何 磊；沈軼麟

（1. 海軍駐上海滬東中華造船（集團）有限公司軍事代表室， 上海 200129； 2. 滬東中華造船（集團）有限公司，上海 200129）

關(guān)于某船主機甩檔超差的原因分析

何 磊1；沈軼麟2

（1. 海軍駐上海滬東中華造船（集團）有限公司軍事代表室， 上海 200129； 2. 滬東中華造船（集團）有限公司，上海 200129）

某船主機安裝調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)左右主機甩檔值均無法達到主機廠家設(shè)計要求。通過一系列措施調(diào)整主機安裝狀態(tài)，測量、分析主機不同狀態(tài)甩檔值，排除干擾因素，查出導(dǎo)致甩檔超差的原因，排除因甩檔超差對主機運行不利的可能性。

船用主機；甩檔；安裝調(diào)整；原因分析

0 引言

測量臂距差是保證主機曲軸不在彎曲異常狀態(tài)下工作的重要措施，如果甩檔值超出設(shè)計允許范圍，曲軸可能會因過度彎曲而極易發(fā)生疲勞導(dǎo)致斷裂，嚴重損壞主機，因此各檔甩檔值是主機安裝調(diào)整的重要數(shù)據(jù)之一。

某船采用的兩臺主機是法國S.E.M.T設(shè)計的IELSTICK柴油機系列中的一種，主機型號為16PC2-6，額定轉(zhuǎn)速520 r/min。

1 主機甩檔說明

該機型甩檔測量位置見圖1，甩檔表為百分表，最小刻度0.01mm。

圖1 甩檔測量位置

對于垂直臂距差dv，如果當曲柄銷處于上止點時曲拐張開(當曲柄銷處于下止點時曲拐并攏)就是正的，相反情況下臂距差就是負值；對于水平臂距差dh，如果當曲柄銷處于柴油機右邊時曲拐張開(當曲柄銷處于左邊時曲拐并攏)就是正的，相反情況下臂距差就是負值，示意圖見圖2。

圖2 甩檔值正負示意圖

根據(jù)設(shè)計要求，該機型甩檔要求見表1。

表1 PC2-6甩檔公差表

2 調(diào)整主機安裝狀態(tài)，查找原因

鑒于該船左主機超差現(xiàn)象較為嚴重，主要在左主機上進行調(diào)頻試驗。左機甩檔記錄見圖3。

由甩檔數(shù)據(jù)可看出，第6、7、8檔水平方向甩檔超差較大，根據(jù)各檔排列順序，該三檔靠近主機自由端。

根據(jù)以往主機安裝調(diào)整經(jīng)驗，主機水平調(diào)整不到位易導(dǎo)致甩檔超差。為驗證這種可能，首先對主機水平進行了一系列調(diào)整試驗，各調(diào)整狀態(tài)對應(yīng)的7、8檔甩檔值見圖4。

圖3 甩檔值正負示意圖

圖4 各調(diào)整狀態(tài)甩檔值

通過對主機水平的一系列調(diào)整數(shù)據(jù)可看出，盡管主機在水平安裝上已經(jīng)進行了較大位移的調(diào)整，但是甩檔值并沒有明顯變化，因此可排除主機水平安裝方面的因素。

根據(jù)所測甩檔值可看出，6、7、8檔的曲軸彎曲方向是一致的，亦即曲軸明顯朝向主機左側(cè)彎曲。因此推測機架側(cè)向定位可能偏差過大導(dǎo)致位于機架內(nèi)的主軸承孔各軸線同軸度超差，進而引起曲軸彎曲。

考慮到這種原因的可能性，于是對主機進行了橫向調(diào)整試驗。具體方法就是撤掉主機自由端的四個橫向定位擋塊，用千斤頂橫向移動主機機座，觀察調(diào)整效果。主機軸承排序及橫向定位擋塊布置示意圖，見圖5。

在調(diào)整試驗過程中，分別用千斤頂支3#和2#定位擋塊，當兩處機架位移達1 mm時甩檔依舊沒有明顯變化，因此排除了側(cè)向定位方面的原因。

通過對主機兩種安裝狀態(tài)的系列調(diào)整，試驗排除了安裝原因?qū)е滤n值超差的可能性，因此推斷可能是主機內(nèi)部原因?qū)е铝怂n超差。

3 分析主機工作狀態(tài)，查找原因

由于主機各檔主軸承孔的同軸度、平行度等形位公差均是靠機加工來保證的，該機出廠證書中的冷態(tài)、熱態(tài)甩檔數(shù)據(jù)是很好的，沒有超差現(xiàn)象。 查閱該機出廠試驗報告，主機整個運行階段軸瓦沒有過熱且勘驗軸瓦亦無偏磨現(xiàn)象，因此排除了主機零部件尺寸超差導(dǎo)致甩檔超差的可能性。

圖5 主機安裝示意圖

另外，臺架試驗時甩檔測量狀態(tài)跟裝船狀態(tài)的甩檔測量狀態(tài)是有差異的。該船沒有離合器，盤車測量甩檔時主機需拖動齒輪箱、尾軸(長30 m)、螺旋槳，阻力較大，主機在臺架甩檔測量時僅拖動水里測功器阻力相對要小很多。盤車機施加給曲軸的力過大有可能導(dǎo)致曲軸變形，進而導(dǎo)致甩檔超差。

盤車時曲軸受力分析圖(從功率輸出端看)，見圖6。

圖6 逆時針盤車曲軸受力分析

該型主機盤車機置于主機自由端右側(cè)，由圖6可看出，當逆時針盤車時曲軸受力可分解為豎直方向跟水平方向的兩個力。主機在工廠臺架上時由于盤車阻力較小，該兩分力也較小不會引起曲軸明顯變形，但是裝船后測量甩檔盤車時曲軸受力增加，引起曲軸變形，所測甩檔超差。

為驗證該種分析可能性，分別順時針、逆時針方向盤車，并記錄不同盤車方向盤車機脫開與嚙合時甩檔數(shù)據(jù)。由于第8檔最為明顯，本文僅以第8檔數(shù)據(jù)為例，進行分析。甩檔數(shù)據(jù)見圖7?？煽闯觯敱P車機脫開亦即盤車機不再對曲軸施加外力的情況下，曲軸甩檔值很好，曲軸直線度很理想。

圖7 順、逆時針盤車第8檔甩檔值

由表2中盤車機嚙合狀態(tài)甩檔數(shù)據(jù)可看出，主機順、逆時針盤車時曲軸彎曲方向是相反的，且曲軸彎曲方向與其受力方向一致。逆時針盤車時，曲軸受力方向為左上，曲軸軸線向左彎曲，右側(cè)甩檔值增加；順時針盤車時，曲軸受力方向為右下，曲軸軸線向右彎曲，左側(cè)甩檔值增加。

表2 第8檔甩檔差異表

經(jīng)上述分析知，該船主機甩檔超差是因為盤車時阻力過大，曲軸受力變形過大，進而導(dǎo)致甩檔超差。

4 結(jié)論

通過一些列調(diào)整試驗及數(shù)據(jù)的對比分析，可確定曲軸甩檔超差的主要原因是盤車阻力過大，曲軸受力變形。但是當盤車機脫開時所測數(shù)據(jù)能完全滿足使用要求，而且主機工作時不會受到盤車機施予的外力，因此可認為，主機工作狀態(tài)下能保證曲軸軸線直線度滿足的設(shè)計要求，這并不影響整機運行可靠性。

[1] 賈錫印. 船用內(nèi)燃機結(jié)構(gòu) [M]. 哈爾濱: 哈爾濱工程大學出版社, 2007.

[2] 劉 杰. 現(xiàn)代柴油機使用與檢測 [M]. 北京: 人民交通出版社, 1999

[3] MAN-SEMT柴油機專利公司. PC2-6柴油機維保說明書[M].

[4] MAN-SEMT柴油機專利公司. PC2-6柴油機技術(shù)說明書[M].

10月全球新造船市場簡評

10月，全球新造船市場成交環(huán)比上升，回歸本年整體水平，全月累計成交1012萬載重噸，環(huán)比大幅上升54.7%。1~10月，全球新船累計成交量已經(jīng)突破1億載重噸，達1億零94萬載重噸，同比上升125%，目前成交量已經(jīng)創(chuàng)下了自2011年以來新高。手持訂單及交付方面，截至10月底，全球船廠手持訂單共計2.56億載重噸，全球船廠手持訂單從2013年6月份開始呈上升趨勢，目前手持訂單量與2013年3月份相當。1~10月，全球新船交付量共為9393萬載重噸，同比下降32.5%。

10月，克拉克松船價指數(shù)與9月份持平，維持在130點。從具體船型價格來看，VLCC、阿芙拉型油船、巴拿馬型油船、靈便型油船、好望角型散貨船、大靈便型散貨船、靈便型散貨船、大型集裝箱船（6000+TEU）等船型船價環(huán)比均有不同程度的上漲，其中好望角型散貨船漲幅最大，達到250萬美元。

10月散貨船成交量環(huán)比大幅上升，油船和集裝箱船成交量較上月有所下降。具體來看，10月散貨船共成交750萬載重噸，環(huán)比上升163%；油船成交123萬載重噸，環(huán)比下降13%；集裝箱船成交73萬載重噸，環(huán)比下降31%。10月成交散貨船以好望角型散貨船和巴拿馬型散貨船為主。油船方面，原油運輸船沒有新船成交，成交船型均為成品油船和化學品船，集裝箱船本月共成交12艘，其中包括3艘10500TEU集裝箱船，該訂單被韓國大宇造船獲得。

BDI指數(shù)在經(jīng)歷了9月的大漲之后有所回落，月底時維持在1500點左右。短期內(nèi)BDI指數(shù)回落在預(yù)料之中，這并不妨礙相關(guān)機構(gòu)看好未來的散運市場。

Precious航運公司表示，散運市場最早有望在2014年第一季度復(fù)蘇，并指出促使散運市場復(fù)蘇的因素主要包括以下5個方面：（1）如果中國進口鐵礦砂的卸岸價格低于135美元/噸，中國就將繼續(xù)進口鐵礦砂；（2）根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的預(yù)計，2013年10月至2014年6月，美國糧食出口量將提高11%。這一數(shù)字看似只是產(chǎn)量的增加，但如果將低速行駛等因素考慮在內(nèi)，會發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量的增加使有效需求增長了約15%~17%；（3）日本經(jīng)濟逐步改善，核電站的關(guān)閉也使得煤炭進口量相應(yīng)增加；（4）近期，英國、德國、法國等歐洲主要國家的經(jīng)濟也在慢慢復(fù)蘇，這也意味著歐盟終于走出了經(jīng)濟問題的陰影；（5）印度疲軟的貨幣政策可能會使印度成為一個農(nóng)產(chǎn)品出口大國，而印度港口卻有著規(guī)模較小、吃水較淺、效率較低等問題，這可能會導(dǎo)致大規(guī)模擁堵以及小型散貨船有效供給的減少，推動靈便型散貨船市場逐漸好轉(zhuǎn)。

從主要造船國接單情況來看，10月份，中國船廠共承接了710萬載重噸（180萬修正總噸）、22.5億美元的新船訂單，韓國船廠共承接了144萬載重噸（55萬修正總噸）、27.47億美元的新船訂單，日本船廠共承接了70萬載重噸（25萬修正總噸）、2.94億美元的新船訂單。以載重噸計，中韓日三國承接的訂單占總量的91%。

Causes Analysis on Over Deflection of Crankshaft

HE Lei1; SHEN Yi-lin2
(1. Navy Military Representative Office at Shanghai Hudong-zhonghua Shipbuilding (Group)Co., Ltd., Shanghai 200129, China; 2.Shanghai Hudong-zhonghua Shipbuilding (Group)Co., Ltd., Shanghai 200129, China)

It is found that the crankshaft deflections of left and right engines cannot meet the design requirment from main engine maker when the engines are installed on board one ship. After the adjustment of main engine fixing state by taking series of steps, such as measuring and analyzing crankshaft deflection values in different state, and removing disturbing factors, then the causes of over deflections are found out to eliminate the harmful possibility of engine operating resulting from over deflections.

marine engine;crankshaft deflection;installing adjustment;causes analysis

U664.1

A

何磊(1982-)，男，工程師。主要從事航船機電工程工作。