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第一章 船上主机的安装
第一节 机座的安装
一、机座定位的技术要求 1.机座在机舱中的位置确定
(1) 机座在机舱中的位置是根据轴系校中方法和轴系两端轴(尾轴和主机曲轴)的安装顺序来确定的。轴系按合理校中安装时,以曲轴与轴系连接法兰上的偏中值定位;轴系按直线校中安装时,机座定位依两端轴安装顺序不同有两种方法:先装尾轴后装主机时,以曲轴和轴系连接法兰上的偏中值定位;先装主机后装尾轴时,以轴系理论中心线定位。
1)轴系按合理校中安装
船舶建造时,在船台上安装尾轴管装置、尾轴和螺旋桨后,一般在船舶下水后走位主机机座。按轴系合理校中计算书中计算出的轴系第一节中间轴首法兰与曲轴输出瑞法兰的偏中值定位。允许误差:偏移值δ不大于士0.lmm;曲折值Ψ不大于士0.lmm/m或开口值S不大于0.0004D(D为法兰外径,mm) 2)轴系按直线校中安装
船舶建造时在船台上先安装尾轴管装置、尾轴和螺旋桨及中间轴,在船台上或船下水后安装主机。以轴系第一节中间轴首法兰与曲轴输出端法兰的偏中值:偏移值δ≤0.10mm、曲折值Ψ≤0.l5mm/m定位机座。 (2)在船台上先安装主机,后安装尾轴等
主机机座按轴系理论中心线定位,机座首、尾位置(轴向)依照机舱布置图确定,即以机座上曲轴首(尾)法兰或机座某个底脚螺栓孔相对于船体某号肋位的距离来确定;高、左右位置依轴系理论中心线确定。
为了保证轴系准确安装,求所加工制造的中间轴中有一节中间轴长度由安装实测尺寸确定。
2.机座上平面平面度应符合要求
(1)机座定位安装必须保证机座上平面的平直,以保证机架、气缸体安装的正确。要求机座底脚螺拴均匀上紧后,机座上平面的平面度应与台架安装时的平面度基本相符,或横向直线度应不大于0.05mm/m、纵向直线度应不大于0.03mm/m、机座全平面内平面度
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应不大于0.l0mm。
(2)曲轴臂距差应符合要求
2.机座定位并用底脚螺拴紧固安装后,要求曲轴臂距差满足以下近似公式,臂距差Δ:
Δ=S/10000 mm 式中S——活塞行程,mm。 关于整机吊装:
用作船舶主机的大型低速柴油机整钒吊装到船上时,其定位要求与上述相同,只是不需检验机座上平面的平面度。大型机整机吊运安装是--项重大的操作工艺,必须作好充分准备、慎重实施,不得有丝毫失误,否则将会造成重大事故。其主要准备工作有: (1)准确测定主机外形尺寸,根据主机长、宽尺寸确定机舱上方开口尺寸,拆除主机上或机舱开口附近的有碍吊运的部件或附件,确定起重设备的跨度等;
(2)准确核算港机质量,依主机质量确定起重设备的起吊能力及核算要求吊运幅度下的能力,核算钢丝绳的直径、负荷及安全系数,以确保吊运的安全可靠;
(3)准确核算主机重心位置,依此确定吊钩与主机相对位置及吊运时主机在前后,左右方向上允许的最大倾斜角度等;
(4)制作合适的吊运工具,一般可制作箱式梁作为起吊横梁;
(5)必要时进行整机吊装模拟,即按比例制作模型进行吊装,以发现可能发生的问题。
实际吊装时,开始起吊应缓慢提升主机,离地面l00mm左右时稳定数分钟,如无异常继续提升,直至主机正确落座往机舱底座临时文承上,再进行主机定位与安装。
二、安装机座的准备工作
安装机座的准备工作包括,制作底座和确定其安装位置、制作机座垫块、确定固定垫块和底脚螺栓孔的位置、底座支承面的加工等。
1.底座及其位置的确定 1)底座
柴油机机座安装固定在位于船体双层底上的底座上。底座或称基座,机座定位前
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应完成底座的制作、定位和加工等准备工作。
底座的结构形式很多,随柴油机机座结构不同而异。中、小型柴油机机座底部有凸起的油底壳,常用型钢与钢板焊制与此种机座结构适应的底座,然后将其焊装在船体双层底上以支承机座。若船体无双层底结构,则底座直接焊装在船体底部。大型柴油机机座底部为平面时不需另制底座。只需船体双层底采用加厚钢板,机座直接定位安装其上。 目前,有的大型柴油机机座底部亦有凸起的油底壳结构,为此船体建造时将底座与双层底焊成一体,以简化底座。 2)底座位置的确定
底座在机舱中的位置:首尾方向是以底座端面至机舱隔舱壁的距离而定,允许偏差为±l0mm;左右方向是以轴系理论中心线为基准将底座焊装在双层底上。 底座固定后应对其位置进行检验:
通过机舱前、后隔舱壁上的轴系理论中心线的首、尾基准点拉钢丝线。以钢丝线在底座平面上的垂直投影线3为检验基准,测量底座平面上的对称中心线4与投影线3之同的距离△,即为底座位置偏差值,允许偏差不大于士5mm。
此外,底座应具有合适的高度,以保证机座垫块厚度符合规范要求。底座面板(或支承面)至轴系理论中心线之距离H与主机中心高h(即曲轴中心线至机座底面之距离)之差等于机座垫块的厚度。底座高度过大或过小均直接影响垫块的厚薄。 2.机座垫块
机座垫块分为固定垫块和活动垫块。船用主机常采用钢质或铸铁矩形垫块、环氧垫块。船用副机或辅机除采用上述两种垫块外还采用弹性支承。
固定垫块:一般为锻钢,厚度为12-75mm,加工成具有1:100的斜度,焊装于底座面板上或双调节底座高度。
活动垫块:一般多选用铸铁材料,最小厚度不小于20mm;钢质活动垫块的最小厚度不小于12mm。
环氧垫块:以环氧树脂为主要成分的环氧垫块材料具有室温下粘度低、流动性好:浇注后不沉淀、不分层,材质均匀;耐油,耐海水,不腐蚀;性能稳定、机械性能良好和使用方便等特点。
环氧垫块在安装和使用中应注意以下几点, (1)环氧垫块可承受的持续温度不超过75oC;
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(2)环氧垫块的厚度在15-50mm之间,较适宜的厚度为25-35mm;
(3)环氧垫块的重量载荷(主机重量)应小于0.7Mpa,较适宜的重量载荷为0.4-0.5MPa。重量载荷与螺栓预紧力之和底应小于3.5MPa:
(4)环氧垫块面积一般应大于13Ocm2,其边长一般应在10-60cm之间; (5)环氧垫块所接触的表面均应预先喷涂脱膜剂,以便于垫块的更换。 3.确定固定垫块和底脚螺孔拴孔位置
按照机座垫块和底脚螺栓布置图在底座支承面板上划出垫块位置和各螺栓孔中心位置。要求精度高,但机座尺寸大而难以保证。为此可制造机座样板,使样板直接安放在底座支承面上划线,则精度高,效率也高。 4.底座支承面的加工
固定垫块按照确定的位置焊装在底座支承面板上。底座支承面或固定垫块支承面必须平整。保证与活动垫块紧密接触。较好地承受主机的重量和作用力。为此应对底座支承面或固定垫块支承面进行加工。具体技术要求:
(1)底座支承面或固定垫块支承面应平整,用平尺和塞尺检测,0.05mm塞尺应插不进;
(2)底座支承面或固定垫块支承面应沿横向加工成自里向外倾斜的平面,倾斜度为1:100,以便于活动垫块的拆装;
(3)加工平面的粗糙度为Ra25-Ra6.3μm。
采用用风砂轮和平板研磨的手工加工方法,亦可采用专用铣削设备加工。活动垫块应与主机机座底平面和固定垫块支承面研配,以保证它们的紧密接触。最后在活动垫块、固定垫块和底座上钻或钻铰底脚螺栓孔并达到要求。
第二节 机架、气缸体和贯穿螺栓的安装
柴油机经过台架安装后,准确地确定了固定件之间的相对位置。为了便于柴油机在船上的迅速安装,一般在台架上分别对机座、机架、气缸体的结合面钻、铰定位销孔和安装销钉。在船上安装时,只需销与孔对准安装,便完成了固定件的组装。目前船厂还采用造机厂台架安装机架(已将单片A形架组装成整体机架)和气缸体时的定位方法在船上进行机架、气缸体的定位复验,以确保定位的准确性。 一、机架的安装
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l.机架的定位 机架的纵向定位 机架在机座上平面上的纵向定位是利用机座和机架首(尾)端端面上对应的定位基准块紧贴,0.05mm塞尺插不进。
机架的横向定位 采用拉线法。在机架首、尾两端导板中央分别拉铅垂钢丝线。
测量机架左、右两侧面距钢丝线的距离,并使之相等,即a=扒则机架横向准确定位。 2.机架安装的技术要求 机架安装时,机架下平面与机座上平面应紧密接触,用0.05mmn塞尺检查应插不进;局部用0.10mm塞尺检查插人深度应不大于30mm;用0.l5mm塞尺检查应插不进。在结合面上可涂抹密封胶使之接触紧密。
机架安装后,其上平面的平面度误差应不大于0.04mm。
第三节 固定件相互位置的校中
柴油机固定件在船上装配成后,一般不需要对其相互位置进行校中检验,固定件相互位置校中技术要求已由台架安装和在船上各部件定位精度得到保证。只有在柴油机台架安装和柴油机大修时才进行固定件相互位置的校中。 一、固定件相互位置的技术要求
(1)气缸中心线与曲轴中心线应垂直、相交。垂直度不大于0.l5mm/m,位置度不大于1.5mm;
(2)导板工作面应分别与曲轴中心线、气缸中心线平行,平行度应不大于0.10mm/m; (3)同一气缸同侧两导板工作面的平面度应不大于0.l0mm,侧向导板工作面应与气缸中心线平行,平行度应不大于0.l5mm/m。
第四节 活塞运动部件的平台检验
l.活塞与活塞杆同轴度检验
大型柴油机的活塞头和活塞裙分别制造时,将其组装成一体后再与活塞杆组装。活塞组件装配后,应检验活塞裙部外圆与活塞杆外圆的同轴度.并调整使之同轴。检验时,随活塞组件尺寸的不同可在车床或在平台上进行检验。大型柴油机活塞组件车间平台检验时,将其置放于平台V形铁上。以活塞杆外圆为检验基准,用百分表测量活塞头部和裙部外圆的径向跳动量。活塞转动一周百分表数值变化量不超过0.10mm。
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