作者：芦武 朱巍 刘涛 字数：2520
摘 要：随着中国铁路机车制造行业的发展，越来越多的机车出口到世界各地，而海外各国的不同招标规范使中速柴油机已经不能满足所有的要求。现在，越来越多的各种高速柴油机运用于低轴重的机车上，其体积小、重量轻特点得到了充分的发挥。但某些高速柴油机因其机体强度不足以承受主发电机所带来的弯矩，所以需要选配双轴承主发电机，而选用双轴承主发电机时，其与柴油机轴系对中是整个柴油发电机组联接的关键，决定整个柴油发电机组的可靠性。
关键词：高速柴油机；双轴承主发电机；对中
1 引言
在柴油发电机组设计中，良好的柴油机与主发电机轴系对中，能的保证其工作的可靠性；下面将从影响对中因素分析某双轴承主发电机与柴油机对中。
2 影响主发电机对中性的因素
2.1 轴承间隙
主发电机转子轴和柴油机曲轴分别绕各自的轴承中心线转动，但是，当发电机组运行时，它们的中心线应该是重合的。对中工作是在静止状态下进行的，这时曲轴落座在其轴瓦的底部。工作时，曲轴并不是处在这个位置上。爆发压力、离心力以及柴油机机油压力都会将曲轴提起使飞轮绕着它的实际中心转动。而主发电机使用球轴承或滚子轴承，它们在静态和工作状态下不会改变其旋转轴线。在冷机状态进行安装对中时，柴油机的曲轴中心线要比主发电机轴中心线稍低。
2.2 飞轮下垂
柴油机在静止时，飞轮和联轴器的重量会使曲轴弯曲。这个影响必须在对中时得到补偿，因为在对中过程中，它会导致导向孔或飞轮旋转外径比曲轴轴承的实际中心线低。
2.3 反扭矩
柴油机在相对轴旋转方向的反向扭转趋势和被驱动设备在轴的旋转方向的旋转趋势就是反扭矩。它将自然地随着负荷而增加，以及引起振动。这种振动在怠速时感觉不到，但在带负荷时可感觉到。这通常是由于在反扭矩作用下，底座强度不足而产生过大的底座挠度，从而改变中心线对中而造成的。
2.4 热膨胀
当柴油机和主发电机达到工作温度时，热扩张或热膨胀也就随着发生。它同时向垂直和水平两个方向膨胀。垂直方向的膨胀在部件安装脚和它们各自的旋转中心线之间产生。这种膨胀的大小决定于所用的材料、出现的温升以及从旋转中心至安装脚的垂直距离。
曲轴水平方向的热膨胀从柴油机的止推轴承向另一端延长。当被驱动设备连接到柴油机的这一端时，就要考虑这种热膨胀。如果被驱动设备用螺栓固定到柴油机机体时，这种膨胀作用是轻微的，，因为机体和曲轴差不多以相等的膨胀率膨胀。
水平补偿可采用一个允许柴油机与主发电机之间作充分相对运动的弹性联轴节。安装设备时，应考虑使水平方向热膨胀进入弹性联轴节的工作区，而不是远离弹性联轴节工作区。否则，会导致曲轴止推轴承负荷过大。如果要保证柴油机热机状态时曲轴仍具有端面间隙，则需在冷态时就应该留有足够的间隙。
远距离安装的主发电机的输入轴位置通常都比柴油机曲轴高。这样就可以补偿垂直方向的热膨胀，飞轮下垂以及主轴承油膜对曲轴的提升作用。这些因素使曲轴和主发电机输入轴的相对位置在静止状态和运行状态之间发生变化。
测量时柴油机与主发电机两部分最好一同旋转。这样可以消除千分表上因部件圆度不同造成的误差。由于弹性联轴器会造成错误的读数，因此在对中时主发电机要从柴油机上断开。检查对中时必须每90 度一个间隔进行测量读数。
2.5 电机法兰加工精确
加工精确低的法兰会造成明显的不对中性，也不可能实现准确的对中。
2.6 调整垫片
所有设备下的垫片的厚度最好是可选配的，防止在以后的调整中需要减少垫片时没有合适的垫片可用。垫片组应由防锈材料制成，并应小心装卸。
2.7 千分表
千分表可以测量到非常小的距离变化。进行轴的对中时，需要测量由于偏移而产生的微小距离的变化。千分表的安装必须牢靠，这样才能准确测出对中值。千分表计数可以使用以下图来快速检查。
快速检查法需读数B+D 应等于C。当检查对轴系中性时，将柴油机和主发电机轴一起旋转，这种方法得到的测量值是有效的。
在做任何测量或校正之前，所有的被测表面及配合表面必须完全干净，无润滑脂、油漆、氧化物或锈蚀和脏物，所有这些均可能造成测量不准确。
3 不正确的对中情况
不正确的轴系对中包括面不对中和轴不对中，为消除以上不良对中，需要在组装时很精确的测量各连接件的端面跳动及径向跳动。端面跳动是指轮缘端面偏离轴中心线垂直线的距离；径向跳动是指驱动轮的中心平行偏离轴中心线的距离。不正确的对中会造成图1和图2所示的情况。
4 该柴油发电机组的对中情况
在该柴油发电机组设计时，综合考虑影响轴系对中的因素，并针对影响因素制订解决方案。
在柴油发电机组组装测量时，将柴油机曲轴径向间隙量计算在内，消除因冷机状态下对中引起的轴向对中影响因素。并在组装各连接件时，每次分别测量各件的径向跳动和端面跳，保证其在要求的范围内。为了消除柴油机运行时所产生的反扭矩，专门为该柴油发电机组设计了有较好刚度的公用底架，并运用力学知识及经验数据分析并计算共用底架上的载荷分布情况及底架在正常运用中的变形趋势，选定合适底架截面形式，从而很好的消除了反扭矩对公用底架产生变形影响，保证了良好柴油发电机组的轴系对中。
高精度机加工电机法兰，并经对主发电机轴与电机法兰轴锥配合计算，保证柴油机扭矩的传递可靠；并在组装过程中焊接用于微调的工艺装备，用于组装对中时的微量调节。在组装测量前，经过正规检测中心对千分表进行校核，消除因测量器具本身的不准确而引起的误差。为了进一步验证对中情况，在柴油机与主发电机组装完成后，对柴油机轴向窜动进行复测。
4 结论
不正确的对中将会造成过大的振动，从而缩短柴油机和主发电机的轴承以及联接件的使用寿命，而且经常需要重新对中，情况严重时，会造成曲轴断裂等情况，故好的柴油发电机组轴系对中在高速柴油机与双轴承主发电机联接设计时非重要。
该柴油发电机组运行至今，运行情况良好，从未发生过因轴系对中引起的故障，故该柴油发电机组对中联接设计可靠。
参考文献
[1] 卡特彼勒有限公司. 机车发动机对中指导和要求.
[2] 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社.
[3] 南车戚墅堰机车有限公司.机车运用日报.截止2014年2月.
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