淺談35000T船舶主機(jī)裝船工藝 畢業(yè)論文.doc

1 畢 業(yè) 論 文 題 目：淺談 35000t 船舶主機(jī)裝船工藝 分 院： 海 運(yùn) 學(xué) 院 專 業(yè)： 船 機(jī) 制 造 與 維 修 姓 名： 指導(dǎo)老師： 2012 年 05 月 23 日 1 淺談 35000t 船舶主機(jī)裝船工藝研究 摘 要 船舶主機(jī)的可靠性對(duì)船舶而言至關(guān)重要，由此主機(jī)安裝工序要求很高，其 安裝過(guò)程簡(jiǎn)要如下?；恢眉巴庑蔚臋z驗(yàn)，主機(jī)緊固螺栓孔與固定墊片位置 的確定?；恢玫臋z驗(yàn)通常是在確定軸系理論中心線后緊接著進(jìn)行的，其檢 驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)軸系理論中心線。當(dāng)基座位置檢驗(yàn)合格后，就可以在基座面板上畫(huà)螺栓 孔的位置了。主機(jī)固定螺孔的定位：實(shí)際上也是對(duì)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(shí)進(jìn)行。主機(jī)吊到基座上后，就對(duì)其進(jìn)行核中， 即定位。主機(jī)的定位就是按軸系中心線同軸或平行。主機(jī)定位后，應(yīng)當(dāng)保持與 軸系等相連部件間的相對(duì)位置。在車間平臺(tái)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件相對(duì)位置精度進(jìn)行復(fù)驗(yàn)， 以保證與固定件的對(duì)中性和縮短船舶建造周期。 關(guān)鍵詞：船舶主機(jī)；主機(jī)校中；安裝工藝 2 目 錄 0 引 言 .1 1 主機(jī)基座的準(zhǔn)備 .1 1.1 基座的檢驗(yàn) 3 1.2 基座上主機(jī)固定螺孔的定位 3 1.3 墊片安裝技術(shù)要求 4 1.4 地腳螺栓 .4 2 主機(jī)固定部件的安裝 .4 2.1 機(jī)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(jī)的固定 .6 4 結(jié)論 .6 參考文獻(xiàn) .8 致謝 .8 1 0 引 言 船舶主機(jī)是船舶動(dòng)力裝置的核心，其安裝質(zhì)量的優(yōu)劣將直接關(guān)系到動(dòng)力裝 置的正常運(yùn)行和船舶的航行性能。 主機(jī)的類型主要有柴油機(jī)、汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)，不同類型的主機(jī)，有著不 同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作方式，在船上安裝時(shí)應(yīng)按不同的機(jī)型而采用相應(yīng)的工藝方 法。柴油機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的一種主機(jī)，本文主要討論柴油機(jī)主機(jī)的安裝工 藝。 主機(jī)發(fā)出的功率通過(guò)軸系傳遞給推進(jìn)器，主機(jī)與軸系相連接，主機(jī)、軸系 和推進(jìn)器組成一個(gè)有機(jī)的整體，在船臺(tái)上，以軸系理論中心線為基準(zhǔn)，安裝主 機(jī)和軸系，可以先安裝主機(jī)，然后再根據(jù)主機(jī)的實(shí)際位置確定軸系的位置并進(jìn) 行軸系的安裝。主機(jī)安裝后，必須保證主機(jī)與軸系的相對(duì)位置正確，并且在運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)保持這種相對(duì)位置關(guān)系。 1 主機(jī)基座的準(zhǔn)備 主機(jī)是通過(guò)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(jī)型，基座一般有兩種形式。對(duì)于大型低速柴油機(jī)，沒(méi)有 單獨(dú)的基座，機(jī)艙雙層底是由加厚的鋼板焊接而成，主機(jī)的機(jī)座就落位在此加 厚的鋼板上，如圖 1 所示。 圖 1 大型主機(jī)基座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1-具有加強(qiáng)板的雙層底；2-側(cè)向定位活動(dòng)墊片支座；3-側(cè)向定位活動(dòng)墊片； 4-活動(dòng)墊片； 5-機(jī)座 2 中小型柴油機(jī)，通常帶有凸出的油底殼，因此在雙層底上，還需焊接一 個(gè)由型鋼和鋼板焊接起來(lái)的金屬構(gòu)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(jī)機(jī)座之間配有活動(dòng)墊片，用以調(diào)整 主機(jī)的高度，主機(jī)與基座用螺栓固定在一起。 圖 2 中型主機(jī)基座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1-雙層底；2-基座；3-焊接墊片；4-活動(dòng)墊片；5-機(jī)座 基座是用來(lái)固定主機(jī)于船體的基礎(chǔ)，船體搖擺時(shí)，能保證機(jī)器設(shè)備的穩(wěn)定， 同時(shí)將機(jī)器設(shè)備的重量及其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的力傳遞給船體結(jié)構(gòu)。因此，基座是保 證各種機(jī)械裝置正常工作的重要結(jié)構(gòu)，基座結(jié)構(gòu)必須可靠，否則會(huì)影響到船舶 的航行和其它工作。從受力作用分析，主機(jī)座同時(shí)受到靜力載荷和動(dòng)力載荷的 作用。 作用在基座上的靜力載荷有： 1）機(jī)器的重量。大型船舶主機(jī)的重量可達(dá)百噸。在正常情況下，機(jī)械裝置 的重力是垂直作用在基座上的，而當(dāng)船舶橫傾時(shí)，基座上還要受到傾側(cè)力矩的 作用。 2）螺旋槳工作時(shí)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(dāng)主機(jī)座縱桁兼做船底縱向連續(xù)桁材時(shí)，還承受船體總縱彎曲和船底板 3 架的局部彎曲應(yīng)力。 作用在基座上的動(dòng)力載荷有： 1）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡時(shí)產(chǎn)生的慣性力，對(duì)于柴油機(jī)的基座，這個(gè)力較大。 2）船舶橫搖時(shí)機(jī)器的慣性。 3）機(jī)器工作時(shí)的振動(dòng)力。 所以說(shuō)主機(jī)基座的準(zhǔn)備工作至關(guān)重要。 1.1 基座的檢驗(yàn) 基座在機(jī)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(jī)曲軸） 的安裝順序來(lái)確定的。軸系按合理校中安裝時(shí)，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(shí)，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(jī)時(shí)，以曲軸和曲軸連接法蘭上的偏中值定位；先安裝主 機(jī)后裝尾軸時(shí)，以軸系理論中心線定位。 基座的檢驗(yàn)與軸系中心線的測(cè)定往往是結(jié)合在一起進(jìn)行的?；恢玫臋z 驗(yàn)通常是在確定軸系理論中心線后緊接著進(jìn)行的，其檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)軸系理論中心線。 主機(jī)基座的左右和高度位置的檢驗(yàn)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(lái)檢驗(yàn)基座的左右位置。 （2）光學(xué)儀器法：用光學(xué)儀器根據(jù)軸系理論中心線來(lái)檢驗(yàn)基座的位置。由 于船體裝配時(shí)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(lái)調(diào)整的，所以當(dāng)檢驗(yàn)基座時(shí)把尾管的加工余量考慮進(jìn)去，因?yàn)槲?管加工余量有限，主機(jī)機(jī)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(jī)固定螺孔的定位 當(dāng)基座位置檢驗(yàn)合格后，就可以在基座面板上畫(huà)螺栓孔的位置了。畫(huà)線時(shí) 首先要確定主機(jī)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(zhǔn)量出。第一螺栓孔的位置的具體尺寸從軸系布置得到，畫(huà)其他螺栓孔中心 4 線時(shí)，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(huà)線，這樣就確定了其他螺栓孔的位置。主機(jī)固定螺孔的定位，實(shí)際上 也是對(duì)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(shí)進(jìn)行。固定 墊片定位好后，主機(jī)安裝時(shí)的位置調(diào)整就只能局限在墊片的位置范圍內(nèi)，因此 固定螺孔或固定墊片的定位必須準(zhǔn)確。主機(jī)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(zhǔn)確地將軸系中心線投影到基座平面上。按主機(jī)定位圖尺寸， 定出主機(jī)各缸的中心線。然后在基座平面上分別畫(huà)出左右兩排螺孔縱向中心線， 沿中心線畫(huà)出各螺孔的中心位置線。 1.3 墊片安裝技術(shù)要求 船舶柴油機(jī)機(jī)座的墊片按照技術(shù)要求主要有以下幾點(diǎn)： 1）當(dāng)機(jī)座在船舶基座上安裝時(shí)，允許采用金屬墊片或環(huán)氧樹(shù)脂灌注墊片， 但對(duì)同一臺(tái)主機(jī)不允許金屬或環(huán)氧樹(shù)脂灌注墊片混用。 2）當(dāng)機(jī)座在船舶基座上安裝時(shí)，金屬墊片總厚度不得大于 75 mm，且單塊 鑄鐵墊片厚度不應(yīng)小于 25 mm，單塊鋼質(zhì)墊片厚度為 1225 mm。 3）金屬墊片拂平后，在 75%的結(jié)合面上接觸點(diǎn)應(yīng)分布均勻。 4）使用環(huán)氧樹(shù)脂注墊片時(shí)，須征得船級(jí)社或船檢部門同意。 5）機(jī)座定位后，螺栓未擰緊前，墊片上下的結(jié)合平面應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，且 用 0. 05 mm 塞尺檢查，一般應(yīng)不能插進(jìn)，個(gè)別地方可允許插入深度不大于 10 mm。 1.4 地腳螺栓 機(jī)座的緊配螺栓數(shù)量應(yīng)不少于地腳螺栓總數(shù)的 15%，且不得少于 4 只。主 機(jī)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(jī)座螺栓孔上端面與螺栓或螺母平面之間，當(dāng)螺栓旋緊后，用 0.05mm 塞 尺檢查，不應(yīng)插進(jìn)。 主機(jī)地腳螺母是船舶上的一個(gè)重要零件，地腳螺母與地腳螺柱組合在一起 使用，在使用過(guò)程中起著主要固定作用。 5 2 主機(jī)固定部件的安裝 柴油機(jī)經(jīng)過(guò)臺(tái)架安裝后，準(zhǔn)確地確定了固定件之間的相對(duì)位置。為了便于 柴油機(jī)在船上的迅速安裝，一般在臺(tái)架上分別對(duì)機(jī)架、機(jī)座、氣缸體的結(jié)合面 鉆、鉸定位銷孔和安裝銷釘。在船上安裝時(shí)，只需銷與孔對(duì)準(zhǔn)安裝，便完成了 固定件的組裝。目前船廠還采用造機(jī)廠臺(tái)架安裝機(jī)架（已將單片 a 形架組裝成 整體機(jī)架）和氣缸體的定位方法在船上進(jìn)行機(jī)架、氣缸體的定位復(fù)驗(yàn)，以確保 定位的準(zhǔn)確性。 2.1 機(jī)架的安裝 （1）機(jī)架的定位 機(jī)架的縱向定位，機(jī)架在機(jī)座上平面的縱向定位是利用機(jī)座和機(jī)架首（尾） 端端面上對(duì)應(yīng)的定位基準(zhǔn)塊緊貼，0.05mm 塞尺插不進(jìn)。 機(jī)架的橫向定位，采用拉線法。在機(jī)架首尾兩端導(dǎo)板中央分別拉鉛垂鋼絲 線，測(cè)量機(jī)架左、右兩側(cè)面距鋼絲線的距離，并使之相等，則機(jī)架橫向準(zhǔn)確定 位。 （2）機(jī)架安裝的技術(shù)要求 機(jī)架安裝時(shí)，機(jī)架下平面與機(jī)座上平面應(yīng)緊密接觸，用 0.05mm 塞尺檢查應(yīng)插 不進(jìn)；局部用 0.10mm 塞尺檢查插入的深度應(yīng)不大于 30mm；用 0.15mm 塞尺檢查 應(yīng)插不進(jìn)。再結(jié)合面上可涂抹密封膠使之接觸緊密。 機(jī)架安裝后，其上平面的平面度誤差應(yīng)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(zhǔn)確定位，利用帶百分表的專用量具在首、尾端氣缸體內(nèi)測(cè)量。 測(cè)量時(shí)，將專用量具分別緊貼左、右導(dǎo)板工作面和首、尾側(cè)導(dǎo)板面上，以其為 基準(zhǔn)用百分表測(cè)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(zhǔn)確定位。允許偏差不超過(guò) 0.05mm。 6 （2）氣缸體的安裝技術(shù)要求 氣缸體與機(jī)架的結(jié)合面應(yīng)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(yīng)插不進(jìn)；氣缸體之間的結(jié)合面亦應(yīng)緊貼，結(jié)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(jī)座、機(jī)架、氣缸體連接成牢固的一體形成柴油機(jī)的固定件。安 裝貫穿螺栓的關(guān)鍵是其緊固力和上緊順序，確保柴油機(jī)各部分受力均衡。 3 主機(jī)的固定 主機(jī)定位后，應(yīng)當(dāng)保持與軸系等相連部件間的相對(duì)位置。主機(jī)運(yùn)動(dòng)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(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的傾 斜力及轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性力等要求主機(jī)必須與基座牢固地固定，除了特殊用 途的船舶要求主機(jī)下面安裝減震器進(jìn)行隔音減震外，絕大部分船舶都是與基座 剛性連接。主機(jī)定位后，向船東、船檢報(bào)驗(yàn)，合格之后才能固定主機(jī)。 （1）主機(jī)定位后，在基座和固定墊片之間配制活動(dòng)墊片，并且用螺栓擰緊。 對(duì)大型柴油機(jī)還要配制側(cè)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(duì)固定螺孔的加工，一般都通過(guò)基座上的螺孔直接在墊片及基座上鉆孔。 （3）對(duì)于精密配合的螺栓與孔，在鉆好孔，進(jìn)行鉸削或鏜削加工，按主機(jī)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(shè)計(jì)要求旋緊各個(gè)固定螺栓，并旋緊其防松螺母。 4 結(jié)論 綜上所述，在大型船舶主機(jī)安裝過(guò)程中，應(yīng)合理地分析主機(jī)及軸系的狀態(tài)， 并考慮如下因素： 7 （1）主機(jī)安裝時(shí)應(yīng)該有適當(dāng)?shù)南聯(lián)隙?，盡量減少主機(jī)的扭曲，保持主機(jī)平 整； （2）適當(dāng)調(diào)整主機(jī)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(jī)熱態(tài)時(shí)推力軸承負(fù)荷增加； （3）受溫度、波浪、振動(dòng)、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(shí)間階段所測(cè)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(yàn)使油、水液艙不斷變化， 以及試驗(yàn)中機(jī)器的振動(dòng)等，也會(huì)影響測(cè)量數(shù)據(jù)。 良好的主機(jī)安裝能夠保持柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、保證螺旋槳的推水效率，能夠 保證柴油機(jī)良好的熱效率和較低的廢氣排放，對(duì)節(jié)約公司運(yùn)營(yíng)成本和減少社會(huì) 環(huán)境的污染起到重要作用。 8 參考文獻(xiàn) 1 滿一新.船機(jī)維修技術(shù)m.大連:大連海事大學(xué)出版社，1999.01：201-225 2 陸金銘.船舶動(dòng)力裝置安裝工藝學(xué)m.北京:國(guó)防工業(yè)出版社出版，2006.05 3 許寶森.船舶動(dòng)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(jī)裝配調(diào)試工藝m.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006.09