內燃機車用CAT3516B 柴油發電機組安裝工藝研究

盧寶杰

（青島地鐵集團運營分公司，山東 青島 26600）

CAT3516B 柴油發電機組由美國卡特比勒公司生產，由于其性能穩定，廣泛地用作內燃機車動力裝置。柴油發電機組的安裝工藝直接決定內燃機車的組裝質量，影響后續機車運行的穩定性。通過對機組安裝工藝研究，使機組的安裝滿足各項設計參數要求，提高柴油發電機組的安裝質量和工作效率。

1 機組安裝結構與技術要求

CAT3516B 柴油發電機組由柴油機、發電機、公共底座和減震器組成，整體重量約為18t，如圖1 所示。柴油機組與發電機組通過聯軸器對中組裝后整體安裝在公共底架上，公共底架通過四個減震器與車體底架安裝座連接安裝。

圖1 CAT3516B 柴油發電機組

根據設計要求，機組安裝后，四個減震器安裝座面的平面度不大于1mm，曲軸中心線與底架中心線的位置度公差在φ4mm 范圍內，安裝螺栓（M24×70，10.9 級）的擰緊力矩為800N·m，呼吸軟管、機油排放軟管等附件與車體底架排放口連接牢固如圖2 所示。

圖2 柴油發電機組安裝結構圖

2 機組安裝工藝分析，工藝流程確定

根據設計要求，機組安裝后要達到以下4 個質量標準：（1）減震器安裝座平面度1mm；（2）曲軸中心線與底架中心線的位置度φ4mm；（3）螺栓的擰緊力矩800N·m；（4）呼吸軟管、機油排放軟管等連接牢固。

2.1 減震器平面度工藝分析

減震器平面度通過機組安裝座添加調整墊片實現，機組安裝后平面度為1mm，實際即車體安裝座添加調整墊片后高度差在1mm 范圍內。影響車體安裝座高度因素有三方面：車體支撐高度差、車體安裝座焊接變形和車體底架制造時預設的上撓度。其中，車體支撐高度差可以通過對車體調平進行控制，車體安裝座焊接變形可以通過加裝調整墊片進行控制，車體上撓度可通過計算加裝調整墊片進行控制。因此，機組安裝之前需先對車體進行調平，車體調平后測量底架安裝座的高度差值計算調整墊片厚度，達到控制機組安裝座平面度的要求。

2.2 曲軸中心線位置度工藝分析

曲軸中心線與底架中心線的位置度為φ4mm，可以分解為機組曲軸中心線與底架中心線沿車體寬度方向的偏差為±2mm，安裝座的高度偏差為±2mm。由于高度方向的偏差已經通過機組安裝平面度的調整達到，因此，機組位置度調整即機組安裝后沿車體寬度方向的偏差在±2mm 范圍內。機組減震器組裝偏差為±1mm，車體底架安裝座車體寬度方向制造公差為±0.7mm，其中，機組減震器可拆卸為減震部分和組成支撐部分，如圖3 所示。因此，只要將機組減震器拆卸分解將減震器組成支撐部分與車體安裝座固定，再將機組減震部分落在減震器底架部分內即可滿足位置度在φ4mm 范圍要求。

圖3 減震器示意圖

2.3 安裝螺栓擰緊力矩工藝分析

柴油機組的安裝螺栓為M24×90（10.9 級）的高強度螺栓，螺栓的緊固力矩為800N·m。由于安裝螺栓擰緊力矩較大，因此，需用扭力扳手分三次擰緊各螺栓：第一次擰緊力矩300N·m；第二次擰緊力矩560N·m；第三次擰緊力矩800N·m。為提高螺栓緊固質量，螺栓擰緊過程中需對角交叉擰緊。

2.4 機組附件安裝工藝分析

柴油機組的機油排放是通過一根排放軟管連接在機組機油排放口和底架排污口完成的。由于底架排污口位于機組公共底架下部，待機組吊裝完成后，受操作空間限制，機油排放管無法完成安裝。因此，在機組吊裝之前，需先進行機油排放管路的預裝。同時，機組曲軸箱的廢氣通過呼吸膠管連接在底架的呼吸管引到車下，底架呼吸口位于機組側方，可以在機組吊裝完成后進行安裝。

2.5 機組安裝工藝流程

機組安裝工藝流程如圖4 所示。

圖4 柴油發電機組安裝結構圖

3 機組安裝工藝要求

3.1 安裝前檢查與附件預組裝

機組安裝之前，應對柴油發電機組進行外觀檢查確認外觀狀態良好，無明顯的裂紋破損，檢查機組的附件有無缺失，測量機組的外形尺寸是否符合設計圖紙要求等。

將柴油發電機組吊裝到地溝上方，操作人員從地溝進到柴油機組底部，用管鉗將機組機油排放口的螺堵拆除（拆卸之前將機油排放閥關閉）。將機組的機油排放軟管連接在機油排放口。

3.2 車體調平與安裝座測量

機車車體用專用工裝（水平調整鐵馬）支撐，水平調整鐵馬由支撐底架和液壓千斤頂兩大部分組成。水平調整時，選取車體前后兩端枕梁彈簧座下平面為測量平面，用自動安平水準儀（DS32）進行測量，根據測量結果，調整水平調整鐵馬的液壓千斤頂高度位置從而達到車體調平的的效果，調整完成后，車體四個測量平面的高度差不大于1mm，如圖5所示。

圖5 車體調平示意圖

在車體調平完成后，在機組梁組成的底面中心線選擇一個比較平的位置安放自動安平水準儀，把光學水平尺分別放在四個機組安裝座的中心位置，用自動安平水準儀測量機組安裝座的高度H，將四個安裝座的測量數值進行記錄，如圖6 所示。

圖6 安裝座測量示意圖

根據四個安裝座測量結果確定每個安裝座添加調整墊片的厚度δi，δi=Hi-Hmin+1（其中i=1、2、3、4）。考慮車體底架上撓度預設值為15mm 左右，計算四個機組安裝座因撓度產生的高度差約為1mm，因此，靠近柴油機組的安裝座調整墊片在計算結果δi 基礎上再多加1mm，保證每個安裝座添加墊片的厚度不小于1mm，但不能大于7mm。根據計算結果，在每個安裝座添加相應厚度及規格的調整墊片。

3.3 柴油發電機組吊裝

CAT3516B 型柴油發電機組吊耳位置在機組頂部處于一條線，因此，機組吊裝時，應設計專用的吊具用于吊裝。專用吊具采用雙橫梁式結構，額定載重不小于20T；其中，下方短橫梁連接發電機組吊鉤和柴油機組一個吊鉤，上方橫梁連接下方橫梁和柴油機組另一個吊鉤；吊具的起吊吊鉤與柴油發電機組的重心位置重合。天車和柴油發電機組吊具配合將柴油機組吊起，將柴油機組移動到車體動力室頂部，機組緩緩下落，直到與車體安裝座接觸為止，天車和機組吊具不拆除，如圖7 所示。吊裝過程中，注意機油軟管的接口對接。

圖7 機組吊裝示意圖

3.4 機組減震器拆卸

由于機組減震器出廠前未進行尺寸調整，直接進行機組吊裝調整不能達到設計要求，因此，在機組進行位置調整之前需將減震器拆卸。將柴油發電機組四個減震器的上蓋固定螺栓拆卸，拆卸完成后，將每個安裝座的螺栓分別存放。把機組減震器的上蓋取下，做好相應的標記與相應的減震器一致。

3.5 機組起吊，減震器支撐部分預組

天車和機組吊具配合將柴油發電機組起吊，使機組減震器橡膠組成部分與下部減震器底座支撐槽分離為止。調整四個機組減震器底座的位置，使其安裝孔與車體安裝座螺紋孔中心對中，同時，調整墊片的位置使機組安裝螺栓能夠自由安裝。減震器底座調整完成后，將安裝螺栓預緊。用扭力扳手第一次擰緊，力矩為300N·m。

3.6 機組安裝調整，機油排放管路組裝

機組緩緩下落，吊裝時，注意觀察減震器橡膠塊與減震器底座的位置，用撬棍進行調整保證減震器支承橡膠塊能夠落入減震器底座的支撐槽內。同時，觀察機組機油排放軟管與車體機油排放管的位置，調整軟管位置，保證機油排放軟管能夠與車體機油排放管對接。

3.7 機組減震器組裝

機組吊裝完成后，把機組減震器上蓋扣在對應的機組減震器上，注意減震器上蓋的方向，切勿反方向安裝。機組減震器上蓋的安裝螺栓緊固打扭矩，扭矩值在215N·m。

3.8 安裝螺栓緊固，呼吸軟管連接

機組安裝螺栓扭矩分兩次緊固，第一次為560N·m，第二次為800N·m，緊固完成后，打防松標記。柴油發電機組安裝完成后，將柴油機組自帶的呼吸膠管兩端分別與柴油機組呼吸口、車體組焊完成的呼吸口進行連接，軟管兩端用不銹鋼卡箍緊固。

4 結語

通過柴油發電機組結構和安裝技術要求工藝分析，制定機組安裝工藝流程，對機組安裝工藝要求進行明確，使機組安裝符合設計各項參數要求。經過60 多臺內燃機車的驗證，本安裝工藝切實可行，具有較強的實踐指導作用。