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1 畢 業(yè) 論 文 題 目:淺談 35000t 船舶主機裝船工藝 分 院: 海 運 學 院 專 業(yè): 船 機 制 造 與 維 修 姓 名: 指導老師: 2012 年 05 月 23 日 1 淺談 35000t 船舶主機裝船工藝研究 摘 要 船舶主機的可靠性對船舶而言至關重要,由此主機安裝工序要求很高,其 安裝過程簡要如下?;恢眉巴庑蔚臋z驗,主機緊固螺栓孔與固定墊片位置 的確定?;恢玫臋z驗通常是在確定軸系理論中心線后緊接著進行的,其檢 驗標準軸系理論中心線。當基座位置檢驗合格后,就可以在基座面板上畫螺栓 孔的位置了。主機固定螺孔的定位:實際上也是對固定墊片的定位,所以墊片 的定位和固定螺孔的定位可同時進行。主機吊到基座上后,就對其進行核中, 即定位。主機的定位就是按軸系中心線同軸或平行。主機定位后,應當保持與 軸系等相連部件間的相對位置。在車間平臺對運動部件相對位置精度進行復驗, 以保證與固定件的對中性和縮短船舶建造周期。 關鍵詞:船舶主機;主機校中;安裝工藝 2 目 錄 0 引 言 .1 1 主機基座的準備 .1 1.1 基座的檢驗 3 1.2 基座上主機固定螺孔的定位 3 1.3 墊片安裝技術要求 4 1.4 地腳螺栓 .4 2 主機固定部件的安裝 .4 2.1 機架的安裝 5 2.2 氣缸體的安裝 5 2.3 貫穿螺栓的安裝 6 3 主機的固定 .6 4 結論 .6 參考文獻 .8 致謝 .8 1 0 引 言 船舶主機是船舶動力裝置的核心,其安裝質量的優(yōu)劣將直接關系到動力裝 置的正常運行和船舶的航行性能。 主機的類型主要有柴油機、汽輪機和燃氣輪機,不同類型的主機,有著不 同的結構特點和工作方式,在船上安裝時應按不同的機型而采用相應的工藝方 法。柴油機是目前應用最廣泛的一種主機,本文主要討論柴油機主機的安裝工 藝。 主機發(fā)出的功率通過軸系傳遞給推進器,主機與軸系相連接,主機、軸系 和推進器組成一個有機的整體,在船臺上,以軸系理論中心線為基準,安裝主 機和軸系,可以先安裝主機,然后再根據(jù)主機的實際位置確定軸系的位置并進 行軸系的安裝。主機安裝后,必須保證主機與軸系的相對位置正確,并且在運 轉時保持這種相對位置關系。 1 主機基座的準備 主機是通過墊片或減振器安裝在船體基座上的,基座是與船體直接相連的 支承座。根據(jù)不同的機型,基座一般有兩種形式。對于大型低速柴油機,沒有 單獨的基座,機艙雙層底是由加厚的鋼板焊接而成,主機的機座就落位在此加 厚的鋼板上,如圖 1 所示。 圖 1 大型主機基座結構簡圖 1-具有加強板的雙層底;2-側向定位活動墊片支座;3-側向定位活動墊片; 4-活動墊片; 5-機座 2 中小型柴油機,通常帶有凸出的油底殼,因此在雙層底上,還需焊接一 個由型鋼和鋼板焊接起來的金屬構件,如圖 2 所示。在面板上,為了減少加 工面而焊有固定墊片,固定墊片與柴油機機座之間配有活動墊片,用以調整 主機的高度,主機與基座用螺栓固定在一起。 圖 2 中型主機基座結構簡圖 1-雙層底;2-基座;3-焊接墊片;4-活動墊片;5-機座 基座是用來固定主機于船體的基礎,船體搖擺時,能保證機器設備的穩(wěn)定, 同時將機器設備的重量及其運轉時產生的力傳遞給船體結構。因此,基座是保 證各種機械裝置正常工作的重要結構,基座結構必須可靠,否則會影響到船舶 的航行和其它工作。從受力作用分析,主機座同時受到靜力載荷和動力載荷的 作用。 作用在基座上的靜力載荷有: 1)機器的重量。大型船舶主機的重量可達百噸。在正常情況下,機械裝置 的重力是垂直作用在基座上的,而當船舶橫傾時,基座上還要受到傾側力矩的 作用。 2)螺旋槳工作時的推力。它是以水平方向或接近水平的方向作用于推力軸 承基座上的。 3)當主機座縱桁兼做船底縱向連續(xù)桁材時,還承受船體總縱彎曲和船底板 3 架的局部彎曲應力。 作用在基座上的動力載荷有: 1)機器運轉不平衡時產生的慣性力,對于柴油機的基座,這個力較大。 2)船舶橫搖時機器的慣性。 3)機器工作時的振動力。 所以說主機基座的準備工作至關重要。 1.1 基座的檢驗 基座在機艙中的位置是根據(jù)軸系校中方法和軸系兩端軸(尾軸的主機曲軸) 的安裝順序來確定的。軸系按合理校中安裝時,以曲軸與軸系連接法蘭上的偏 中值定位。軸系按直線校中安裝時,基座定位依兩端軸安裝順序不同有兩種方 法:先裝尾軸后裝主機時,以曲軸和曲軸連接法蘭上的偏中值定位;先安裝主 機后裝尾軸時,以軸系理論中心線定位。 基座的檢驗與軸系中心線的測定往往是結合在一起進行的?;恢玫臋z 驗通常是在確定軸系理論中心線后緊接著進行的,其檢驗標準軸系理論中心線。 主機基座的左右和高度位置的檢驗通常有兩種方法: (1)拉線法:在確定軸系理論中心線后,根據(jù)軸系理論中心線所拉的鋼絲 線,來檢驗基座的左右位置。 (2)光學儀器法:用光學儀器根據(jù)軸系理論中心線來檢驗基座的位置。由 于船體裝配時存在誤差,而這些誤差是依據(jù)改變軸系中心線位置,用尾管孔留 有加工余量來調整的,所以當檢驗基座時把尾管的加工余量考慮進去,因為尾 管加工余量有限,主機機座與基座間的間隙有限必須控制基座位置的公差。 1.2 基座上主機固定螺孔的定位 當基座位置檢驗合格后,就可以在基座面板上畫螺栓孔的位置了。畫線時 首先要確定主機輸出端即后部底腳螺栓孔的位置,其他螺栓孔的位置以此孔為 基準量出。第一螺栓孔的位置的具體尺寸從軸系布置得到,畫其他螺栓孔中心 4 線時,先按照螺栓孔左右分檔的尺寸從中分線向左右量出,求出螺孔的縱向中 心線上畫線,這樣就確定了其他螺栓孔的位置。主機固定螺孔的定位,實際上 也是對固定墊片的定位,所以墊片的定位和固定螺孔的定位可同時進行。固定 墊片定位好后,主機安裝時的位置調整就只能局限在墊片的位置范圍內,因此 固定螺孔或固定墊片的定位必須準確。主機固定螺孔的定位方法基本上有:拉 線定位法和樣板定位法。 拉線定位法:根據(jù)軸系理論中心線拉一根鋼絲線,在基座左右平面上放一 根直尺,用角尺準確地將軸系中心線投影到基座平面上。按主機定位圖尺寸, 定出主機各缸的中心線。然后在基座平面上分別畫出左右兩排螺孔縱向中心線, 沿中心線畫出各螺孔的中心位置線。 1.3 墊片安裝技術要求 船舶柴油機機座的墊片按照技術要求主要有以下幾點: 1)當機座在船舶基座上安裝時,允許采用金屬墊片或環(huán)氧樹脂灌注墊片, 但對同一臺主機不允許金屬或環(huán)氧樹脂灌注墊片混用。 2)當機座在船舶基座上安裝時,金屬墊片總厚度不得大于 75 mm,且單塊 鑄鐵墊片厚度不應小于 25 mm,單塊鋼質墊片厚度為 1225 mm。 3)金屬墊片拂平后,在 75%的結合面上接觸點應分布均勻。 4)使用環(huán)氧樹脂注墊片時,須征得船級社或船檢部門同意。 5)機座定位后,螺栓未擰緊前,墊片上下的結合平面應符合設計要求,且 用 0. 05 mm 塞尺檢查,一般應不能插進,個別地方可允許插入深度不大于 10 mm。 1.4 地腳螺栓 機座的緊配螺栓數(shù)量應不少于地腳螺栓總數(shù)的 15%,且不得少于 4 只。主 機座與齒輪箱座連成一體者不得少于 6 只。緊配螺栓要求圓柱度偏差小于 0.02 mm,機座螺栓孔上端面與螺栓或螺母平面之間,當螺栓旋緊后,用 0.05mm 塞 尺檢查,不應插進。 主機地腳螺母是船舶上的一個重要零件,地腳螺母與地腳螺柱組合在一起 使用,在使用過程中起著主要固定作用。 5 2 主機固定部件的安裝 柴油機經過臺架安裝后,準確地確定了固定件之間的相對位置。為了便于 柴油機在船上的迅速安裝,一般在臺架上分別對機架、機座、氣缸體的結合面 鉆、鉸定位銷孔和安裝銷釘。在船上安裝時,只需銷與孔對準安裝,便完成了 固定件的組裝。目前船廠還采用造機廠臺架安裝機架(已將單片 a 形架組裝成 整體機架)和氣缸體的定位方法在船上進行機架、氣缸體的定位復驗,以確保 定位的準確性。 2.1 機架的安裝 (1)機架的定位 機架的縱向定位,機架在機座上平面的縱向定位是利用機座和機架首(尾) 端端面上對應的定位基準塊緊貼,0.05mm 塞尺插不進。 機架的橫向定位,采用拉線法。在機架首尾兩端導板中央分別拉鉛垂鋼絲 線,測量機架左、右兩側面距鋼絲線的距離,并使之相等,則機架橫向準確定 位。 (2)機架安裝的技術要求 機架安裝時,機架下平面與機座上平面應緊密接觸,用 0.05mm 塞尺檢查應插 不進;局部用 0.10mm 塞尺檢查插入的深度應不大于 30mm;用 0.15mm 塞尺檢查 應插不進。再結合面上可涂抹密封膠使之接觸緊密。 機架安裝后,其上平面的平面度誤差應不大于 0.04mm。 2.2 氣缸體的安裝 (1)氣缸體的定位 為使氣缸體準確定位,利用帶百分表的專用量具在首、尾端氣缸體內測量。 測量時,將專用量具分別緊貼左、右導板工作面和首、尾側導板面上,以其為 基準用百分表測量填料函孔的首、尾和左、右部位,并使首、尾讀數(shù)和左、右 讀數(shù)分別相等,則氣缸體在橫向和縱向準確定位。允許偏差不超過 0.05mm。 6 (2)氣缸體的安裝技術要求 氣缸體與機架的結合面應緊密貼合,用 0.05mm 的塞尺檢查,局部插入深度 不大于 30mm,0.10mm 的塞尺應插不進;氣缸體之間的結合面亦應緊貼,結合面 處均可涂以密封膠使之緊密接觸。 2.3 貫穿螺栓的安裝 貫穿螺栓將機座、機架、氣缸體連接成牢固的一體形成柴油機的固定件。安 裝貫穿螺栓的關鍵是其緊固力和上緊順序,確保柴油機各部分受力均衡。 3 主機的固定 主機定位后,應當保持與軸系等相連部件間的相對位置。主機運動部件不 平橫的慣性力和慣性力矩較大,加上船舶在水上航行,飄忽不定時發(fā)動機的傾 斜力及轉彎時發(fā)動機的慣性力等要求主機必須與基座牢固地固定,除了特殊用 途的船舶要求主機下面安裝減震器進行隔音減震外,絕大部分船舶都是與基座 剛性連接。主機定位后,向船東、船檢報驗,合格之后才能固定主機。 (1)主機定位后,在基座和固定墊片之間配制活動墊片,并且用螺栓擰緊。 對大型柴油機還要配制側向和軸向定位墊塊,這些墊塊均要研磨,各配合面之 間不允許插入 0.05mm 的塞尺。 (2)對固定螺孔的加工,一般都通過基座上的螺孔直接在墊片及基座上鉆孔。 (3)對于精密配合的螺栓與孔,在鉆好孔,進行鉸削或鏜削加工,按主機固 定螺栓分布圖安裝精密配合的螺栓和非精密螺栓。 (4)按設計要求旋緊各個固定螺栓,并旋緊其防松螺母。 4 結論 綜上所述,在大型船舶主機安裝過程中,應合理地分析主機及軸系的狀態(tài), 并考慮如下因素: 7 (1)主機安裝時應該有適當?shù)南聯(lián)隙?,盡量減少主機的扭曲,保持主機平 整; (2)適當調整主機的各缸臂距差,并盡量使第一缸的臂距差為正值,以避 免主機熱態(tài)時推力軸承負荷增加; (3)受溫度、波浪、振動、船體變形、船舶的吃水狀態(tài)等環(huán)境因素的影響, 在相同的狀態(tài)下,不同的時間階段所測得的數(shù)值是不同的; (4)其他原因,如潮汐、天氣的變化,系泊試驗使油、水液艙不斷變化, 以及試驗中機器的振動等,也會影響測量數(shù)據(jù)。 良好的主機安裝能夠保持柴油機運轉狀態(tài)、保證螺旋槳的推水效率,能夠 保證柴油機良好的熱效率和較低的廢氣排放,對節(jié)約公司運營成本和減少社會 環(huán)境的污染起到重要作用。 8 參考文獻 1 滿一新.船機維修技術m.大連:大連海事大學出版社,1999.01:201-225 2 陸金銘.船舶動力裝置安裝工藝學m.北京:國防工業(yè)出版社出版,2006.05 3 許寶森.船舶動力裝置安裝工藝m.北京:人民交通出版社出版,2007.01 4 黃政.船舶柴油機裝配調試工藝m.哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,2006.09

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