阿根廷型柴油机主发组装工艺研究

　　李万伟 朱燕峰 许伟
　　【摘 要】通过对阿根廷柴油机主发组装原理进行研究，制作可靠的工装，探究可行的方法，完善出柴油机主发拼装工艺，以满足组装要求。
　　【关键词】柴油机；电机；轴向间隙
　　阿根延机车采用进口MTU柴油机，主发电机为新型结构，组装过程中需添加垫片来控制轴向尺寸，保证组装间隙。由于组装精度高、要求严，测量方法、工装精度都会影响组装间隙。因此，对组装提出了更高的要求。
　　一、柴油机主发拼接原理
　　柴油机主发包括运动件和固定件，运动件为电机转子、过渡盘、碳纤维盘、曲轴法兰；固定件为主发电机外壳、连接箱、机体（图1）。柴油机与电机外部通过连接箱连接，内部通过过渡盘、碳纤维盘连接。因零件加工误差及组装累计误差，会导致内侧长度和外侧长度不一致，从而使柴油机无轴向间隙或间隙偏小，加剧电机轴承及曲轴轴承的磨损，最终影响柴油机的运行。故需精确测量出外部和内部总长度，根据其差值选配垫片，使外部长度与内部保持一致，保证最终组装间隙。
　　1-电机；2-连接箱；3-过渡盘；
　　4-碳纤维盘；5-曲轴法兰；6-柴油机机体
　　二、柴油机主发组装工艺要求
　　柴油机主发拼接时，先将过渡盘及碳纤维盘连接在主发转子上，测量出主发定子端面到碳纤维连接盘端面的距离，记为L1。然后将连接箱安装在柴油机上，测量出连接箱端面到曲轴法兰端面的距离，记为L2。用L1减L2计算出垫片厚度，将选配的垫片安装在过渡盘与碳纤维盘之间，保证组装后柴油机的间隙在0.4-0.6mm范围内。根据工艺要求，制定了合理的组装流程（图2）。
　　三、柴油机主发拼接工装制作
　　在测量轴向间隙时，需在电机转子和定子同轴时，来回撬动转子测量轴向位移。由于组装空间的限制，需要设计拆装方便、体积小巧、能够调节转子轴心的支撑工装；由于电机重量较大、结构紧凑，来回移动电机转子并非易事，需根据实际位置设计操作方便、省力的主发电机转子移动工装。
　　经过工艺分析和研究，参照机械设计手册【1】及内燃机原理【2】，确定工装设计方案，并制作完成了转子支撑工装及电机移动工装（图3）。
　　四、柴油机主发组装工艺研究
　　柴油机主发组装时，按原有工艺多次组装均无轴向间隙。通过对组装原理进行研究，结合实际操作过程中存在的问题，分析出原有组装工艺存在以下不足：主发电机移动工装受力大小不好控制，测量工装误差大，从而使测量结果不准确，导致测量計算出的垫片厚度与实际所需不符；通过来回撬动曲轴复测的轴向间隙不能准确反映实际组装状态。
　　针对上述存在的问题，结合柴油机主发原理及分析前期测量数据（图4）。通过研究和论证，探究出了合理的组装工艺方法：
　　1.测量电机轴向间隙时，转子移动工装将电机转子顶到一侧，施力较大使电机轴承受力变形，受力越大变形越大，测量间隙比实际大；反之偏小。通过分析对操作过程进行改进，电机移至一侧后松开移动工装，使电机处于自由状态后进行测量。
　　2.由于测量面距离大，致使测量工装尺寸较大，在使用时易变形致测量结果不准。通过分析对测量工装进行改进，使用硬度好、无变形的石制测量工装。
　　3.测量时的接触面状态不同于组装的接触面状态，组装时受力更大，接触面密贴的更紧，并且有微小的变形，所以测量结果比实际大。经过统计分析及后期实际验证，测量厚度减去0.5mm左右时接近实际值。
　　4.由于碳纤维盘材料较软，受力易变形，造成复测间隙不准。但通过盘车使碳纤维盘转动，就会释放变形量使之恢复自由状态。故对复测方法进行改进，组装后盘动柴油机一圈，测量柴油机和电机外侧间隙；再盘动一圈，测量柴油机和电机内侧间隙。通过上述方法复测的数据可以反映实际组装状态，从而保证组装质量。
　　五、结论
　　经过前期数据统计分析及工艺的研究论证，摸索出了解决上述问题的工艺方法，改进了原有组装工艺，完善出了适合现场操作的阿根廷CCD5A1型柴油机主发组装工艺，完成了批量柴油机主发拼装工作。阿根廷机车的顺利交付，表明该工艺是可行稳定的。
　　【参考文献】
　　[1]吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册（3）[M].高等教育出版社.2006.
　　[2]吴兆汉，汪长民，林桐藩.内燃机设计（3）[M].北京理工大学出版社.1990.