【作者语】:预计9月3日晚22时停靠青岛港,我人的休假日期正在接近。茫茫大海一叶扁舟,这个季节几乎没有风浪,北太平洋室外气温略冷。晚上房间18度,没有秋裤不能坐。最近,福安总结写了配人报告。(威廉莎士比亚,《北安结局》(美国电视剧),《北安结局》)

最近总有在手机上写字,在电脑上画画的冲动,莫名其妙,但是写点画有什么好的?

戴蒙突然问我,今天下午,机舱学生问我,不久前主机起重机维护,使用特殊工具“液压张紧器”拆卸气缸盖螺母的工作原理是什么。我简单地给他科普了一下。不知道大连海事大学毕业的年轻人是否理解。当时很感慨。现在国内航海类大学、轮机专业教材都没有船上工作经验的“外行人”获得了美丽的教研室主任、资深、副教授等头衔,在哪里关门,还简单引进了有关“液压拉伸机”的知识点。部分教材编写介绍了很多,但理论性太强,说明不透彻。(威廉莎士比亚,《Northern Exposure》(美国电视剧),读本)这是为了让没有实际工作经验的学生如何理解,我决定写一篇关于液压拉伸的文章,巩固本船的实际工作场景,系统地介绍液压机拉伸器的工作原理和使用注意事项、维修经验等,并详细说明虚实结合。

【故事背景】:不久前在加拿大温哥华锚地进行主机NO3缸工作,机上兄弟们的缸工作本来就非常熟练,基本6个小时就能完成。出乎意料的是,拆开这个缸螺母的专用工具“液压拉伸器”总是用多个漏油链耽误了足足两个多小时宝贵的时间,忙碌的工作都在拆缸。

术数这种老旧的液压拉伸不说笨重,吊起来拆一次以上拆卸拆卸装置,更换密封圈,压到60MP都是浪费时间。生气的我怒火中烧。这个旧工具真想摔。我想再次回到火炉里重生~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~。

[主机型号]:现有主机数量12RTA84C-UG

[主机功率]:48600千瓦(64800马力)

[主要人物]:黄老轨道、大观轮、赫拉克勒斯奥特曼(虚构)

[时间]: 2021.08.13

[地点]:加拿大温哥华锚地

第一,[令人垂涎的锚地美丽的钓鱼蟹]

也许我是崇洋媚外。这时这景象确实很美。温哥华内锚地风景抛锚,望着蓝天、远处的高山,就像巨大的睡美人一样躺着~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~。

另一个周末,外国人好像真的在享受生活,嗡嗡~ ~雄~ ~ ~咆哮的水上游记不时低空掠过,周围有好几艘飞行的摩托车游艇,载着比基尼美女在我们船旁掀起浪花,诱惑我们这个“水和尚”,连方向盘看的望远镜都被抢走了,

远处,休闲沙滩上人头攒动,做饭的烟袅袅升起,如果这一景象发生在祖国,铁板鱿鱼和孜然粉的味道都将很香,突然高低的动态音乐随风袭击耳朵,这一定是周末派对。可惜望远镜的倍数太小了。沙滩上比基尼美女看起来像云,但只能作为星星点点看的只有女人。(莎士比亚,莎士比亚。)

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对于我们几个80后老人家来说,无欲则刚,只能钓鱼抓蟹解解闷了,锚地水深25米,秋天最适合钓鱼和捕蟹,人家老外游艇上垂钓悠然自得,看的我们手痒痒,可惜上船前忘记带专业的海竿和鱼钩鱼线了,只能东凑西凑好不容易搞了50米麻线和生锈的鱼钩,解解馋了!

锚地的鱼种真的不少,刚放下钩就发现上鱼了,溜鱼十多分钟好不容易才拉上来,可惜的是条鲨鱼,只能放生了,最后连续3条都是鲨鱼,感觉情况不妙,有鲨鱼的地方其他鱼种估计也会逃之夭夭,也许3条鲨鱼放生后通风报信了,再后来都是漂亮的比目鱼了,一条接一条甚是兴奋,旁边的蟹笼子也收获颇丰。

新鲜的鱼必须早点吃,晚上伙伴们加个餐,鞋底鱼和螃蟹蒸汽来,好好吃一顿,为明天周一准备主机吊缸补充点营养。

二、【忍气吞声,偷偷吊缸】

周一上午08:00起工,弟兄们都在集控室里开完工前会侯着,吊缸的事我周末就跟老菲船长口头说了一下,船长说等周一港口当局上班后,再确认是否可以锚地吊缸,当时我以为都是小事情,以船长的魄力和勇气这点小事能搞定,事后知道只是我一厢情愿罢了。

吃完早餐08:15我刚进集控室,大管轮就说老轨,刚才驾驶台打电话下来说,港口当局不让吊缸,吊的话必须安排拖轮在旁边侯着,但是拖轮费用很漂亮,公司肯定不同意,也没必要汇报公司了,所以不同意我们锚地吊缸,要我们靠泊后再吊缸。

我瞬间热血沸腾,心想靠泊后还有3300吨燃油分两次添加,集装箱装卸货速度又快,哪里抽的出来的吊缸时间,我非常生气的对大伙说,管它奶奶的头,不要听他的,今天必须吊缸,现在就开工。

大管轮说,好的老轨,我们这就去准备开工。

此时气愤的情绪未平,心里就想,我给你船长打招呼是看你是一船之长的面子,靠泊计划还要3天,内锚地风平浪静的怕啥,但他又怕担责任汇报来汇报去,一点都不懂变通,结果港口不让吊,船长终于把责任推的一干二净不让我们吊,此时我也就不睬你船长了,出了事我老轨扛着,作为轮机部一名老轨,如果万事都怕这怕那,畏手畏脚,没点雷厉风行的魄力,根本干不出啥名堂,弟兄们也不会尊敬你,这就是我管理的风格!

生气归生气,活还是要好好干的,大伙很快进入工作状态,在大管的带领下,弟兄们各就各位,分工明确,机匠老刘和二管轮负责填料箱和十字头上活塞杆锁紧螺栓的拆卸,铜匠小曹和三管轮负责主机排烟管的拆卸,大管轮带领其他人员负责缸头附件及专用工具的准备,一切都是那么紧张有序的进行~~~~~~。

缸头附件拆除清爽后,必须用两个天车分别吊起2组8个液压拉伸器工具,放置在缸头上,为了拆卸8个圆形缸头锁紧螺母。根据该工具特点拆缸头卸锁紧螺母时,每个液压千斤顶泄压回油完全且作动间隙为“0”后,回1+1/4圈,然后打压到规定螺母松动压力60MP后,松圆形螺母上小孔10格(螺母上共8个孔约1圈左右)就好,这就是我们拆卸的标准流程,百试不爽!(为什么这么讲究,后文有详细解释)。

由于前期多次吊缸液压拉伸器从未有过毛病,这次真的是爆发了,首先打压后半天不见起压,就发现期中一组4个拉伸器中2个拉伸器漏油,只能重新吊出解体更换Sealing ring组件,大管轮找来拉伸器修理包,逐个解体修理。

第二次打压到40MP,压力无论如何也上不去了,检查发现另一组拉伸器又有一个拉伸器漏油,再次吊出更换Sealing ring组件。

第三次终于打压到60MP,7个螺母都松动了,当松最后一个圆形螺母时稍微有点紧,好容易仅松了2格时,突然油封又呲了一声又漏油了瞬间压力降为0,我 Ri 他大爷的,气的我火冒三丈,只能第四次拆出更换Sealing ring组件。

此时此刻已经是上午10:00,连续的几次捣鼓这破工具,足足耽误了2个小时,缸头竟然还没有吊起来,必须给我加班,紧赶慢赶总算中午12:00才把活塞都抽出来清洁了。

非常不愉快的一次吊缸经历,作为老轨我也是醉了!

三、【液压拉伸器原理】

事后想想就来气,就因为这一次伤心的经历,尽管它虐我千百遍,最终我还是爱它如初恋,还是想给大家“庖丁解牛”详细介绍下这个东东“液压拉伸器”。

这玩意不紧陆地上应用广泛,船舶上检修也是不可或缺,尤其是船舶大型柴油机主要螺栓紧固部件的拆装,真的离不开这玩意,像柴油机机座固定螺栓、机体固定螺栓、缸头固定螺栓、曲轴主轴承固定螺栓、连杆大端固定螺栓、二冲程柴油机活塞杆固定螺栓等,由于该处位置受力集中且很重要,且要求锁紧力已经超出人力锁紧的范围,由于空间限制等工艺要求螺母都设计成圆形螺母,侧面有6—10个小孔,专门供后续用条棒转动拆卸使用。下图为我轮主机汽缸盖螺栓紧固件实物图:

再给大伙讲解“液压拉伸器”拆卸锁紧螺母原理之前,为了让小火鸡们更容易直观的理解其原理,首先我们要先明白,普通法兰螺栓紧固连接件的原理,如下图:

当两个法兰被19的螺栓紧固件固定时,通常我们可以用两个19的开口或者梅花扳手就可以锁紧达到力矩要求,大伙有没有想过法兰为什么被螺栓紧固件锁紧,是靠的什么外力锁紧的呢?

可能有人说,这还用想不是靠螺纹啮合锁紧的吗?

是的,不完全对,你看到的只是宏观现象。

为什么呢?好的,假设咱们退一万步,取个极限,我给你用小朋友常玩的橡皮軟泥制作一套螺栓紧固件,假设螺杆不发生弯曲,你拧紧试试,尽管螺杆螺母螺纹也啮合了,由于材料很软不需要多少外力,即使小朋友都可以一直锁紧螺母转动,直至螺杆一直拉长最终折断,为什呢?显而易见,橡皮泥强度弱,弹性性能很差,只能一直产生塑性变形,归根结底是橡皮泥没有强大的弹性啊!

所以不言而喻,上图的法兰连接紧固件的固定的实质就是靠外力拧紧六角螺母,通过螺纹啮合收紧,在金属螺杆的有效的弹性内,把螺杆强制微微拉长(肉眼是看不见的),施加的外力消失后,利用螺栓的弹性反向拉力锁紧法兰连接件的,这就是从“微观上”最科学的解释。

不知道哪位神人就是看到了这一点,才造出了拆卸大型螺栓紧固件的神器“液压拉伸器”。

为了方便理解拆卸原理,昨晚做了个有意思的梦,感觉有点科幻,纯粹虚构,哈哈!

苦命的我,梦里也在干活,准备拆卸法兰连接紧固件,此时我的身边没有任何工具,作为一个地球人,我想用手直接拧开螺母肯定是不可能的,这咋办,这咋办!急得我团团转,但是此时一道闪电划破天空,轰隆一声巨响,大力神奥特曼来了,终于就有办法了。

奥特曼老弟,我的大神你终于下凡了,快来帮帮忙,我说。

大力神奥特曼说,黄老轨我来的比较急,也没带工具呀,不过幸运的是我力大无比,没有我拧不开的螺母,让我试试。

我感激的说,亲爱的男神谢谢你了,齐活后别忘给我签个名!

由于奥特曼老弟的手比较大,直接用手拧么小的螺母怎么也捏不住,搞了半天也是没有拧下来。气的想一脚给踩扁,我赶忙拦下,递上2包过滤嘴华子安慰安慰!

我说,奥特曼老弟您别也拧紧了,我有个办法肯定能行。

奥特曼小老弟很不服气的说,我不信!我不信!我外星人都搞不定,你地球人能行,一脸鄙视!

我说,奥特曼老弟,地球上有句古话,“三人行,必有我师焉”,听我的没错的,你用一只手摁住法兰,另一只手用力提溜着螺杆头部,轻轻的逐步发力,听我口令,不要用力太猛,不然螺杆肯定被你给拽断!

这二货半信半疑,整整给我干了半包华子,才逐渐消气。

我说,开工了老弟。

Ready go! 1、2、3缓缓用力,我大声喊到。

果然这外星二货力量就是很贼大,19的螺杆硬是被拉长了(如上图),好!停下!我大声喊到。

上图可以明显看到,螺杆被拉长后,螺母和法兰垫片间有很大的间隙了,我用手可以轻轻的转动螺母了,悬松两圈后,我赶紧对奥特曼说好了好了,你松开吧,辛苦你了,真担心你直接把螺杆拽断了!

由于我已经松开了两圈后,小老弟松手后,此时螺杆没有了预紧力,尽管螺杆已经复位变短,用手轻轻的就可以旋松锁紧螺母了!

奥特曼惊讶的说,你们地球人真办法,膜拜哈!

一觉醒来,才感觉都是梦,白高兴了一场,不知为啥最近的裸睡美梦,总是在高潮前惊醒,气死老朽捶胸顿足,一切又回到了现实。

然而现实中,碰到这样的小型连接紧固件,是没有奥特曼老弟帮忙的,只能用扳手去拧开,但是大型的设备紧固件,螺栓和螺母都比较大,要求的力矩也很大,所以人力也无能为力,没有奥特曼这样的大力士帮忙,任何人也无能为力,还好地球人是很聪明的,模仿奥特曼的力量“牵引指”,此时就诞生了“液压拉伸器”。

以我轮苏尔寿12RTA84C机型缸头螺栓紧固件为例子,如下图:

我们的缸头总成重约8吨,8个大型圆形螺母紧固件把缸头紧紧的固定在缸套和机架上,松紧液压力为60MP,如果想悬松这么大力的锁紧螺母,人力是不可能的,必须使用“液压拉伸器”。

下图为我轮苏尔寿主机标配的液压拉伸器,共2组8个中的其中一个,外形比较笨重,颜值还好。

下图为1:1仿真,其中一个拉伸实物模拟图:

和所有拉伸器一样,结构也非常简单,为了让伙伴人看的更清楚,我也不遗余力,如下图为我两刀切的剖面图:其组成结构,看图说话,就不多啰嗦了。

如下图,再来一个分解后爆炸图,可以很清楚的看出拉伸器分固定底座部分和活动部分驱动活塞,其中固定部分相当于千斤顶底座,驱动活塞活动部分相当于千斤顶顶头。

激动人心的时刻到了,我们看看这个神器是怎么模仿奥特曼老弟的“牵引指”拆卸这么大的螺栓紧固件吧,首先我们先安装“拉伸器”千斤顶,如下图:

把拉伸器的圆形螺母装上,由于为螺纹连接,很容易旋上“奥特曼手指”拉伸圆螺母,如下图:

最后安装效果图,如下:

安装实物图如下:先来个特写

再来个总体安装展示,如下图:

然后咱们来一个液压拉伸器缸头安装剖切模拟图,让大伙一目了然,如下图:

从上图主要的部件我都标出来,叫法都是我自己命名的,与说明书英文翻译有点出入,主要还是为了形象嘛,也为了方便理解,我们来详细说明下:

启动气动油泵(见上图),气动油泵把高压液压油通过拉伸器上的快速油管接头,供入密封油腔,按照要求油压必须加压到60MP,当油压从0MP逐步升高过程中,在密封油腔中,向下的液压力作用在拉伸器固定底座,这力都会全部传递在主机缸头上,向上的液压力作用在驱动活塞上,带动驱动活塞向上运动,并顶起“奥特曼手指”圆形螺母,在液压力逐步升高的过程中,由于“奥特曼手指”圆形螺母与缸头长螺杆是螺纹啮合,所以圆螺母会提溜起缸头长螺杆,并在其弹性范围内把长螺杆拉长,抵消缸头长螺杆在拉伸前的反作用力,使缸头锁紧圆螺母仅仅受自身的重力螺纹啮合在长螺杆上,此时用手即可用手把缸头锁紧圆螺母松动一定的圈数,与缸头产生一定的间隙,然后液压拉伸器油压卸掉,缸头长螺杆缩短恢复自由状态,缸头长螺杆的缩短变形量一定要小于缸头锁紧圆螺母旋松的间隙量,这样即可拆除液压拉伸器后,依然可以松动缸头锁紧圆螺母。

终极总结:从我的上文解释中,可以很容易理解,液压螺栓拉伸器的工作原理就是借助液力升压泵(气动液压油泵)提供的液压油驱动力,通过拉伸器的部件,直接对螺栓端头施加外力,利用超高压油泵产生强大的拉伸力,将螺栓弹性可变的范围内,将螺栓拉伸到所需长度,螺栓直径微变形(被拉长),使锁紧螺母自由,从而使螺母易于松动。

四、【液压拉伸器使用注意要点】

黄老轨啰嗦到这,相信不少小伙伴应该明白“液压拉伸器”拆卸大型螺栓紧固件的原理了吧,以上仅仅是理论上的讲解,实际使用中必须还要注意一些操作要点,否则你是拆不下来锁紧螺帽的,甚至工具都会卡死取不下来,我列了几点重要的步骤,顺便给大家解释下,为什么必须这样才行,让你知其然,也知其所以然。

问题(1)用液压拉伸器拆卸螺栓紧固件中的螺母时,安装工具后,上紧“奥特曼手指”圆形螺帽,使活塞下面的油全部压回驱动油泵油箱后,然后必须把“奥特曼”圆形螺帽旋松1圈~1.5圈范围左右(数据以本轮为例,其他型号液压拉伸器,具体看工具的拉伸行程:即拉升器行程即拉升器不带负荷,加压到冒油为止,就可计算出行程,然后根据行程可回转多少圈)

可能不少小伙伴不太明白,为什么要回一定的圈数呢?

本轮案例中,理论上说,旋松拉伸器“奥特曼手指”圆形螺母上行,其产生的纵向升程(螺母下边缘与缸头平台的间隙)一定要大于弹性螺栓的拉升长度,否则卸压后拉伸器会被支撑平台顶死。

以几个图片详细说明,下图为起压前状态:

试想一下假如“奥特曼”圆形螺母上紧使密封油腔卸油后,不做这个旋松动作,起压后螺杆虽然会被“奥特曼”圆形螺母拉长产生弹性变形,此时可以松动缸头锁紧圆形螺母一圈左右,产生一定的间隙量,如下图:

但是拉伸器泄压后,长螺杆弹性变形部分复原,使长螺杆变短,剩余部分的弹性变形复原力会作用在“奥特曼”手指圆形螺母上并向下拉,紧紧的压在驱动活塞上,并压紧拉伸器固定座,作用在缸头上,此时虽然缸头锁紧螺母虽然可以松动,但是拉伸器根本就取不下来,牢牢地的卡在缸头上。

如果把“奥特曼手指”圆形螺母,回1圈~1.5圈左右,必然在“奥特曼手指”圆形螺母与拉伸器活动部件间产生一定的间隙余量,如下图:

这样螺杆拉伸后,松动缸头锁紧螺帽,再泄压后螺杆弹性变形产生的恢复量小于“奥特曼手指”悬松回转量,这样拉伸器就不会卡死在缸头上,缸头锁紧螺母也可以松动,如下图:

问题(2)实际使用中“液压拉伸器”中“奥特曼手指”圆形螺母松少了,会卡死液压拉伸器,松多了会漏油,到底松多少圈合适?万一卡死,怎么处理?

一般情况下液压拉伸工具都是为一类紧固件使用,多个不同设计性能的紧固件可能要配多套液压拉伸器,至于松多少圈,一般情况下设备说明书都会有详细的介绍,通常情况下不能少松,可以多松一些,以不漏油为极限都可以拆下这种类型的紧固件锁紧螺母。

万一我们使用中液压拉伸器松的太少,泄压后必然会卡死,这种情况下很多见,不少检修人员会用大扳手或者管子钳子硬试想搬松拉伸器,无论如何是很难旋松下来的,这是很不专业的做法,极容易损坏拉伸器,只能重新打压到规定值,把紧固件螺母重新上紧,卸油后液压拉伸器肯定可以松动,重新在原来的基础上再悬松半圈左右后,重复以上操作即可。

问题(3)实际使用中“液压拉伸器”打压后,缸头紧固件中锁紧螺母为什么松多了会卡死在液压拉伸器上,松少了会卡死在缸头上,到底旋转多少圈合适?万一卡死,怎么处理?

实际使用中,如果缸头锁紧圆松少了,由于缸头长螺杆变形量大于缸头螺母的旋松间隙,所以必然卡死在缸头上,像前文解释的很明白,很容易理解。

但是如果缸头螺母旋松分太多,必然会和拉伸器卡死在一起,无法取出,如下模拟图:

主要是因为,如果缸头锁紧螺母悬松的太多,锁紧螺母上边缘与工具的间隙就很小,这样一旦泄压后,缸头长螺杆会在回复力作用下缩短,加之之间的工具部分也会产生弹性变形而收缩,导致上下两个螺圆螺母之间由于弹性收缩牢牢的卡在一起,无法取出工具和锁紧螺母。

万一卡住了,和前文处理方法很类似,重新打压,再旋紧一圈左右即可(具体看实际情况而定)

问题(4):安装缸头锁紧螺母,使用液压拉伸器时“奥特曼手指”圆形螺母上紧回油后,为何不用回转?

因为安装缸头锁紧螺母时,由于拉伸器将缸头长螺杆拉伸一定的长度后,再手动收紧缸头圆螺帽,此后再卸掉油压,长螺杆的恢复力被转移到缸头锁紧圆螺帽上了。反之拆卸缸头螺母时,长螺杆的恢复力是往拉升器转移,这也是为何拆卸时拉升器要回转一定间隙的原因。

问题(5):使用“液压拉伸器”拆卸及安装时可以单根螺栓拉伸吗?

不能,为了保持对角预紧力均匀,必须成对数对称使用液压拉伸器安装和拆卸螺栓紧固件。

五、【液压拉伸器的故障及维修要点】

平时我们机舱检修使用液压拉伸器,常见的故障多是液压拉伸器,密封可变容积油腔密封失效漏油,就像我们这次主机吊缸,竟然有4个拉伸器漏油,气的我嗷嗷叫,分解液压拉伸器也很简单,以本轮为例,拆除拉伸器上部分放气螺栓,如下图:

用压缩空气吹进油密封腔室,即可依靠气压完全分离,同时也可用铜棒在下侧轻轻敲击活塞部分,即可快速分离两部分,如下图:

拆检后检查基本上都是液压油清洁性不够,导致尼龙Sealing ring表面刮痕较深而漏油,如下图驱动活塞部分密封件。

固定座部分密封件总成,如下图:

下图为本轮实际检修图:

每组密封件包括O-Ring和尼龙Sealing ring,如下实物图:

另外还有一个很重要的原因是即使刚换新尼龙Sealing ring没多久也会发生漏油,多数是装复液压拉伸器两部分时,Sealing ring被轻微切到,即使当时没有漏油,后续使用也会很快漏油!

所以以后检修拉伸器更换密封元件时,要特别注意!

另外还有液压油管由于老化漏油等等原因,但是不太多见,只要是原厂进口的液压管使用十几年也没问题。

据目前为止,我还没有碰到过气动液压油泵出现问题过,像我轮这破破烂烂的气动液压泵,用起来依然杠杠的!

好了!本文就到此结束,有点啰嗦了!

【结束语】:万变不离其宗,尽管每个厂家设计的“液压拉伸器”颜值有所不同,但是基本的结构、原理都是一样的,理解其一,必然融会贯通。

终于长篇累牍,啰哩啰嗦的讲解完“液压拉伸器”的构造和使用原理及注意要点了,希望大伙都能明白,尤其是刚入机舱实习的大学生,这对以后工作有很大的帮助。

辛苦大家能耐着性子读要我的“大作”,行内大神可别吐槽黄老轨,鄙视我这么简单的问题说的这么啰嗦,说实话对于老手来说基于自己的工作经验有些问题理解很简单,但是把问题解释清楚让新手明白也是一本学问,我就希望把我理解的问题简单化,“图文并茂”让更多的同仁明白!

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2021年08月31日

日本东京港口