白強(qiáng)

（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 510310）

內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)永進(jìn)蓋斯林格彈性阻尼聯(lián)軸節(jié)自主大修研究

白強(qiáng)

（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 510310）

隨著柴油機(jī)的強(qiáng)化和性能的不斷提高，柴油機(jī)動(dòng)力裝置扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問(wèn)題越來(lái)越顯著。彈性阻尼聯(lián)軸節(jié)是解決扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問(wèn)題的極好裝置之一。對(duì)永進(jìn)蓋斯林格彈性阻尼聯(lián)軸節(jié)（以下簡(jiǎn)稱“彈聯(lián)”）進(jìn)行自主大修研究，分析大修中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，提出有效的解決方案，并總結(jié)出技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。

彈性阻尼聯(lián)軸節(jié)；自主大修研究；技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

“彈聯(lián)”是連接柴油機(jī)飛輪和萬(wàn)向軸使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件，在柴油機(jī)高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，能起到緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。當(dāng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)發(fā)生時(shí)，“彈聯(lián)”內(nèi)潤(rùn)滑油將被彎曲的簧片組件009從一個(gè)空腔壓入另一個(gè)空腔，并以很高的頻率來(lái)回流動(dòng)，由于潤(rùn)滑油的粘度比較大，在流動(dòng)過(guò)程中就產(chǎn)生了相當(dāng)大的阻尼，無(wú)量剛的阻尼系數(shù)一般在0.5～0.7之間，它比橡膠聯(lián)軸節(jié)高5～10倍[1]。

因此，“彈聯(lián)”一方面能利用簧片組件009的彈性來(lái)調(diào)節(jié)柴油機(jī)動(dòng)力裝置機(jī)械系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的自振頻率，將危險(xiǎn)的共振點(diǎn)排除在柴油機(jī)常用工作轉(zhuǎn)速之外；另一方面還能利用潤(rùn)滑油流動(dòng)產(chǎn)生的阻尼降低共振時(shí)的振幅，以保證動(dòng)力裝置安全運(yùn)行。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1 故障情況

從跟蹤情況分析，柴油機(jī)啟機(jī)后“彈聯(lián)”及柴油機(jī)振動(dòng)異常劇烈，且“彈聯(lián)”運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有明顯的甩油現(xiàn)象，潤(rùn)滑油的缺失促使“彈聯(lián)”自振加劇。劇烈的振動(dòng)可使柴油機(jī)本身受到無(wú)法恢復(fù)性的損傷，柴油機(jī)已無(wú)法正常工作。為恢復(fù)機(jī)車柴油機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)，以修復(fù)式的維修為理念，在無(wú)任何“彈聯(lián)”維修經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)的情況下，進(jìn)行“彈聯(lián)”自主大修研究。

2 自主大修研究

在自主大修研究中，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致“彈聯(lián)”劇烈振動(dòng)的問(wèn)題所在，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行全面分析和專業(yè)技術(shù)論證，提出有效的解決整改方案，以恢復(fù)“彈聯(lián)”正常使用狀態(tài)，滿足機(jī)車及柴油機(jī)運(yùn)營(yíng)要求。

2.1 O型密封圈受損

“彈聯(lián)”內(nèi)共有4個(gè)O型密封圈，用于密封其內(nèi)潤(rùn)滑油，使其處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，經(jīng)分析核實(shí)O型圈規(guī)格參數(shù)如表1所示。

圖1 “彈聯(lián)”基本結(jié)構(gòu)圖

表1 “彈聯(lián)”O(jiān)型圈規(guī)格參數(shù)

橡膠密封圈總的磨損量不得超過(guò)截面直徑的5%（見圖2），否則可能導(dǎo)致密封不良。“彈聯(lián)”內(nèi)4個(gè)O型密封圈邊緣均有磨損，對(duì)每個(gè)O型圈取樣5處進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量分析，磨損量統(tǒng)計(jì)見圖3。

由圖3可知，O型圈磨損量集中在4%～7%之間，且多數(shù)點(diǎn)已超出極限磨損量5%，以此判斷O型密封圈老化受損而密封不良，導(dǎo)致“彈聯(lián)”甩油，潤(rùn)滑油缺失加劇“彈聯(lián)”自振。

圖2 O型密封圈磨損量測(cè)量

由于4個(gè)O型密封圈均為非標(biāo)件，目前市場(chǎng)上無(wú)現(xiàn)成備件，因此通過(guò)起模定制，更換新的O型圈后，成功解決“彈聯(lián)”甩油問(wèn)題。

圖3 O型密封圈磨損量測(cè)量統(tǒng)計(jì)

2.2 后蓋板異常磨損

“彈聯(lián)”簧片端蓋即后蓋板024，在運(yùn)行時(shí)與簧片組件009端面直接接觸，長(zhǎng)期使用導(dǎo)致后蓋板024表面出現(xiàn)許多磨損凹槽；當(dāng)“彈聯(lián)”運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這些凹槽阻礙了簧片組件009的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，使得“彈聯(lián)”自振強(qiáng)烈。

針對(duì)上述問(wèn)題，重新制作新的后端蓋，以確保簧片組件009在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通暢無(wú)阻礙。

圖4 “彈聯(lián)”后蓋板024異常磨損

2.3 內(nèi)銅套受損

與花鍵軸結(jié)合處內(nèi)銅套045磨損嚴(yán)重，使得花鍵軸012轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)徑向游隙增大，導(dǎo)致整個(gè)“彈聯(lián)”自振加?。ㄒ妶D5）。針對(duì)上述問(wèn)題，解決方案有二：一是在內(nèi)銅套表面焊補(bǔ)銅，再打磨平整，此方案簡(jiǎn)便，無(wú)需拆解內(nèi)銅套，但修復(fù)后的內(nèi)銅套強(qiáng)度不足，易破損；二是重新制作相同的內(nèi)銅套并整個(gè)更換，此方案工序較為復(fù)雜，但可保證內(nèi)銅套強(qiáng)度穩(wěn)定性。

圖5 “彈聯(lián)”內(nèi)銅套磨損嚴(yán)重

為保證內(nèi)銅套高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的強(qiáng)度需求，采用方案二，重新制作并更換內(nèi)銅套。

通過(guò)解決上述3個(gè)問(wèn)題，自主大修后成功解決“彈聯(lián)”及柴油機(jī)劇烈振動(dòng)故障，恢復(fù)機(jī)車柴油機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)。

3 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 柴油機(jī)與液力變扭箱回轉(zhuǎn)同軸度測(cè)量設(shè)計(jì)方案

根據(jù)GKoc型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)安裝技術(shù)要求，柴油機(jī)輸出端法蘭平面與液力變扭箱輸入端法蘭平面對(duì)應(yīng)中心線之間的距離即回轉(zhuǎn)同軸度，出廠值應(yīng)控制在1.5 mm以內(nèi)，對(duì)使用年限已久的機(jī)車該同軸度值可放寬到2～3 mm[3]。回轉(zhuǎn)同軸度直接影響柴油機(jī)輸出穩(wěn)定性能，若回轉(zhuǎn)同軸度值超出技術(shù)范圍，將導(dǎo)致柴油機(jī)振動(dòng)加劇。

設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)同軸度測(cè)量方法參見圖6所示：將紅外線光源安裝在液力傳動(dòng)箱輸入法蘭盤邊緣，將紅外線光源投射到柴油機(jī)輸出端法蘭平面上；轉(zhuǎn)動(dòng)液力傳動(dòng)箱輸入法蘭盤，調(diào)整光束投射角度，當(dāng)投射到柴油機(jī)輸出端法蘭平面上的光源成固定一點(diǎn)時(shí)，該光源便在液力傳動(dòng)箱輸入法蘭中軸線上。此時(shí)，測(cè)量光源與柴油機(jī)輸出端法蘭平面中心的距離OP`，即為兩法蘭回轉(zhuǎn)同軸度[2]。

此設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，易于操作，測(cè)量精度較高，故值得推廣。

圖6 柴油機(jī)與液力變扭箱回轉(zhuǎn)同軸度測(cè)量設(shè)計(jì)

3.2 三圓同心度測(cè)量調(diào)試設(shè)計(jì)方案

大修后的“彈聯(lián)”在安裝前，需測(cè)量并調(diào)試其法蘭001、中間塊002、側(cè)板010“三圓同心度”（技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，兩兩圓同心度在0.08 mm內(nèi)），否則“彈聯(lián)”將由于自身同心度偏差過(guò)大，導(dǎo)致在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)劇烈。

設(shè)計(jì)測(cè)量調(diào)試方案：將“彈聯(lián)”置于搖臂鉆床水平放置，首先固定法蘭001，使用百分表逐步測(cè)量調(diào)試中間塊002，以使其與固定法蘭001同心度在0.08 mm以內(nèi)；再固定法蘭001和中間塊002，同理測(cè)量調(diào)試使中間塊002與側(cè)板010之間的同心度。

3.3 簧片組件間隙調(diào)整

“彈聯(lián)”簧片組件009與內(nèi)銅套045之間有一定運(yùn)轉(zhuǎn)間隙（見圖5），一旦此間隙值過(guò)小，則“彈聯(lián)”內(nèi)潤(rùn)滑油路不暢通，使得“彈聯(lián)”內(nèi)潤(rùn)滑不良，可導(dǎo)致“彈聯(lián)”自振加劇。因此安裝“彈聯(lián)”前需測(cè)量并調(diào)整簧片組件009間隙值（技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)0.04～0.08 mm）。

用銅棒分別擊打簧片組件009頂部，并用塞尺測(cè)量其與內(nèi)銅套045間隙值，對(duì)每個(gè)彈簧片均需逐一進(jìn)行測(cè)量調(diào)試，直至滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)際調(diào)整值0.05 mm）。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)“彈聯(lián)”自主大修研究，順利完成大修任務(wù)，及時(shí)解決“彈聯(lián)”故障，保障了機(jī)車及柴油機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，提高了自身維修技能，并為公司節(jié)省備件采購(gòu)成本。此外，這是廣州地鐵首次自主完成“彈聯(lián)”大修，寶貴的大修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為以后類似部件的維修指明方向。

［1］ Parts Manual.3412 Engine Industrial［Z］.America. Caterpillar.1992.

［2］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

Independent Overhaul Research of Diesel Locomotive Diesel Engine’s Yongjin Geislinger Elastic Damping Coupling

BAI Qiang
（Author’s address Guangzhou Metro Corporation，Guangzhou510310，China）

Along with the strengthening and improving the performance of diesel engine，its power plant torsional vibration problems becomes more and more significant.Elastic damping coupling is one of a great device to solve the problem of torsional vibration.To independently overhaul research of Yongjin Geislinger Elastic Damping Coupling，analysis problems found during the overhaul，puts forward the effective solving measures，and sums up the technical key points.

elastic damping coupling；independent overhaul research；the technical key points

U262.3

A

1009－9492(2014)01－0053－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.01.013

白 強(qiáng)，男，1986年生，四川成都人，大學(xué)本科，助理工程師。研究領(lǐng)域：城市軌道交通機(jī)車車輛。

(編輯：向 飛)

2013－07－30