看大管轮怎样正确的测量和分析曲轴

摘要：检查测量曲轴臂距差的重要性，如何正确测量比距差。测量拐档差的方法，及实船案例分析，及总结需要注意的事项。

关键词：臂距差，测量方法，表位法，销位法，数据分析，总结规律。

船舶柴油主机是船舶的主推进装置，船舶的安全在于主机的安全运行，如何管理好主机是船舶安全的重点，那么对于主机的管理主要有哪些方面？重点是运动部件的管理，活塞连杆摇臂顶杆曲轴，今天重点讲一下曲轴的管理，曲轴管理重点是曲轴的曲折度，如何分析检查曲轴的曲折度那，研究发现测量每个缸的臂距值可以很好的反应出曲轴的轴系曲折度，拐档差也称臂距差。柴油机曲轴上两个相邻曲柄臂之间的距离称为臂距值值(或称开档值)。曲柄销在上、下止点或左 、右水平位置时的两臂距值之差即为拐档差。因此柴油机曲轴拐档差的测量也就转化为拐档值的测量。对于每条船舶的主辅机来说，曲轴无疑是一重要组成部件 ；而且曲轴本身又是一个结构复杂，刚性较差的运动部件，易产生弯曲弯形。安装在柴油机机座主轴承上 ，由于柴油机不停的运转，活塞连杆的往复运转给曲轴一个上下的力，会使主轴承轴瓦尤其是受力瓦面产生磨损，各缸燃烧产生爆炸力使活塞产生不同爆发力即会造成各道主轴承下瓦磨损程度不同造成位置高低的不同 ，主轴承的中心线发生偏移，因而也就会导致曲轴弯曲变形，轴线曲折，运转过程中产生了附加的弯曲应力 ；并且，加剧了轴瓦的磨损，形成恶性循环。曲轴轴线变化使曲柄也产生变形 ，曲柄臂时而张开，时而收缩，随曲轴回转周期变化：曲柄臂与曲柄销的连接的过渡圆角处就产生周期性变化的应力。在这种周期性附加应力作用下，导致该处产生疲劳裂纹 ，甚至使曲轴断裂；因此在柴油机运转期间，掌握曲轴主轴承的高低情况非常关键。而拐档差与轴瓦高低、曲轴变形有着密切的关系，因此重视主辅机曲轴拐档差的变化，测量并控制拐档差在允许的范围内，避免免产生曲轴发生事故是轮机员的一项非常重要的工作。    

要想正确的掌握曲轴的曲折变化首先需要掌握正确的拐档差的测量方法：

1．1 臂距值测量方法

基本上每台柴油机出厂都配备了专用的拐档表，拐档表为精密仪表，在船上需要正确的保存，处于干燥空间防止大的震动。在测量前需要检查拐档表的精度和灵敏度，然后再正确的取出，将拐档表安装在曲柄臂之间的固定位置上，并要求与曲柄销颈平行。当拐档表安装的位置不同，所测得的臂距值就不同，臂距差也就不同。所以必须规定测量点的位置。目前大部分柴油机在曲轴制造时就在曲柄臂内侧打上冲孔，定为测量点的位置 ，以便于每次测量时快速 、准确安装拐档表。没有打冲孔的柴油机通常规定测量点 ，设在距曲柄梢中心线(S+D)／2 处 ，式中 S 为活塞冲程 ，D为曲轴直径，但是在平时工作中为了测量方便，往往就把测量点选在曲柄臂内侧轴径最下端。 另外 ，对于在运行中的柴油机 ，由于活塞运动部件已装于曲轴上 ，当要测量曲柄销处于下止点位置时的臂距值 L下时，连杆正好处于中间位置 ，拐挡表不能安装，所以实际工作中，将曲柄销在下止点的臂距值L下，由曲柄销位于下止点前 15和下止点后 15度两位置臂距值 L前 15、L后 15平均值来代替即L下=(L前15＋L后 15)／2。因此在实际测量中，要测 0、90、165、195、270的五个曲柄销位置的拐档值。曲轴按正车，可全部测出，

1．2 如何分析测量数据    

一般测量记录有两种方法一种是曲柄销位一种是拐档表位，大部分船上比较习惯使用表位法，首先当按照曲柄销的位置来测量与记录时，为方便起见，在修船长主机吊缸期间，在拆卸活塞杆后柴油机曲轴拐档差一般只测垂直 ，水平两个位置 ，即 △垂直＝L上— L下 △水平＝L左 — L右 式中：△一臂距差 ，mm △垂直、△水平一分别为曲轴处于垂直平面内和水平平面内的臂距差，mm

L上、L下——分别为曲柄销在上 、下止点位置时的臂距值，mm

L左、L右——分别为曲柄销在左 、右水平位置时的臂距值 ，mm

测量的结果：

①当测得L上> L下，即△垂直>0 为“+”值时，表明该段轴轴线塌腰变形或下弧线弯曲，即为“︶”形，也就是说明该曲柄所在两主轴承位置偏低。

②当测得L上< L下，即△垂直<0 为“一”值时，表明该段轴轴线呈拱腰变形或上弧线弯曲，即为“⌒”形，也就是说明该曲柄所在两主轴承位置偏高。

同理，当侧量值 L左>L右，即△水平>0，当为“+”值表明该段曲轴轴线呈右拱弯曲，即为“)”形，也说明该曲柄所在两主轴承位置偏左。当L左     <L右时，即△水平<0 为“一”值，表明该段曲轴轴线呈左< span>拱弯曲，即为“(” 形，也说明该曲柄所在两主轴承位置偏右。 这样通过测量臂距值 ，就可以大体判断出曲轴轴线在垂直和水平方向的曲折情况。          </L右时，即△水平<0>

1．3 那么拐档差的极限值是怎么规定的

根据柴油缸径的大小拐档差的极限值是不一样的，目前出厂的柴油机在说明书上明确标注了柴油机拐档差的极限值，并且标注了几种常见情况的拐档差极限的不同，并且每个缸的极限值都不同，比如自由端极限值就小一些，驱动端的就大一些，所以在管理过程中详细对照说明书。

比如：对活塞冲程 400 mm，修理试车后可适当放宽为每米活塞冲程 0.15 mm．但不超过0.175 mm

 

除了上述情况，轮机管理人员在现场工作时不方便查表，也可按经验公式计算。并且 ，理论上新建造或大修后的柴油机拐档差应不大于 0.0001S；航行中许可的拐挡差应不大于0.0002S。S 为活塞冲程。实际工作中一般参考依据如下：

(1)大修后的柴油机拐档差

△=(0.00125—0.0025)S 允许运转

△=(0.0025—0.003)S 限期修理

△>0.003S 立即修理

(2)新出厂柴油机拐档差一般应满足

△     <O< span>.00125S     </O<>

1.4工作中在什么情况下需要重点对主机曲轴的拐档差进行测量那：    

(1)刮拂厚壁主轴瓦或换新主轴瓦后；

(2)船舶发生搁浅、碰撞等事故后 ；

(3)由于装卸货导致船体变形或机座变形后；

(4)柴油机大型修理过程中，如拆去飞轮后 ，活塞运动部件包装前后，紧固、贯穿将栓松开或预紧后，主机与轴系连接后等。

(5)船舶运行中的检查曲轴状态和主轴承磨损情况 ，定期对曲轴拐档差进行测量，船舶在正常营运过程一般是三个月对曲轴做一次检查并测量拐档差值。。

(6)船体刚性较差的船舶装载后发现船体变形严重。

1．5 正确的测量步骤是什么

(1)首先柴油机完全停止运转，盘车机已经完全啮合，打开曲拐箱门；

(2)盘车使柴油机第一气缸处于开始位置 ，根据正车开始位置把曲柄销转到为下止点 15或后 15。

(3)使用塞尺检查该缸主轴瓦间隙，确保轴瓦间隙在正常范围，以便获取正确拐档差；

(4)将拐档表装好后用手把表慢慢来回转动确保两端完全进入到冲孔弹簧受力，并将刻度盘上的指针调到零位。盘车使曲轴转至规定测量位置，读取记录数据；

(5)在测量过程不得改变盘车方向，需要按照同样方法测量所有缸曲轴。

2 下面以实船数据做分析

目客滚船 2022年 10月 15日在 山东港的一次测量记录    

从测得数据看出曲柄梢位于上、下死点的臂距差之和与左 、右弦时的臂距值之和大致相等 ，即L上＋ L下≈L左 ＋ L右右，可看出，测量的数据相对准确。若曲轴相邻两曲柄臂距差为“+”时 ，则它们中间的那道主轴承一般较低 ；为“一”时 ，它们中间主轴承一般较高，臂距差值愈大愈明显。NO．1 -7缸臂距值大部分为“一”号，数值相差不大，说明没有严重磨损的轴承下瓦，曲线状态良好。

3 软件曲轴曲线

由拐挡差曲线表中所得的折线即为曲轴轴线状态图，折线上对应于各主轴承位置点的纵坐标 ，则表示各主轴承的相对高度。如图所示。

     

曲轴轴线状态图

(图中纵坐标代表各曲柄间拐档差的大小，横坐标代表各缸曲柄和轴承的轴向位置。) 检修人员测出曲柄的拐挡差后．虽然可以根据正负值来判断曲轴轴线的挠曲程度 ，但是并不能说明引起曲轴轴线挠曲的真正原因是各道主轴承磨损不均匀，还是船体的变形所致。因此还需用桥规测出各道主轴承的下沉量或者使用塞尺检查主轴瓦间隙，若拐挡差与所测的下沉量相互吻合 ，则说明曲轴轴线挠曲是由各主轴承磨损不均所引起 ；反之．则说明机座已经变形。因为当机座变形时，各轴承所测得的桥规值是基本不变的而拐挡差则变化很大。当机座下沉时，整个轴线也随着下沉，而轴颈的下沉量并没变化。所以，在测量拐挡差前 ，应先检查机身、机座等各接合处有无松动、变形 。 曲轴的拐挡差受到各种因素的影响．它是柴油机和船舶在一定因素下共同作用的结果。因此，当分析拐挡差时应先了解它是在什么环境下测量的。比如柴油机是热态还是冷态是满载还是空载，在进行拐挡差比较时，也要在同等环境下比较。 曲轴的拐挡差不可能在任何条件下全部接近为零 。因为在某种条件下调整接近为零的拐挡差，当条件一改变 ，拐挡差值也马上随之变化了，甚至超过允许极限值。总值，为了延长柴油机的使用寿命，应在常用负荷的状态下使曲轴处于良好的工作状态，而在其他运行状态下拐挡差也不要超过极限值。特别是在柴油机安装、修理 、调整时，就要根据各种因素的主次及其影响来确定曲轴拐挡差该取正值还是负值较为合适。 当测得柴油机曲柄的拐挡差 ，画出曲轴轴线状态图后 ，根据各种因素分析，确认引起曲轴轴线大的偏折的原因是各道主轴承磨损不均、过度磨损或轴瓦安装不当引起的。这时需要用修刮主轴承或者更换新轴瓦来校正曲轴中心线 ，一般只能凭经验边刮边测量拐挡差，用多次试验的方法逐步校正曲轴的中心线。 不论是销位法还是表位法只是记录的不同，分析方法都是相同的，曲柄臂开口代表向外张开相对应的轴下沉，曲柄臂缩口代表向内收缩相对应的轴偏高。    

4 总之

实际运行的船舶柴油机，其曲轴的拐档差大小是多种因素综合作用的结果。测量时要明确其工作环境，当有可能使曲轴拐档差发生较大变化的因素出现时，应及时、有效地进行拐档差测量，并根据测量的结果、机座或船体变形量及桥规测得主轴承下沉量等方面分析判断出引起曲轴拐档差变化的真正原因，及时采取有效措施来调整曲轴拐档差。从而使曲轴对中良好 ，柴油机获得安全可靠的运行，延长柴油机使用寿命，减少一些不必要的麻烦与经济损失，保障船舶安全营运。

船舶管理有妙招，船机故障心不慌，有事找船机通，船舶机械设备修理，船舶电气维护，船舶备件采购，电微同号：13645459131

 烟台中韩轮度轮机长：刘发争

                                             2024.5.4