【船机帮】大型柴油发电机组柴油机与电机联接新工艺

船机故障心莫慌，遇事不决船机帮

导读

某大型柴油发电机组柴油机与电机联接时，采用曲轴、飞轮、电机轴法兰三者贯穿联接的装配方案，但该方案在实施时遇到问题。

对此提出了一个新的工艺方法，该方法既保证了联接孔位置精度以及三者装配时的工艺稳定性，又提高了生产效率。

图 1 柴油发电机组总装图

某大型柴油发电机组(图1) 的 曲 轴 (长5730mm × 主轴颈370mm、成品重量6200kg) 、飞轮 ( 直径Φ1800mm、成品重量3000kg) 、电机 ( 长 2550mm × 宽1735mm×高1888mm，重量9000kg) 三者装配采用直径 Φ60 mm 的铰制孔螺栓刚性贯穿联结的方式，成为一个整体 ( 图2) 。

图2曲轴、飞轮、电机轴法兰局部联接装配图

该联结方式紧凑、结构简单，但实施却是一个难题，实际生产中，通常采用加大个别联结孔尺寸的方法得以完成装配。

一、工艺设计

曲轴、飞轮、电机轴法兰联接孔尺寸精度、位置精度要求严格，特别是三者均为尺寸和体积庞大、质量重的零部件，加工难度极大。

其贯穿联接孔的加工方式、加工精度直接影响柴油机的装配难度、装配质量及其使用寿命。

为了保证设计精度，一般首选将曲轴、飞轮、电机轴法兰预先安装在一起配铰加工，但实际情况不可能。

一是该型柴油机曲轴、飞轮、电机轴法兰(电机外购电机轴不可拆卸) 联接在一起，尺寸超出加工设备工作台，且无加工空间; 

其次配铰加工时，由于三种零件外形、重量庞大，工人操作时要吊装，安装、找正极为困难，且存在安全隐患。

柴油机曲轴、飞轮两者之间的配铰加工是典型的常用方案，即用一个钻模体正、反两面分别单独加工曲轴、飞轮联接孔。

如再用该钻模体加工电机轴法兰孔，由于曲轴与电机轴法兰在装配时是镜向关系，这样等于放大了钻模加工的位置度误差，加工的电机轴孔不能保证三者可靠装配，此方案不可行。

1、新工艺方案

为解决曲轴、飞轮、电机轴法兰三者装配用贯穿联接孔的加工难题，须设计一种适合三种零件联结铰制孔加工的新工艺方案。

新设计的工艺方案中夹具为一套，需要钻模体两个: 钻模体 A、钻模体B。

具体方案如图 3 所示。

图 3 新工艺方案

2、夹具设计

如何使钻模体 A、钻模体 B 联接孔的精度保持一致是该方案是否可行的核心问题。

方法1: 

利用数控机床的精度分别加工钻模体A 和钻模体 B 的联接孔，理论上是可以的。

由于制造误差，两个钻模体联接孔不可能在理论正确位置，为了保证零件加工精度，钻模制造精度超过其经济精度，提高了夹具的制造难度、维修难度和制造成本。

方法2:

夹具设计方案中同时考虑夹具制造的经济性和精度一致性，在夹具制造最后工序用芯轴将两块钻模体联接在一起，同时加工联接孔，满足联接孔位置精度，尺寸精度为 Φ74 mmH7 (增加速换钻套前的尺寸) ，表面 粗 糙 度 Ｒa1． 6 um。见图4。

图 4 钻模体 A、钻模体 B 、芯轴整体的加工图

3、工艺方案及夹具

(1) 该夹具设计的优点是精度要求高的贯穿联接孔一次加工，既保证制造精度，又降低了夹具制造难度和成本。

(2) 钻模体 A 和芯轴组合后使用两次，首先，加工曲轴后把速换钻套更换到钻模体 A 的对面，第二次再加工飞轮; 然后再在钻模体 B 加工电机轴法兰时使用。

工艺方案中一套夹具可以满足三种零件贯穿联接孔的尺寸精度和形位公差要求，满足装配质量。

(3) 在夹具侧面打印加工零件名称，可以有效防止操作者错误使用，提高夹具可靠性。

(4) 制造成本低，操作简便，维护方便。

二、结 论

通过该大型柴油发电机组的连续生产，验证了曲轴、飞轮、电机轴加工精度符合图纸要求。

总装现场装配顺利，说明新工艺方法突破了三个大型零件高效加工、装配中的工艺瓶颈。

该方案也可供类似零件装配做参考。

本文原创作者系：

陕西柴油机重工有限公司

曹利平，杨 忻，温明慧，成 忠

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