吸管引到車下，底架呼吸口位于機(jī)組側(cè)方，可以在機(jī)組吊裝完成后進(jìn)行安裝。

2.5 機(jī)組安裝工藝流程

機(jī)組安裝工藝流程如圖4 所示。

圖4 柴油發(fā)電機(jī)組安裝結(jié)構(gòu)圖

3 機(jī)組安裝工藝要求

3.1 安裝前檢查與附件預(yù)組裝

機(jī)組安裝之前，應(yīng)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行外觀檢查確認(rèn)外觀狀態(tài)良好，無(wú)明顯的裂紋破損，檢查機(jī)組的附件有無(wú)缺失，測(cè)量機(jī)組的外形尺寸是否符合設(shè)計(jì)圖紙要求等。

將柴油發(fā)電機(jī)組吊裝到地溝上方，操作人員從地溝進(jìn)到柴油機(jī)組底部，用管鉗將機(jī)組機(jī)油排放口的螺堵拆除（拆卸之前將機(jī)油排放閥關(guān)閉）。將機(jī)組的機(jī)油排放軟管連接在機(jī)油排放口。

3.2 車體調(diào)平與安裝座測(cè)量

機(jī)車車體用專用工裝（水平調(diào)整鐵馬）支撐，水平調(diào)整鐵馬由支撐底架和液壓千斤頂兩大部分組成。水平調(diào)整時(shí)，選取車體前后兩端枕梁彈簧座下平面為測(cè)量平面，用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀（DS32）進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，調(diào)整水平調(diào)整鐵馬的液壓千斤頂高度位置從而達(dá)到車體調(diào)平的的效果，調(diào)整完成后，車體四個(gè)測(cè)量平面的高度差不大于1mm，如圖5所示。

圖5 車體調(diào)平示意圖

在車體調(diào)平完成后，在機(jī)組梁組成的底面中心線選擇一個(gè)比較平的位置安放自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，把光學(xué)水平尺分別放在四個(gè)機(jī)組安裝座的中心位置，用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀測(cè)量機(jī)組安裝座的高度H，將四個(gè)安裝座的測(cè)量數(shù)值進(jìn)行記錄，如圖6 所示。

圖6 安裝座測(cè)量示意圖

根據(jù)四個(gè)安裝座測(cè)量結(jié)果確定每個(gè)安裝座添加調(diào)整墊片的厚度δi，δi=Hi-Hmin+1（其中i=1、2、3、4）?？紤]車體底架上撓度預(yù)設(shè)值為15mm 左右，計(jì)算四個(gè)機(jī)組安裝座因撓度產(chǎn)生的高度差約為1mm，因此，靠近柴油機(jī)組的安裝座調(diào)整墊片在計(jì)算結(jié)果δi 基礎(chǔ)上再多加1mm，保證每個(gè)安裝座添加墊片的厚度不小于1mm，但不能大于7mm。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在每個(gè)安裝座添加相應(yīng)厚度及規(guī)格的調(diào)整墊片。

3.3 柴油發(fā)電機(jī)組吊裝

CAT3516B 型柴油發(fā)電機(jī)組吊耳位置在機(jī)組頂部處于一條線，因此，機(jī)組吊裝時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)專用的吊具用于吊裝。專用吊具采用雙橫梁式結(jié)構(gòu)，額定載重不小于20T；其中，下方短橫梁連接發(fā)電機(jī)組吊鉤和柴油機(jī)組一個(gè)吊鉤，上方橫梁連接下方橫梁和柴油機(jī)組另一個(gè)吊鉤；吊具的起吊吊鉤與柴油發(fā)電機(jī)組的重心位置重合。天車和柴油發(fā)電機(jī)組吊具配合將柴油機(jī)組吊起，將柴油機(jī)組移動(dòng)到車體動(dòng)力室頂部，機(jī)組緩緩下落，直到與車體安裝座接觸為止，天車和機(jī)組吊具不拆除，如圖7 所示。吊裝過(guò)程中，注意機(jī)油軟管的接口對(duì)接。

圖7 機(jī)組吊裝示意圖

3.4 機(jī)組減震器拆卸

由于機(jī)組減震器出廠前未進(jìn)行尺寸調(diào)整，直接進(jìn)行機(jī)組吊裝調(diào)整不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此，在機(jī)組進(jìn)行位置調(diào)整之前需將減震器拆卸。將柴油發(fā)電機(jī)組四個(gè)減震器的上蓋固定螺栓拆卸，拆卸完成后，將每個(gè)安裝座的螺栓分別存放。把機(jī)組減震器的上蓋取下，做好相應(yīng)的標(biāo)記與相應(yīng)的減震器一致。

3.5 機(jī)組起吊，減震器支撐部分預(yù)組

天車和機(jī)組吊具配合將柴油發(fā)電機(jī)組起吊，使機(jī)組減震器橡膠組成部分與下部減震器底座支撐槽分離為止。調(diào)整四個(gè)機(jī)組減震器底座的位置，使其安裝孔與車體安裝座螺紋孔中心對(duì)中，同時(shí)，調(diào)整墊片的位置使機(jī)組安裝螺栓能夠自由安裝。減震器底座調(diào)整完成后，將安裝螺栓預(yù)緊。用扭力扳手第一次擰緊，力矩為300N·m。

3.6 機(jī)組安裝調(diào)整，機(jī)油排放管路組裝

機(jī)組緩緩下落，吊裝時(shí)，注意觀察減震器橡膠塊與減震器底座的位置，用撬棍進(jìn)行調(diào)整保證減震器支承橡膠塊能夠落入減震器底座的支撐槽內(nèi)。同時(shí)，觀察機(jī)組機(jī)油排放軟管與車體機(jī)油排放管的位置，調(diào)整軟管位置，保證機(jī)油排放軟管能夠與車體機(jī)油排放管對(duì)接。

3.7 機(jī)組減震器組裝

機(jī)組吊裝完成后，把機(jī)組減震器上蓋扣在對(duì)應(yīng)的機(jī)組減震器上，注意減震器上蓋的方向，切勿反方向安裝。機(jī)組減震器上蓋的安裝螺栓緊固打扭矩，扭矩值在215N·m。

3.8 安裝螺栓緊固，呼吸軟管連接

機(jī)組安裝螺栓扭矩分兩次緊固，第一次為560N·m，第二次為800N·m，緊固完成后，打防松標(biāo)記。柴油發(fā)電機(jī)組安裝完成后，將柴油機(jī)組自帶的呼吸膠管兩端分別與柴油機(jī)組呼吸口、車體組焊完成的呼吸口進(jìn)行連接，軟管兩端用不銹鋼卡箍緊固。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)和安裝技術(shù)要求工藝分析，制定機(jī)組安裝工藝流程，對(duì)機(jī)組安裝工藝要求進(jìn)行明確，使機(jī)組安裝符合設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)要求。經(jīng)過(guò)60 多臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車的驗(yàn)證，本安裝工藝切實(shí)可行，具有較強(qiáng)的實(shí)踐指導(dǎo)作用。