（實訓項目十三） 增壓器的拆裝及主要配合間隙測量

1、實訓項目十三 增壓器的拆裝及主要配合間隙測量一、項目實訓教學目標1、掌握廢氣渦輪增壓器軸承的拆裝方法；2、掌握廢氣渦輪增壓器轉子拆裝方法；3、掌握廢氣渦輪增壓器主要配合間隙的測量；4、正確使用工量具。二、背景知識1、廢氣渦輪增壓器是高速回轉的精密機械。廢氣渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，增壓的目的是通過提高空氣密度，增加進入柴油機氣缸的空氣量。它是利用柴油機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。對于給定的氣缸容積，增壓就允許有更多的燃油燃燒，從而使柴油機的輸出功率增加。圖52 VTR250型渦輪增壓器剖視圖20-軸

2、；21-渦輪葉輪；25-壓氣機葉輪；26-導風輪；28-擴壓器；30-噴嘴環(huán)；33-甩油環(huán)；34-壓蓋；50-迸氣箱; 58-軸承蓋；72-排氣蝸殼；80-消音器；82-進氣管；803-濾網(wǎng)；702-隔熱墻；704-軸保護套；506、 507-油封； 508-油、氣封平衡通道；7021 、 2534-氣封；320、 380-滾動軸承；2081-環(huán)形螺母；2084-鎖緊螺母2、廢氣渦輪增壓器的基本零件是：渦輪機、壓氣機、連接軸、支承座和外殼。在船用廢氣渦輪增壓器中，瑞士ABB公司制造的VTR型渦輪增壓器得到了廣泛的應用，它有0、1、4、4A四種系列，幾十種規(guī)格。下面以VTR250為例說明基本結構

3、。3、渦輪增壓器的主要裝配間隙。增壓器是在高溫狀態(tài)下高速回轉的機械，為了保證運轉安全可靠，必須對運動部件與固定部件之間的間隙嚴格控制。如果間隙太小，極易導致機件發(fā)熱膨脹，引起運動部件與固定件的擦碰，如葉片與殼體、密封裝置與殼體相碰，輕者造成零件的損壞，重者造成嚴重的事故；如果間隙太大，則漏氣損失增大，使增壓器的效率降低，從而影響柴油機的正常工作。渦輪增壓器的主要裝配間隙如圖53所示。各間隙大小隨機型而異，具體的數(shù)值在說明書中有明確規(guī)定。圖53渦輪增壓器的裝配間隙如圖53中所示：A為壓氣機端導風輪與壓氣機殼體的徑向配合間隙；B為擴壓器與殼體的軸向配合間隙；L為壓氣機葉輪前面與殼體之間的間隙；M為

4、壓氣機葉輪背面與氣封板之間的軸向間隙；D為軸流式渦輪葉片與噴嘴葉片之間的軸向間隙；E為軸流式渦輪葉片與噴嘴外環(huán)之間的徑向間隙；N為轉子軸串動量或轉子軸向熱膨脹量。增壓器重新安裝后應檢查運動件一轉子與固定件一增壓器殼體之間的相對位置關系。裝配中，應主要測量間隙有（1）間隙NN為壓氣機端推力軸承與轉子端面之間的軸向間隙，即轉子的軸向串動量，用于保證轉子軸向熱膨脹的情況下不會產(chǎn)生壓氣機葉輪或氣封與增壓器殼體相碰。（2）間隙LL為壓氣機葉輪前面與殼體之間的間隙，保證葉輪前面不與殼體相碰。（3） 間隙MM為壓氣機葉輪北面與氣封板之間的軸向間隙，保證葉輪背面不與氣封相碰。4、增壓器拆裝的基本方法為了正確使

5、用和保養(yǎng)渦輪增壓器，正確地排除故障和處理異?，F(xiàn)象，就必須熟悉增壓器的內部結構，掌握其拆裝順序和要求。首先，應該認真閱讀說明書，結合實物了解增壓器的結構和所需的專用工具。例如，渦輪和壓氣機的結構形式、軸承類型和支承方式，以及潤滑方式、葉輪與主軸的連接方式和配合性質、各零部件的相對安裝位置等。在掌握內部結構和明確要求的情況下，才能進行增壓器的拆裝工作，否則會造成不應有的損壞。其次，在進行拆裝時應正確使用專用工具，按照一定的拆裝順序和要求進行。不能破壞零件原有的精度和表面粗糙度。工作表面應清洗、上油，防止生銹。尤其對軸承工作表面更應注意。要注意各拆卸零件的相對位置，必要時打上記號。最后，在組裝時應嚴

6、格按照說明書所規(guī)定的裝配間隙進行安裝，并按照一定方法進行檢驗與調整。由于增壓器是在高溫狀態(tài)下高速回轉的機械，為了保證運轉安全可靠，必須對運動部件與固定部件之間的間隙嚴加控制。因為如果間隙太小，極易導致機件發(fā)熱膨脹，引起運動部件與固定部件的擦碰。如葉片與殼體相碰，不僅造成零件的損壞，甚至導致嚴重的事故；若間隙太大，則漏氣損失增大，使增壓器的效率大大降低，從而影響柴油機的正常工作。渦輪增壓器的主要裝配間隙如圖4-1所示。圖中間隙A為導風輪與壓氣機殼徑向間隙；間隙B為壓氣機與擴壓器軸向間隙；間隙M為壓氣機葉輪背面與氣封板軸向間隙；間隙L為壓氣機葉輪與殼體之間的間隙；間隙D為軸流式葉片與噴嘴式葉片之間

7、的徑向間隙；間隙為軸流式渦輪葉片與噴嘴外環(huán)之間的徑向間隙；為轉子軸向串動量。以上這些間隙值在說明書中均有明確規(guī)定。此外，在轉子軸上的運動件，如壓氣機葉輪、渦輪等每次裝配應保證與上一次的裝配位置相同，軸上的零件也不允許隨便更換。否則，必須重新進行動平衡試驗。三、工具的正確使用1、拆裝必須注意安全，在用葫蘆及吊架工作時應認真進行安全檢查，繩索必須捆好，以防滑落傷人，損壞部件。2、認真閱讀增壓器說明書及隨機圖紙，結合實際掌握增壓器內部結構首先弄清諸如：壓氣機和渦輪結構形式、軸承的結構形式、潤滑方式、葉輪與轉子軸的連接方式、密封裝置的形式與位置、各零部件的相對安裝位置、配合間隙等問題。在掌握內部結構和

8、明確要求的前提下，才能進行增壓器的拆裝。切忌盲目拆裝，會造成不必要的返工和損壞。3、正確選用和使用拆裝工具每臺增壓器均隨機配有一套專用工具，在拆卸時要充分利用。拆卸時，正確使用隨機專用拆裝工具，才能保證順利地拆裝，特別是在拆裝軸承和拉出轉子時要用專用工具。4、遵循拆裝程序，做好裝配標記按照規(guī)定的拆卸順序和工藝要求解體增壓器。增壓器是高速回轉的精密機械，運行時轉子的動平衡是保證軸承正常工作的基本條件，轉子軸上的各個零件的相對位置非常重要，通常出廠時均做好了配合標記。增壓器拆卸時，必須校對裝配標記，在拆卸每一個零部件前，要注意其接合面有無定位記號，拆下的相關零件的相對位置必要時打上記號；裝配時要心

9、中有數(shù)，嚴格按照原裝配標記裝配，以免產(chǎn)生安裝錯誤。5、拆卸應仔細輕拆，不應硬拆，在吊部件時（特別是吊出壓氣機葉輪渦輪轉子時）應盡可能水平起吊，繩應豎直。6、裝配中注意清潔與潤滑各相關部件的清潔是保證裝配后增壓器高效運轉的關鍵。因為零件的臟污不僅會影響裝配間隙及零件之間的位置度，還會加劇磨粒磨損。同樣，潤滑也是十分重要的，由于增壓器是高精密度的機械，其零件間的間隙都很小，如果沒有良好的潤滑將發(fā)生卡死或加大運轉初期的磨損，因此，在拆裝中不可破壞零部件原有的精度與表面粗糙度，尤其是軸承和軸頸工作表面，應清潔、上油。7、裝配中測量與調整安裝時應嚴格按照說明書的安裝順序和要求、規(guī)定的裝配間隙進行組裝，并

10、按照一定的方法進行間隙檢驗與調整，以保證轉子與殼體的對中性，使增壓器可靠地運轉。由于增壓器的高精密性，各零部件的配合間隙必須適宜，稍有不慎即會造成零件的相互摩擦碰撞而損傷。四、實訓操作流程及操作方法下面以VTR250為例說明其拆裝過程。（一）拆卸過程如下1、拆下壓氣機端濾器消音器及導氣罩（1） 旋下泄油旋塞583 ，放出兩端軸承箱內的潤滑油。（2）將濾器外殼固定螺釘拆下即可依次取下外殼、濾網(wǎng)、濾芯，然后可清洗導氣罩（注意導氣罩表面有一層毛氈，清洗時防止損壞）。2、拆下壓氣機端軸承端蓋及渦輪端軸承端蓋，如圖54所示。圖54壓氣機端軸承端蓋3、測量K值。K值是指軸承殼體平面與轉子軸頭平面的垂直距離

11、。K值是一個綜合性參數(shù)，一般來說只要測量了K值是正確的，那么其他幾個間隙值也就沒有什么問題了。 K值在說明書上或增壓器壓氣機端軸承端蓋的內側有明顯的數(shù)值指示（如圖45所示）。VTR250型增壓器K = 53.1 mm。K值的測量方法如下：將平尺卡在軸承殼體平面上，用深度游標卡尺測量平尺至轉子軸頭平面的垂直距離，該距離即為K值，如圖55所示。圖55 K值的測量方法圖56 兩端軸鎖緊螺母拆卸4、利用專用工具1042固定轉子，使用專用套筒1130松下兩端軸鎖緊螺母2081 ，如圖56所示。5、用專用工具1020取下兩端甩油盤33 ，如圖57（a）所示。6、取下兩端軸承座固定螺栓，將壓氣機及廢氣渦輪端

12、軸承組用專用工具1020分別從兩端拆出。拆出時注意軸承內圈與軸套為過盈緊配合，應小心地將它們一起拆出，并用蠟紙包好，以免弄臟，然后再用油浴加熱方法將軸承內圈從軸套上拆下，如圖57（ b）所示。7、壓氣機蝸殼拆卸，如圖58所示。最好將增壓器垂直放置，拆下壓氣機蝸殼。吊下渦輪時，必須十分小心，勿碰壞壓氣機葉輪背面的氣封裝置。圖57軸承的分解與組合8、轉子總成抽出，如圖59所示，將增壓器垂直放置，令壓氣機端朝上，在壓氣機轉子軸端擰上拉環(huán)螺母，小心地將轉子吊起，直至渦輪葉盤抵住隔熱墻上的軸套，然后用頂螺絲將隔熱墻擰松，連同隔熱墻一起吊出置于轉子架上，抽出時要特別小心勿碰壞軸上的氣封片。圖58壓氣機蝸殼

13、拆卸圖59轉子總成拆卸圖9、拆卸渦輪端進氣殼及噴嘴環(huán)。10、 拆下壓氣機導風輪及工作葉輪。此項分解工作只限于需要更換葉輪或隔熱墻零件時才進行，否則不需再拆卸。拆卸時，要采用加熱方法使葉輪脹開后取下，切勿硬擊打葉輪或轉子軸。11、拆下廢氣進氣殼。將廢氣進氣殼與排氣箱的固定螺栓拆下，即可從排氣箱上吊下廢氣進氣殼。清潔進氣殼后檢查噴嘴環(huán)，如沒有損傷就不再繼續(xù)拆卸了。如需要繼續(xù)拆卸，可將噴嘴環(huán)外套與噴嘴環(huán)一起拆下，然后再分解。（二）安裝過程如下：裝配是拆卸的反過程，可參照圖57（c）、（d）和圖60進行裝配。裝配要求如下：1、 轉子組件裝入殼體必須垂直下落且要十分小心，勿碰壞葉片及氣封片：2、 軸承零

14、件組裝時必須使用油浴加熱法，加熱溫度應掌握在l00左右為宜。3、 首先安裝渦輪端軸承組及甩油盤，上緊環(huán)形螺母和鎖緊螺母，然后安裝壓氣機端軸承組，在軸承和軸頸工作表面，應清潔，涂上干凈潤滑油。圖60渦輪裝配（三）裝配間隙測量1、M間隙測量。M間隙是指壓氣機葉輪背面氣封圈與隔熱墻氣封圈之間的軸向間隙，如圖61所示。其測量方法如下：在廢氣渦輪端裝上拉環(huán)螺母，將轉子拉向極右端，使壓氣機葉輪背面與隔熱墻氣封圈（7021）接觸，間隙M消失（M = 0）。用直尺及深度游標卡尺測量出轉子軸左端面至壓氣機殼體端面的距離K2值，如圖2-13所示，則有M = K2K mm。2、 L間隙測量。L間隙是指壓氣機葉輪葉片

15、與壓氣機進氣蝸殼的徑向間隙，如圖53所示。L間隙的測量方法如下：在壓氣機端安好甩油盤，旋上環(huán)形螺母和鎖緊螺母。將軸承座固定螺釘旋松退出為5 mm，消除推力軸承的影響。圖61 M間隙的測量圖62L間隙測量從廢氣渦輪端向左推動轉子至左極限，使壓氣機葉輪前端與壓氣機殼體相接觸，間隙L消失（L=0）。在軸承殼體端面用直尺及深度游標卡尺測量出K1值，如圖62所示，則有L = K K1 （mm） 。3、 K間隙測量。在L、M值測量后，旋緊環(huán)形螺母、鎖緊螺母和軸承座固定螺釘。再次檢查K間隙，若比原數(shù)值大0. 15 mm，應重新檢查每個螺栓和螺母。4、N值測量。N值是指推力軸承的軸向間隙，如圖53所示。由壓氣

16、機端軸承的推力間隙確定。N值的測量方法如下:測量前，首先取下增壓器兩端軸承蓋，在渦輪端對轉子軸施以軸向推力使之移至左極限，用直尺及深度游標卡尺測量壓氣機軸承殼端面至轉子軸頭的垂直距離K3 。然后再從壓氣機端對轉子施以軸向推力使之移至右極限，再用上述測量K3的方法則量出K4 ，則有N= K4K3（mm） 。當各間隙值符合說明書要求時，表明增壓器轉子與殼體的對中性良好，否則應查明原因， 詞整后再度測量。下表11為VTR250型增壓器各配合間隙值。表11增壓器各配合間隙（mm）KLMNB1B2VTR25053.10.735 -1.250.10 -0.700.2-0.504.05 +0.053.05

17、+0.05五、實訓操作注意事項1、拆裝必須注意安全，在用葫蘆及吊架工作時認真進行安全檢查，繩索必須捆好，以防滑落傷人，損壞部件。2、 認真閱讀增壓器說明書及隨機圖紙，結合實際掌握增壓器內部結構首先弄清諸如：壓氣機和渦輪結構形式、軸承的結構形式、潤滑方式、葉輪與轉子軸的連接方式、密封裝置的形式與位置、各零部件的相對安裝位置、配合間隙等問題。在掌握內部結構和明確要求的前提下，才能進行增壓器的拆裝。切忌盲目拆裝，會造成不必要的返工和損壞。3、正確選用和使用拆裝工具每臺增壓器均隨機配有一套專用工具，在拆卸時要充分利用。拆卸時，正確使用隨機專用拆裝工具，才能保證順利地拆裝，特別是在拆裝軸承和拉出轉子時要

18、用專用工具。4、遵循拆裝程序，做好裝配標記按照規(guī)定的拆卸順序和工藝要求解體增壓器。增壓器是高速回轉的精密機械，運行時轉子的動平衡是保證軸承正常工作的基本條件，轉子軸上的各個零件的相對位置非常重要，通常出廠時均做好了配合標記。增壓器拆卸時，必須校對裝配標記，在拆卸每一個零部件前，要注意其接合面有無定位記號，拆下的相關零件的相對位置必要時打上記號；裝配時要心中有數(shù)，嚴格按照原裝配標記裝配，以免產(chǎn)生安裝錯誤。5、拆卸應仔細輕拆，不應硬拆，在吊部件時（特別是吊出壓氣機葉輪渦輪轉子時）應盡可能水平起吊，繩應豎直。6、裝配中注意清潔與潤滑各相關部件的清潔是保證裝配后增壓器高效運轉的關鍵。因為零件的臟污不僅

19、會影響裝配間隙及零件之間的位置度，還會加劇磨粒磨損。同樣，潤滑也是十分重要的，由于增壓器是高精密度的機械，其零件間的間隙都很小，如果沒有良好的潤滑將發(fā)生卡死或加大運轉初期的磨損，因此，在拆裝中不可破壞零部件原有的精度與表面粗糙度，尤其是軸承和軸頸工作表面，應清潔、上油。7、裝配中測量與調整安裝時應嚴格按照說明書的安裝順序和要求、規(guī)定的裝配間隙進行組裝，并按照一定的方法進行間隙檢驗與調整，以保證轉子與殼體的對中性，使增壓器可靠地運轉。由于增壓器的高精密性，各零部件的配合間隙必須適宜，稍有不慎即會造成零件的相互摩擦碰撞而損傷。六、評估考核標準（1）評估要素：增壓器軸承的拆卸；增壓器轉子的拆卸；氣封

20、環(huán)的測量檢查與更換；增壓器轉子的安裝；增壓器軸承的安裝。（2）評估標準：操作準確、熟練（45 分）；操作準確、比較熟練（40 分）；操作準確、熟練程度一般，能完成操作（35 分）；操作較差，只能完成部分操作（25 分）；操作差，無法完成（025 分）。七、實訓總結與技能提升（一） 廢氣渦輪增壓器清洗與檢查1、檢查外觀檢查前，各零件不要清洗，以便分析損壞原因。（1）檢查增壓器殼體的冷卻水腔的腐蝕和燃氣通道的腐蝕情況。（2）渦輪葉片和壓氣機葉片有無碰傷、變形、底部裂紋、斷裂和腐蝕等。（3）滾動軸承的各零件有無損傷、腐蝕、裂紋和松動等。（4）轉子軸上的零部件若經(jīng)修整或更換，必須做動平衡試驗，以保證增

21、壓器運轉平穩(wěn)。動平衡試驗應符合下述標準：n20 000 r/min時，動平衡精度e0.002 mmn20 000 r/min時，動平衡精度e0.001 mm2、清洗。裝配前，所有零件均應仔細清洗。（1）不允許用有腐蝕性的清洗液來清洗各零部件。（2）在清洗液內浸泡零部件上的結炭及沉淀物，使之松軟。（3）進油管路、引氣管路以及軸承箱更應仔細地清洗。（4）應用壓縮空氣來吹通潤滑油通道。（二）氣封裝置的檢修與更換如果氣封裝置僅是頂部有波浪形變形的輕微缺陷，可用平嘴鉗非常小心而仔細地將其矯平，如果有比較嚴重的損傷，則必須換新。在船上換新氣封片的方法如下：1、備用氣封片和壓緊絲的檢查檢查氣封片的長度、厚度

22、及壓緊絲的直徑等尺寸是否合適，檢查氣封片和壓緊絲有無變形等損傷。2、損傷氣封片的拆除如圖63所示，先用彎鑿子4將槽中的壓緊絲鏟起，用鉗子2夾住鏟起端將壓緊絲拉出，然后將氣封片取下。注意:拆除時不可損壞氣封片槽。圖63氣封片的拆除1-氣封片;2-尖嘴;3-手捶;4-鑿子圖64新氣封片的安裝1-轉子軸;2-壓緊絲;3-嵌線鑿;4-氣封片;5-沖子;6-手錘3、 新氣封片的安裝圖65B1和B2的間隙首先按舊氣封片截取每根新氣封片的長度和清潔氣封片槽。安裝氣封片時，將氣封片的一端彎成"U"形，壓緊絲放在氣封片的"U"形槽內一起裝入氣封槽中，如圖64所示。若&qu

23、ot;U"形片口張得太大，可用木塊輕輕地將其敲扁后再嵌入槽中。然后用沖子頂著壓緊絲，用小錘均勻用力輕輕敲打沖子，使壓緊絲平順地進入槽中壓緊在氣封片上。敲打沖子時一定要用力均勻，同一位置不可連續(xù)敲擊兩次，以免使壓緊絲受損。當壓緊絲在槽中填滿一周時，在接頭處剪去多余的部分并用銼刀修整接頭，使接頭處留有1 mm左右的間隙以滿足熱膨脹要求。此外，各道氣封的接頭處應相互錯開，以起到對燃氣的節(jié)流、降壓和密封作用。最后用平嘴鉗將各道氣封片矯直，并在車床上按要求的直徑大小加工氣封片。在全部葉片更換了以后，必須進行加工，使之達到表2-1中B1和B2的間隙，如65所示。（三）滾動軸承的裝配工藝軸承對渦輪增壓器工作的可靠性有著重大影響，它不僅保證轉子安全可靠地高速回轉，而且還必須保證轉子處在準確的位置上。渦輪增壓器軸承分為滾動式和滑動式，船用增壓器多采用滾動軸承。滾動軸承的主要特點:摩擦損失小，有良好的加速性，潤滑系統(tǒng)簡單，潤滑油消耗量較少。由于摩擦生熱少，可采用獨立的自行循環(huán)的潤滑系統(tǒng)，甩油盤飛濺潤滑或轉軸自帶泵的供油潤滑。滾動軸承拆裝方便、效率高。但其結構復雜、造價高、工作壽命短，規(guī)定的使用壽命期滿必須更換。滾動軸承是一種精密的機械裝置，增壓器中壓氣機端軸承多采用成對雙列向心推力軸承， 起支撐轉子和止