大管轮适任评估中的增压器实操分析
——以IHI-VTR161-2增压器为例

2014-01-11 22:07,

船海工程 2014年1期

(天津海运职业学院，天津 300350)

《中华人民共和国海船船员适任考试和发证规则》(简称《11规则》)已于2011年12月8日经第12次交通运输部部务会议通过，2012年3月1日开始实施。根据《11规则》要求，在船上担任二管轮满12个月海上资历，经过中华人民共和国海事局组织的理论考试和实操评估后，方能获得大管轮的任职资格[1]。实操评估的科目目前分为动力设备拆装、动力装置测试分析与操作、轮机模拟器、轮机英语听力与会话，共4个科目，其中增压器的拆装检测是动力设备拆装实操评估中的一个重要内容。然而对于报考大管轮的学员来说，工作和家庭的压力大，在难得的陆地培训时间里，任务重、要求高，需要掌握实操技巧，才能够完成并顺利通过实操评估考试。

为了帮助学员们顺利通过动力设备拆装实操评估考试，针对增压器评估要点，在教学中对其评估中要素、标准、操作技能分别进行剖析，以期对报考大管轮证书的学员们有帮助。

1 增压器评估要素及标准

根据《海船船员适任考试与评估大纲》的要求，在增压器拆装实操评估中评估要素包括：①增压器轴承的拆卸；② 增压器转子的拆卸；③ 油封的检查与更换；④ 增压器转子的安装；⑤增压器轴承的安装。以操作过程准确、熟练为考核标准[2-3]。

通过操作掌握增压器的结构和工作原理，掌握增压器的拆检过程和注意事项，掌握检查测量内容和方法，通过操作为以后的工作打下坚实的基础。

2 注意事项

2.1 关于专用工具的使用

拆卸时必须正确使用随机专用拆装工具，才能保证顺利地拆装，尤其是拆卸转子轴两端打油环和拉出轴承时，必须使用专用拉出工具和顶出工具相配合。专用拉出工具带有内螺纹，按直径大小有2种，直径大的是拉出打油环时使用，直径小的是拉出轴承时使用。

由于VTR161-2增压器转子轴比较细长，在两端轴承拆卸完毕往压气机方向抽出转子时，需要使用一段钢管套在增压器废气涡轮端轴上。这段钢管不是随机工具，需要自己加工制做，长度和增压器轴的长度相似，钢管内径要能够套在转子轴轴承端，外径应该和转子轴中间部位的外径相似。这样，借助这段钢管，就可以很方便地把转子轴从压气机端抽出。在往外抽出转子的过程中，一定要尽量保持转子轴的水平，以免擦碰气封或油封。

2.2 关于增压器重要间隙的测量和调整

增压器是高温下高速回转的精密机械，为了保证正常运转，必须严格控制运动件与固定件之间的配合间隙。间隙太小，引起擦碰，如叶片与壳体、密封装置与壳体相碰，轻者损坏零件，重者造成严重的事故；间隙过大，漏气损失增大，使增压器的效率大大降低[4]。

增压器的主要装配间隙中，间隙L为压气机叶轮与壳体之间的间隙；间隙M为压气机叶轮背面与气封板之间的轴向间隙，以上两个间隙最为重要。其它比较重要的间隙还有：N为转子推力轴承轴向间隙，或者说是转子轴向允许窜动量；另外还有转子轴的轴端跳动量也必须限制在一定范围内。

以上各间隙随机型而异，具体数值在增压器说明书中均有明确规定。下面说明以上4个重要间隙的测量和调整方法。

2.2.1K值、L和M值的检查和调整

1)解体前，压气端转子轴端面至压气机壳体端面的距离K值检测。在透平解体前，先要测量出K值。测量前首先取下增压器两端的吸油管，使转子轴处在自由状态下，然后用钢板尺和游标卡尺测量出压气端转子轴端面至压气机壳体端面的距离K并记录(解体前K值)。

2)透平解体清洁组装后，压气端转子轴端面至压气机壳体端面的距离K1和K2检测。准备测量K1和K2值时，废气端轴承和打油环已经装复，打油环锁紧螺母上紧，但固紧螺母不要安装，以便可以在轴端安装吊环螺钉。压气端轴承用连接螺钉上到位，然后再把连接螺钉旋出，但是打油环和锁紧螺母不要安装。测量K1时，在涡轮端转子轴上施加轴向推力，使转子轴向压气端移动，间隙L消失，测量压气端转子轴端面至压气机壳体端面的距离K1并记录。测量K2时，在涡轮端转子轴上装一吊环螺钉，将转子轴向废气端拉动，使间隙M消失，测量压气端转子轴端面至压气机壳体端面的距离K2并记录。

应该注意，在测量K1和K2值时，两端的吸油管是不能安装的，否则就无法测量。两端轴承的连接螺钉长度是用于同时上紧吸油管和轴承座用的，所以在吸油管没有安装而仅仅安装轴承时，连接螺钉的长度就会太长，这时必须在连接螺钉上套上大一些的螺母，以缩短连接螺钉的有效长度，才能将轴承安装到位。有些学员在解体透平测量间隙时不了解这一点，一看轴承没有安装到位，就使劲上紧连接螺钉，结果把螺钉拧断了，这时想取出断螺钉是一件非常困难的事情。

3)安装后，压气端转子轴端面至压气机壳体端面的距离检测(解体后K值)。将压气端轴承用连接螺钉上紧(连接螺钉也要套上大一些的螺母)，然后装上打油环，上紧锁紧螺母和固紧螺母。再次测量压气端转子轴端面至压气机壳体端面的距离K值。这时，虽然两端吸油管还没有安装，但是转子轴已经固定到位了，手动增压器转子使之回转，转动应该很灵活，没有擦碰声音。这时转子轴不受轴向力作用，然后再测量出压气端转子轴端面至压气机壳体端面的距离K(解体后K值)。将此时测得的K值与拆检前的K值相比较，如果二者之间相差大于0.15 mm，在转子没有换新或没有对压气端轴承进行调整的情况下，必须对整个拆检过程重新检查。

4)记压气机叶轮前方与壳体之间的间隙为L，L=K-K1。对于VTR161-2 W3型增压器，L=0.25～0.92 mm。

记压气机叶轮背面与气封板之间的间隙为M，M=K2-K。对于VTR161-2 W3型增压器，M=0.15～0.69 mm。

如果二者均符合说明书中的要求，则说明整个拆装过程是成功的。如果L、M值中有一数据偏小，小于说明书中L、M值的下限值，或者在压气端轴承座连接螺钉全部上紧后，转子旋转时不灵活或无法手动转动，则必须对转子的轴向间隙作适当的调整。

5)转子轴向间隙的调整。IHI VTR 16l增压器转子的涡轮端轴承为单列滚动轴承，压气端为双列滚动止推轴承，增压器在正常工作时，涡轮端转子在高温废气作用下受热伸长，使得转子向涡轮方向移动。L、M值是相互影响的，L值过小，则M值增大，反之亦然。转子轴向间隙的调整，就是使得L、M值都处于正常范围内的过程。

转子压气端轴承是一组合体，该轴承外圈前后附有调整垫片，当转子轴向间隙亦即L、M值需要调整时，只需打开该轴承体的底盖，对调整垫片作适当的调整即可。轴承体底盖打开后，取出轴承外圈上的前方垫片，一般是9片(该组垫片在轴承装复后靠近涡轮端)，然后将轴承从轴承体内取出，浸泡在干净的油桶内；取出轴承外圈的后方垫片，一般是10片(该组垫片在轴承装复后靠近压气机端)，两组垫片必须相互隔开。两组垫片的厚度不尽一致，有0.20、0.25、0.30 mm 3种。要达到轴向间隙调整的目的，只需对两组调整垫片作适当的组合即可[5]。

2.2.2 推力轴承轴向间隙的测量

推力轴承轴向间隙N的测量是在K值测量以后进行的，分别在转子轴的左、右端施以轴向推力，使转子轴分别处于左、右两个极端位置。测量方法有两种：一是分别测出压气端转子轴端面至压气机壳体端面之间的距离K3、K4值，则推力轴承轴向间隙N=K4-K3。另一种方法是分别在转轴的两端施力，使转轴处于两个极端位置，用千分表抵在压气机轴端面上测量轴的移动量，此移动量即为止推轴承的轴向间隙。

2.2.3 转子轴的轴端跳动量测量

在K、L、M还有N值都测量完毕、符合要求以后，这时两端打油环装上扩散喷咀(Divergent nozzle)并用螺钉上紧、固定。然后取下转子锁紧工具，用带磁力座的千分表测量杆顶在扩散喷咀圆柱体的外圆面，将千分表调零。这时用手转动转子，仔细观察千分表表针的跳动量，这个数值就是转子轴的轴端跳动量。对于VTR 161透平来说，说明书中允许的轴端跳动量小于0.03 mm。

3.2.4 气封和油封检测

在拆卸转子总成过程中，转子总成应从压气机端抽出。在拆卸时特别注意不要碰坏镶嵌在轴上的气封密封线，因为一旦这种气封密封线损坏，船上很难修复，需要送厂拆除镶嵌块，重新镶嵌密封线，然后光车至标准尺寸。

油封的检测中，如果发现原来的油封磨损、曲径密封破坏，则需要将油封换新。油封都是有方向的，只能由一个方向取出，然后按照相反的方向装入新油封。

在安装油封时，为了防止新装的油封在透平运转过程中因为振动而松动，造成油封损坏，在新油封安装到位后，必须对新油封进行破坏性固定。即使用锤子和长把的扁口螺丝刀，在油封的安装端面上打出几道錾痕，使油封向外缘扩张，从而牢牢地固定在安装位置，在运转中不会松动。

3 结束语

在大管轮实操评估教学中，由于学员的背景不同，船上的经历不同，因此指导方法因人而异。无论是采用做-教-练还是教-做-练的教学方法，在学员实操练习时一定注意观察每一操作细节，不断地提醒、总结，使其在最短的时间内，掌握实际操作要点方法，达到适任评估标准。

[1] 中华人民共和国交通运输部.中华人民共和国海船船员适任考试和发证规则[S].北京：中华人民共和国交通运输部，2012.

[2] 中华人民共和国海事局.中华人民共和国海船船员适任评估大纲和规范[S].大连：海事大学出版社，2009.

[3] 张晓东.艉轴录等效支点位置对轴系回转振动的影响[J].船海工程，2012，41(6)：46-49.

[4] 顾卓明．轮机维护与修理[M]．北京：人民交通出版社，2008.