阿根廷CCD5A1型柴油機(jī)主發(fā)組裝工藝研究

李萬偉 朱燕峰 許偉

【摘 要】通過對阿根廷柴油機(jī)主發(fā)組裝原理進(jìn)行研究，制作可靠的工裝，探究可行的方法，完善出柴油機(jī)主發(fā)拼裝工藝，以滿足組裝要求。

【關(guān)鍵詞】柴油機(jī)；電機(jī)；軸向間隙

阿根延機(jī)車采用進(jìn)口MTU柴油機(jī)，主發(fā)電機(jī)為新型結(jié)構(gòu)，組裝過程中需添加墊片來控制軸向尺寸，保證組裝間隙。由于組裝精度高、要求嚴(yán)，測量方法、工裝精度都會(huì)影響組裝間隙。因此，對組裝提出了更高的要求。

一、柴油機(jī)主發(fā)拼接原理

柴油機(jī)主發(fā)包括運(yùn)動(dòng)件和固定件，運(yùn)動(dòng)件為電機(jī)轉(zhuǎn)子、過渡盤、碳纖維盤、曲軸法蘭；固定件為主發(fā)電機(jī)外殼、連接箱、機(jī)體（圖1）。柴油機(jī)與電機(jī)外部通過連接箱連接，內(nèi)部通過過渡盤、碳纖維盤連接。因零件加工誤差及組裝累計(jì)誤差，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)側(cè)長度和外側(cè)長度不一致，從而使柴油機(jī)無軸向間隙或間隙偏小，加劇電機(jī)軸承及曲軸軸承的磨損，最終影響柴油機(jī)的運(yùn)行。故需精確測量出外部和內(nèi)部總長度，根據(jù)其差值選配墊片，使外部長度與內(nèi)部保持一致，保證最終組裝間隙。

1-電機(jī)；2-連接箱；3-過渡盤；

4-碳纖維盤；5-曲軸法蘭；6-柴油機(jī)機(jī)體

二、柴油機(jī)主發(fā)組裝工藝要求

柴油機(jī)主發(fā)拼接時(shí)，先將過渡盤及碳纖維盤連接在主發(fā)轉(zhuǎn)子上，測量出主發(fā)定子端面到碳纖維連接盤端面的距離，記為L1。然后將連接箱安裝在柴油機(jī)上，測量出連接箱端面到曲軸法蘭端面的距離，記為L2。用L1減L2計(jì)算出墊片厚度，將選配的墊片安裝在過渡盤與碳纖維盤之間，保證組裝后柴油機(jī)的間隙在0.4-0.6mm范圍內(nèi)。根據(jù)工藝要求，制定了合理的組裝流程（圖2）。

三、柴油機(jī)主發(fā)拼接工裝制作

在測量軸向間隙時(shí)，需在電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子同軸時(shí)，來回撬動(dòng)轉(zhuǎn)子測量軸向位移。由于組裝空間的限制，需要設(shè)計(jì)拆裝方便、體積小巧、能夠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子軸心的支撐工裝；由于電機(jī)重量較大、結(jié)構(gòu)緊湊，來回移動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子并非易事，需根據(jù)實(shí)際位置設(shè)計(jì)操作方便、省力的主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子移動(dòng)工裝。

經(jīng)過工藝分析和研究，參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊【1】及內(nèi)燃機(jī)原理【2】，確定工裝設(shè)計(jì)方案，并制作完成了轉(zhuǎn)子支撐工裝及電機(jī)移動(dòng)工裝（圖3）。

四、柴油機(jī)主發(fā)組裝工藝研究

柴油機(jī)主發(fā)組裝時(shí)，按原有工藝多次組裝均無軸向間隙。通過對組裝原理進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際操作過程中存在的問題，分析出原有組裝工藝存在以下不足：主發(fā)電機(jī)移動(dòng)工裝受力大小不好控制，測量工裝誤差大，從而使測量結(jié)果不準(zhǔn)確，導(dǎo)致測量計(jì)算出的墊片厚度與實(shí)際所需不符；通過來回撬動(dòng)曲軸復(fù)測的軸向間隙不能準(zhǔn)確反映實(shí)際組裝狀態(tài)。

針對上述存在的問題，結(jié)合柴油機(jī)主發(fā)原理及分析前期測量數(shù)據(jù)（圖4）。通過研究和論證，探究出了合理的組裝工藝方法：

1.測量電機(jī)軸向間隙時(shí)，轉(zhuǎn)子移動(dòng)工裝將電機(jī)轉(zhuǎn)子頂?shù)揭粋?cè)，施力較大使電機(jī)軸承受力變形，受力越大變形越大，測量間隙比實(shí)際大；反之偏小。通過分析對操作過程進(jìn)行改進(jìn)，電機(jī)移至一側(cè)后松開移動(dòng)工裝，使電機(jī)處于自由狀態(tài)后進(jìn)行測量。

2.由于測量面距離大，致使測量工裝尺寸較大，在使用時(shí)易變形致測量結(jié)果不準(zhǔn)。通過分析對測量工裝進(jìn)行改進(jìn)，使用硬度好、無變形的石制測量工裝。

3.測量時(shí)的接觸面狀態(tài)不同于組裝的接觸面狀態(tài)，組裝時(shí)受力更大，接觸面密貼的更緊，并且有微小的變形，所以測量結(jié)果比實(shí)際大。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析及后期實(shí)際驗(yàn)證，測量厚度減去0.5mm左右時(shí)接近實(shí)際值。

4.由于碳纖維盤材料較軟，受力易變形，造成復(fù)測間隙不準(zhǔn)。但通過盤車使碳纖維盤轉(zhuǎn)動(dòng)，就會(huì)釋放變形量使之恢復(fù)自由狀態(tài)。故對復(fù)測方法進(jìn)行改進(jìn)，組裝后盤動(dòng)柴油機(jī)一圈，測量柴油機(jī)和電機(jī)外側(cè)間隙；再盤動(dòng)一圈，測量柴油機(jī)和電機(jī)內(nèi)側(cè)間隙。通過上述方法復(fù)測的數(shù)據(jù)可以反映實(shí)際組裝狀態(tài)，從而保證組裝質(zhì)量。

五、結(jié)論

經(jīng)過前期數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及工藝的研究論證，摸索出了解決上述問題的工藝方法，改進(jìn)了原有組裝工藝，完善出了適合現(xiàn)場操作的阿根廷CCD5A1型柴油機(jī)主發(fā)組裝工藝，完成了批量柴油機(jī)主發(fā)拼裝工作。阿根廷機(jī)車的順利交付，表明該工藝是可行穩(wěn)定的。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]吳兆漢，汪長民，林桐藩.內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)（3）[M].北京理工大學(xué)出版社.1990.