專利名稱：大型柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種大型柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試方法。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)曲軸是柴油機(jī)的主要關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)件。曲軸同時(shí)受到彎曲與扭轉(zhuǎn)兩個(gè)カ矩，是柴油機(jī)受カ情況復(fù)雜、受カ最大的部件之一。在柴油機(jī)設(shè)計(jì)中，曲軸受到主軸承徑向約束和止推片軸向約束，實(shí)際為過約束狀態(tài)。為保證曲軸各拐受カ均勻，必須嚴(yán)格限制各主軸承孔軸的加工與裝配精度和同軸度，避免過約束受カ導(dǎo)致軸瓦快速磨損。加工過程保證主軸承孔軸同軸度精度，一般較易做到。大型柴油機(jī)的曲軸和機(jī)座尺寸大、重量重，容易發(fā)生變形。目前，普遍的曲軸安裝エ藝是，先在柴油機(jī)臺(tái)架上調(diào)平機(jī)座的安放位置，使所有的主軸承孔同軸，且與臺(tái)架平板平行。然后將曲軸吊放到機(jī)座的軸承孔上，預(yù)緊主軸承螺栓，空轉(zhuǎn)曲軸若干圏。拆卸軸承蓋，檢查軸瓦接觸情況，研刮軸瓦。如此反復(fù)，直到空轉(zhuǎn)曲軸均勻、輕松、·無卡滯為止。這樣的安裝調(diào)試過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且容易造成安裝后的曲軸變形，產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。這種變形和殘余應(yīng)カ在柴油機(jī)的運(yùn)行過程中，會(huì)發(fā)生整機(jī)振動(dòng)噪聲大、軸承和軸頸偏磨嚴(yán)重等現(xiàn)象，影響柴油機(jī)的正常工作。因此，需要有ー種安裝調(diào)試省時(shí)省力、安裝后曲軸整體變形小的曲軸安裝調(diào)試方法以及安裝調(diào)試的控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)大型柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試的困難和現(xiàn)有安裝エ藝存在的不足，提供了ー種大型柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試方法。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為柴油機(jī)的機(jī)座在臺(tái)架上調(diào)平后，將柴油機(jī)的曲軸吊放到機(jī)座的主軸承座上，在曲軸的每個(gè)連桿大頭軸頸安裝拉カ油缸，同時(shí)拉カ油缸固定在機(jī)座的內(nèi)腔上；在曲軸每個(gè)主軸頸的兩側(cè)安放激光發(fā)射和接收裝置，構(gòu)成激光同軸度測(cè)量?jī)x，測(cè)量主軸頸的同軸度；控制系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量結(jié)果，結(jié)合拉力施加公式，驅(qū)動(dòng)拉力油缸對(duì)曲軸的每個(gè)連桿大頭軸頸聯(lián)合施加拉力，直到同軸度的測(cè)量值符合規(guī)定的要求，接著預(yù)緊主軸承螺栓，柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試過程即告結(jié)束。本發(fā)明的安裝調(diào)試控制系統(tǒng)的工作原理是，將激光同軸度測(cè)量?jī)x的測(cè)量值，反饋到控制系統(tǒng)，與設(shè)定的同軸度規(guī)定值進(jìn)行比較；如果小于等于同軸度規(guī)定值，符合要求，調(diào)試結(jié)束；如果測(cè)量值大于同軸度規(guī)定值，則計(jì)算差值；根據(jù)計(jì)算得到的差值再計(jì)算出施加到每個(gè)連桿大頭軸頸上的力，對(duì)所有的連桿大頭軸頸聯(lián)合施加拉力，直至同軸度測(cè)量值符合要求，安裝調(diào)試過程結(jié)束。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供的大型柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試方法，采用事先消除曲軸變形與計(jì)算機(jī)輔助安裝調(diào)試過程的技術(shù)原理，能克服大型柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試的困難和現(xiàn)有安裝エ藝存在的不足問題，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。


圖I為本發(fā)明安裝調(diào)試系統(tǒng)主剖面圖。
圖2為本發(fā)明安裝調(diào)試系統(tǒng)側(cè)剖面圖。圖3為本發(fā)明控制系統(tǒng)框圖。圖4為本發(fā)明控制系統(tǒng)控制流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一歩描述。如圖I和圖2所示，本發(fā)明的安裝調(diào)試系統(tǒng)由柴油機(jī)曲軸I、機(jī)座2、主軸承座3、液壓油缸4、臺(tái)架平臺(tái)5、激光同軸度測(cè)量?jī)x6、液壓系統(tǒng)7、控制系統(tǒng)組成。以六缸柴油機(jī)為例，相鄰兩缸曲拐的夾角為120°。將曲軸I吊放在機(jī)座2的主軸承座3上，轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸I使得I缸和IV缸的曲拐位于垂直位置。液壓油缸4的一端通過軸承與曲軸I的連桿軸頸連接，液壓油缸4的另一端固定在機(jī)座2的內(nèi)側(cè)底部。在曲軸I兩側(cè)的七個(gè)主軸承對(duì)應(yīng)位置布置激光同軸度測(cè)量?jī)x6 (共7個(gè))，一側(cè)的激光發(fā)射頭發(fā)射激光束，另ー側(cè)的激光接收頭接·收激光束，用于測(cè)量曲軸I的主軸頸的同軸度。液壓系統(tǒng)7由油箱、油泵、換向閥、電液伺服控制閥、壓カ傳感器、管路等組成，為六個(gè)液壓油缸4提供液壓驅(qū)動(dòng)力。液壓系統(tǒng)7采用成熟的技術(shù)和系統(tǒng)。控制系統(tǒng)8采集七個(gè)激光同軸度測(cè)量?jī)x的測(cè)量值，與系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的同軸度規(guī)定值進(jìn)行比較。符合要求，則發(fā)送停止加載信號(hào)；不符合要求，則利用系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的拉力施加公式，計(jì)算出每個(gè)連桿軸頸要加的拉力，通過激光測(cè)量?jī)x、拉カ施加公式、PID控制算法、電液伺服控制閥、壓カ傳感器組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，不斷向液壓系統(tǒng)7的電液伺服控制閥發(fā)送液壓控制信號(hào)，對(duì)六個(gè)連桿軸頸聯(lián)合施加拉力，從而逐漸減少同軸度誤差，直到符合要求為止。如圖3所示，控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、I vn路激光測(cè)量?jī)x、I VI路液壓加載回路組成。激光測(cè)量?jī)x的ー側(cè)的激光發(fā)射頭發(fā)射激光束，另ー側(cè)的激光接收頭接收激光束，用于測(cè)量曲軸的主軸頸的同軸度。在加載回路中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出壓カ控制信號(hào)給電液伺服控制閥，用來調(diào)節(jié)加載壓カ大??；當(dāng)檢測(cè)到同軸度超過設(shè)定值時(shí)，根據(jù)拉カ施加公式，計(jì)算出施加到每個(gè)連桿大頭軸頸上的力，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電液伺服控制閥，然后發(fā)出油缸換向控制信號(hào)給電磁換向閥，采用PID控制模型，對(duì)所有的連桿大頭軸頸(I VD聯(lián)合施加拉力。液壓油缸內(nèi)的液壓油壓力通過壓カ傳感器檢測(cè)，反饋回計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)電液伺服控制閥。圖4是控制系統(tǒng)的控制流程。首先設(shè)定P。(軸頸拉カ基準(zhǔn)值)、保壓時(shí)間T、n=l (加載系數(shù))、A n=0. I、a =120 ° (相鄰曲拐的夾角)，
各表示同軸度誤差設(shè)定值。接著測(cè)量所有主軸承的同軸度，與設(shè)定值比較。如果小于等于設(shè)定值，符合要求，調(diào)試結(jié)束。如果某些測(cè)量值大于設(shè)定值，則計(jì)算差值
^si=測(cè)量值-設(shè)定值
14 = 0, 當(dāng)測(cè)量值s設(shè)定值
計(jì)算加載カ石"I為:
=+4+1)/(2. 30' cos (ff/2)) i = 2缸，愈、5 缸、6 缸根據(jù)上述拉カ施加公式計(jì)算得到的拉力，通過調(diào)節(jié)電液伺服控制閥，得到所需的拉力，施加到對(duì)應(yīng)的連桿軸頸上，保壓時(shí)間為T。保壓完成后，n賦值為n-A n，然后重新測(cè)量所有主軸承的同軸度，并與設(shè)定值比較。如果小于等于設(shè)定值，符合要求，調(diào)試結(jié)束。如果某些測(cè)量值仍大于設(shè)定值，則重復(fù)上面步驟，計(jì)算差值和加載力，通過調(diào)節(jié)電液伺服控制閥，對(duì)連桿軸頸施加拉カ進(jìn)行保壓，直到同軸度測(cè)量值符合要求為止?！?br> 權(quán)利要求
1.大型柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試方法，其特征在于柴油機(jī)的機(jī)座在臺(tái)架上調(diào)平后，將柴油機(jī)的曲軸吊放到機(jī)座的主軸承座上，在曲軸的每個(gè)連桿大頭軸頸安裝拉力油缸，同時(shí)拉力油缸固定在機(jī)座的內(nèi)腔上；在曲軸每個(gè)主軸頸的兩側(cè)安放激光發(fā)射和接收裝置，構(gòu)成激光同軸度測(cè)量?jī)x，測(cè)量主軸頸的同軸度；控制系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量結(jié)果，結(jié)合拉力施加公式，驅(qū)動(dòng)拉力油缸對(duì)曲軸的每個(gè)連桿大頭軸頸聯(lián)合施加拉力，直到同軸度的測(cè)量值符合規(guī)定的要求，接著預(yù)緊主軸承螺栓，柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試過程即告結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試方法，其特征在于所述的控制系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量結(jié)果，結(jié)合拉力施加公式，驅(qū)動(dòng)拉力油缸對(duì)曲軸的每個(gè)連桿大頭軸頸聯(lián)合施加拉力，具體是 將激光同軸度測(cè)量?jī)x的測(cè)量值，反饋到控制系統(tǒng)，與設(shè)定的同軸度規(guī)定值進(jìn)行比較；如果小于等于同軸度規(guī)定值，符合要求，調(diào)試結(jié)束；如果測(cè)量值大于同軸度規(guī)定值，則計(jì)算差值；根據(jù)計(jì)算得到的差值再計(jì)算出施加到每個(gè)連桿大頭軸頸上的力，對(duì)所有的連桿大頭軸頸聯(lián)合施加拉力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大型柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試方法。目前采用的曲軸安裝工藝容易造成安裝后的曲軸變形，產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。本發(fā)明方法是柴油機(jī)的機(jī)座在臺(tái)架上調(diào)平后，將柴油機(jī)的曲軸吊放到機(jī)座的主軸承座上，在曲軸的每個(gè)連桿大頭軸頸安裝拉力油缸；在曲軸每個(gè)主軸頸的兩側(cè)安放激光發(fā)射和接收裝置，測(cè)量主軸頸的同軸度；控制系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量結(jié)果，結(jié)合拉力施加公式，驅(qū)動(dòng)拉力油缸對(duì)曲軸的每個(gè)連桿大頭軸頸聯(lián)合施加拉力，直到同軸度的測(cè)量值符合規(guī)定的要求，接著預(yù)緊主軸承螺栓，柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試過程即告結(jié)束。本發(fā)明采用事先消除曲軸變形與計(jì)算機(jī)輔助安裝調(diào)試過程的技術(shù)原理，能克服大型柴油機(jī)曲軸安裝調(diào)試的困難和現(xiàn)有安裝工藝存在的不足問題。
文檔編號(hào)G01B11/27GK102784816SQ20121028664
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者元廣杰, 劉婷婷, 劉忠民, 彭章明, 朱澤飛, 蘇少輝, 陳國金, 龔友平 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)