某船柴油發(fā)電機(jī)組振動故障分析和處理

摘要：基于某工程船柴油發(fā)電機(jī)組振動故障問題，通過現(xiàn)場勘驗分析和查閱相關(guān)資料，在圖紙缺失和成本費(fèi)用限制的前提下，根據(jù)豐富的技術(shù)經(jīng)驗來鎖定導(dǎo)致振動故障的原因，確定設(shè)計出了具體的優(yōu)化方案，具體實施優(yōu)化方案后，對優(yōu)化效果進(jìn)行了運(yùn)行試驗，證明了振動故障問題得到有效解決，為船舶安全作業(yè)提供可靠保障，為船東解決了困擾多年的船舶頑疾，同時大大降低了修理檢測費(fèi)用，節(jié)省了高額的修理成本，也為船舶動力設(shè)備的設(shè)計和船舶振動故障的診斷提供了寶貴的實際經(jīng)驗，具有較好的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)電機(jī)組;振動故障;底座結(jié)構(gòu)加強(qiáng);設(shè)備安裝

中圖分類號：U665.12 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0137-02

0 ?引言

柴油機(jī)具有經(jīng)濟(jì)性好、熱效率高以及起動容易、對各類船舶適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點，因此自其問世以來便被作為船舶主要的動力源之一。通常情況下，我們根據(jù)船用柴油機(jī)在船舶中的作用將其分為主機(jī)和輔機(jī)，主機(jī)主要用作船舶行進(jìn)的動力，而輔機(jī)則用來帶動發(fā)電機(jī)等從而提供電力來作為動力源。船用柴油發(fā)電機(jī)組的振動直接影響著機(jī)器設(shè)備的使用性能。柴油發(fā)電機(jī)組的振動不僅破壞柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，引起結(jié)構(gòu)噪聲，而且惡化各類儀表及敏感器件的工作條件，降低儀表及敏感器件的測量精度，同時還影響船舶航行的舒適性。由于船舶柴油機(jī)動力裝置的振動對船體機(jī)構(gòu)安全有著直接的影響，還會對相關(guān)的設(shè)備與儀表等正常運(yùn)行的可靠性產(chǎn)生影響，與此同時，還會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和危害。

造成船用柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組振動的原因有很多種，主要原因可以歸結(jié)為轉(zhuǎn)動不平衡、機(jī)械故障和電磁故障三種。某船500kW柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組（淄柴5210ZLC-5柴油機(jī)/西門子IFC6502-8SA42），該機(jī)組投入試運(yùn)行時，就存在振動嚴(yán)重現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)組運(yùn)行發(fā)電過程中船舶結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重振動，生活區(qū)船員間寫字桌上的東西會抖動下去，已不能滿足正常使用狀態(tài)，曾有過幾次返修均沒有消除振動問題。通過現(xiàn)場勘驗機(jī)組狀況，排除了設(shè)備自身零部件松動和電磁故障，測量軸線和彈性聯(lián)軸器均滿足精度要求。但在檢查機(jī)組底座時，發(fā)現(xiàn)其公共底座（用400工字鋼作縱向承重梁中心間距1460mm）與原船體底座（縱向腹板間距1000mm）不配套，船體增加了一段過渡連接的飄體結(jié)構(gòu)（高度200mm、縱向中心間距1460mm），經(jīng)過現(xiàn)場檢測和查閱歷史資料，研究分析振動主要原因是發(fā)電機(jī)組公共底座強(qiáng)度不夠，確定采取對現(xiàn)有公共底座底板和連接工字鋼、船體底座飄體割除降低高度，割除后的底座直接與原船體底座進(jìn)行焊接，并在相應(yīng)位置進(jìn)行加強(qiáng)，底座改造完成后通過使用調(diào)整鋼墊塊的辦法調(diào)整柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)的軸線，使其滿足安裝技術(shù)要求。

1 ?柴油發(fā)電機(jī)組底座改造加固

1.1 公共底座改造加固 ?底座改造的難點在于在船上沒有找到任何公共底座和過渡漂體結(jié)構(gòu)的圖紙，需現(xiàn)場進(jìn)行測量繪制。現(xiàn)場拆除發(fā)電機(jī)組的連接電纜、管路、附件等并做好標(biāo)識，拆解柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)及彈性連接，經(jīng)過現(xiàn)場測量勘驗后，需要在預(yù)留出柴油機(jī)油底殼安裝空間的前提下來改造公共底座，避免底座改造后高度降低過多導(dǎo)致油底殼與船底板或者設(shè)備底座發(fā)生沖突。最終方案確定割除原機(jī)座底部工字鋼結(jié)構(gòu)、側(cè)面護(hù)板，為避免變形割除前對底座進(jìn)行加固處理。底座上的附屬構(gòu)件底座根據(jù)實際情況安裝到改造后的底座上。因現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)底座面板與腹部焊接未熔透，對焊道進(jìn)行碳刨處理后重新焊接，保證焊接質(zhì)量。改造后的公共底座具體圖紙見圖1。

1.2 原船體底座改造 ?發(fā)電機(jī)組原船底座上部結(jié)構(gòu)過于薄弱，故將原船體底座連接結(jié)構(gòu)飄體整體割除，高度約200mm，保留原船體機(jī)座的結(jié)構(gòu)，這樣能夠保證船體底座的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，降低振動的影響，底座改造后機(jī)組整體降低近400mm（包括公共底座改造降低高度）。

飄體割除后，為了保證公共底座的受力能夠均衡有效的傳遞到船底底座上，將船體柴油機(jī)底座部分面板加寬200mm，并在內(nèi)外側(cè)相應(yīng)位置加肘板加強(qiáng)，具體布置如圖2。

1.3 改造后的公共底座與船體底座焊接

將改造后的原機(jī)組公共底座安裝到船體底座面板上，兩個底座由原來的螺栓連接改為直接焊接，船體機(jī)座新加肘板位置與公共機(jī)座肘板位置上下一致，保證力的有效傳遞（見圖3）。

2 ?柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)組上船安裝

公共底座和船體底座焊接完后，使用？準(zhǔn)0.7mm鋼絲拉中心線、機(jī)座面板前后中線（檢測底座平整度差值），并使用研磨平板先把公共底座螺絲孔周圍120mm×120mm范圍內(nèi)研磨平整，通過使用調(diào)整鋼墊塊辦法安裝柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)。

軸線初次檢測無問題后，將柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)分別回裝，然后在船舶出塢下水后按照校中數(shù)據(jù)再次進(jìn)行軸線校中，按彈性連接型式要求，連接端面偏移值應(yīng)小于0.10mm，曲折值應(yīng)小于0.30mm/m連接法蘭平面的間隙應(yīng)在0.12～0.27mm之間。在校中復(fù)測合格后，開始測量柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)與底座間隙，加工鋼性調(diào)整墊塊直至滿足要求后，安裝墊塊固定螺栓上緊后，重新測量對中情況，滿足要求后、調(diào)整鋼墊塊焊接固定，并安裝定位銷。

設(shè)備固定完成后，管路、冷卻器，排煙管、電纜等附件回裝后，重新檢查軸線，滿足要求后，安裝定位銷、聯(lián)軸節(jié)。

3 ?運(yùn)行驗收

柴油發(fā)電機(jī)組所有設(shè)備和附件安裝固定完成檢驗合格無問題后，開始啟動發(fā)電機(jī)組，逐步增加負(fù)荷，發(fā)電機(jī)組的整體振動問題明顯降低，已在可接受范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)組的振動故障問題得到解決，船東驗收通過。

4 ?結(jié)論

通過對該船柴油發(fā)電機(jī)組的振動故障的勘測、分析和處理，可得出以下結(jié)論。①在考慮時間、質(zhì)量、費(fèi)用等限制時，技術(shù)經(jīng)驗也是極其重要和有效的手段，本文就是針對在特定條件下，利用豐富的技術(shù)經(jīng)驗解決了設(shè)備的故障問題，大大節(jié)省了修理周期和修理成本，保證了修理質(zhì)量。②基座和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的問題往往是導(dǎo)致設(shè)備振動的主要原因，在檢測手段和成本有限的前提下，排除了機(jī)械故障后，可以多從這方面進(jìn)行檢查分析。③在條件允許的情況下，避免設(shè)備底座的多重性，盡量減少結(jié)構(gòu)疊加和連接疊加，降低重心。

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作者簡介：李曉武（1987-），男，湖北黃岡人，本科，工程師，研究方向為船舶修造。