船舶柴油机在船上的安装原理

船舶柴油机在船上的安装原理 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 Chapter 10 船舶主柴油机在船上的安装 柴油机的质量除取决于设计、材料和制造工艺外，更重要的是取决于装配或安装与校中质量，并直接影响柴油机的可靠性与经济性。 本章主要介绍作为船舶主机的大型低速柴油机主要零部件在船上的安装与校中，主要包括:机座的定位与安装;机架、气缸体和贯穿螺栓的安装;固定件相互位置的校中;活塞运动部件的平台检验;运动件与固定件相互位置的校中等;这部分内容对轮机员日常检修、故障分析和驻厂的监修与监造均很重要，是必不可少的安装工艺知识。 通常，在主柴油机定位安装前，船体建造应完成以下内容: (1)船舶主甲板以下，机舱至船尾的船体结构的焊装工作; (2)船舶主甲板以下，机舱至船尾所有舱室的试水工作; (3)船体基线测量并应符合规定的技术要求; (4)机舱至船尾范围内的较大设备均已吊装完毕。 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 ?10-1 机座，Bedplate，的安装 机座是整台柴油机的安装基础，机座的定位与安装十分重要，其质量不仅直接影响整台柴油机的质量和可靠运转，而且直接影响船舶推进系统的质量和可靠性。所以，机座的定位与安装是柴油机在船上安装的关键。 机座的作用:柴油机的基础(?承重;?受力;?集油)。 1 机座定位的技术要求 1.1 机座在机舱中位置的确定 机座在机舱中的位置是根据轴系校中 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 和轴系两端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。 l)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，一般在船舶下水后定位主机机座，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端法兰偏中值定位。允许误差:偏移值δ不大于?0.1mm;曲折值 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 -4φ不大于?0.1mm,m或开口值S不大于10D(D为法兰外径，mm)。 2)轴系按直线校中安装 (1)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φ?0.15mm/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)法兰或机座某个地脚螺栓孔相对于船体某号肋位的距离来确定;高低、左右位置依轴系理论中心线确定。 为了保证轴系准确安装，要求所加工制造的中间轴中有一节中间轴的长度由安装实测尺寸确定。 1.2 机座上平面的平面度应符合要求 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。要求机座地脚螺栓均匀上紧后，机座上平面的平面度应与台架安装时平面度基本相符，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应不大于0.10mm。 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 1.3 曲轴臂距差应符合要求 机座定位并用地脚螺栓紧固安装后，要求曲轴臂距差满足以下近似公式，臂距差计算值Δ: Δ,S,10000 mm 式中:S——活塞行程，mm。 用作船舶主机的大型低速柴油整机吊装到船上时，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一项重大的操作工艺，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)准确核算整机质量: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 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 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100mm左右时稳定数分钟，如无异常继续提升，直至主机正确落座底座临时支承上，然后进行主机定位与安装。 2 机座定位前的准备工作 机座安装固定在底座(基座)上，底座一般位于船体双层底上。机座在定位前应完成底座的准备工作。 底座的结构形式很多，随柴油机机座机构不同而异。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底座，将其焊装在船体双层底上以支承机座如图10-1a)所示。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，船体双层底为加厚钢板，机座直接定位安装其上，如图10-1b)所示。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，图10-2为MAN-B&W型柴油机一体化底座。 2.1 底座位置的确定 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 底座位置是以轴系理论中心线为基准焊装在双层底上，其首尾方向位置按底座支承面端部至机舱隔舱壁的距离而定，允许偏差为?10mm。底座焊装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基准点拉钢丝线，钢丝线在底座平面上垂直投影线为检验底座位置的基准。在底座平面上划出底座对称中线，测量其与投影线之间的距离Δ即为底座位置偏差值，允许偏差不大于?5mm，如图10-3所示。 底座应具有合适的高度，以保证机座垫块厚度符合要求。底座面板(或支承平面)至轴系理论中心线之距H与主机中心高h(即曲轴中心线至机座底面之距离)之差等于机座垫块厚度。底座高度过大或过小直接影响垫块厚薄。 2.2 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。船用副机或辅机除上述两种垫块外还采用弹性支承。 1)固定垫块:一般为锻钢，厚度为12,16mm，加工成具有1:100的斜度，焊装于底座面板上或双层底上。 2)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。 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 3)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;性能稳定和机械性能良好等特点。 环氧垫块在安装和使用中应注意以下几点: (1)环氧块垫可承受的持续温度不超过75?; (2)环氧垫块的厚度在15,50mm之间，较适宜厚度为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应小于3.5MPa; 2 (4)环氧垫块面积一般应大于130cm，其边长一般应在10,60cm之间; (5)环氧垫块所接触的表面应清洁，无油垢、锈斑和水分等; (6)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。 2.3 确定固定垫块和地脚螺栓孔位置 按照机座垫块和地脚螺栓布置图划出垫块位置和各螺栓孔中心位置，如图10-4。由于要求精度高，而机座尺寸大， 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 难以保证。为此可采用机座样板直接在底座支承面上划线，精度高，效率也高。 2.4 底座支承面的加工 固定垫块按照确定的位置焊装在底座面板上。底座支承面必须平整，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上平面进行加工，具体技术要求: (1)底座支承面或固定垫块上平面应平整，用平尺和塞尺检测，0.05mm塞尺不应插进; (2)底座支承面或固定垫块上平面应沿横向加工成自里向外倾斜的平面，倾斜度为1:100，以便于拆装; (3)加工平面粗糙度为Ra25,Ra6.3μm。 采用风砂轮和平板研磨等手工加工，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上平面研配，以保证它们的紧密接触。 根据具体要求在活动垫块、固定垫块及底座上钻或钻、铰地脚螺栓孔。 3 机座的校中(或找正) 实现机座定位的技术要求，准确确定主机的位置。机座校 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 中工艺是在底座准备就绪和在底座上安装好临时支承后进行。即:按照轴系理论中心线调整好机座在机舱中的位置， 。 保证曲轴中心线在轴系理论中心线上 机座连同曲轴一起吊运机舱放置在可调临时支承上，并在机座首尾和左右两侧安装调位工具。通过调节机座下面的可调支承调节机座的高低位置，用首尾、左右水平调位工具调节机座的前后、左右位置。 小型柴油机多采用调节螺钉作为调位工具，如图10-5 a)，大、中型柴油机的重量和尺寸均很大，多采用专用楔形调位工具，如图10-5 b)。 3.1 轴系按合理校中安装 当轴系已经按轴系合理校中计算书中各对法兰上的偏中值安装后，通过调节机座位置使曲轴输出端法兰与第一节中间轴首法兰的偏中值符合校中计算书中确定的数值，误差在允许范围之内，机座位置准确定位。 3.2 轴系按直线校中安装 1)轴系已安装完毕 轴系按直线校中方法安装后，调节机座的位置，使曲轴输出端法兰与第一节中间轴首法兰的偏中值符合规定值，从而使机座在机舱中的位置准确定位。 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 2)轴系未装，先安装主机 机座校中时，首先按照机舱布置图的要求，调节机座首、尾端调位工具，使机座在纵向位置准确定位。然后以轴系理论中心线为基准调定机座在高低、左右的位置。可采用光学仪器进行校中。 (1)双投射仪校中法:在机座曲轴首、尾法兰上分别安装投射仪，如图10-6a、b)所示，校中时: 第一步，校准投射仪位置，采用逼近法逐步使投射仪投射光束成为曲轴中心线的延长线，如图、10-6c); 第二步，调节可调支承与左右调位工具使两投射仪光束十字线分别与机舱前、后隔舱壁上的基准点重合，即光束与轴系理论中心线重合，也就是曲轴中心线与轴系理论中心线重合。机座位置准确定位。 (2)单投射仪校中法:在曲轴尾端法兰支架上安装投射仪。 第一步，校准投射仪位置。调节支架位置使投射仪光束在曲轴中心线延长线上; 第二步，在机舱后隔舱壁和尾轴管后方分别设置光靶，以光靶十字线为基准点(在轴系理论中心线上)。调节机座可调支承和左右调位工具使投射仪光束十字线分别与两个 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 光靶十字线重合，则曲轴中心线与轴系理论中心线重合，机座位置得以准确定位。 3.3 机座上平面的平面度检验 要求:横向直线度?0.05mm/m，纵向直线度?0.03mm/m，机座全平面内平面度?0.10mm。 为了消除机座变形，保证上平面平直，应对机座上平面的平面度进行复验。在船上常采用拉线法、光学仪器法检验。 1)拉线法 在机座四角安装4个拉线架，调节使之等高，用0.30,0.50mm钢丝拉两条纵向平行线并挂重使其张紧，如图10-7。用内径千分尺测量机座上平面选定的各测量点至钢丝之距离，以检验机座上平面左右的平直度。同样，拉两条对角线，检查机座上平面有无翘曲变形，测量值应与台架测量值接近。 测量时应注意以下几点: (1)为减少温度影响，应在夜间、清晨或阴雨天测量; (2)测量交叉钢丝线时，应在两线互不接触的情况下进行，以免影响测量精度; (3)为消除钢丝下垂影响应对测量值进行修正。图10-8示出钢丝线下垂及影响。依下式计算钢丝上第i测量点的下 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 垂量Y: i Y,ρ?X(L,X),2T mm iii 式中:ρ——钢丝单位长度的质量，g,m(直径0.3mm，ρ,0.56g,m;0.50mm，ρ,1.54g,m); T——挂重质量，Kg。 机座上平面第i个测量点实际变形量Z可按下式计算，i 则机座上平面平面度可知。 Z,H,Y,Wmm iii 式中:H——拉线架处钢丝端点至机座上平面的距离，mm; W——第i测量点钢丝至上平面的实际距离，mm。 i 经修正后的机座上平面的平面度误差如不符合要求，可调节临时支承予以调整。机座上平面应完全平直，或在误差范围内略有上拱变形，但不允许下塌变形。 2)光学仪器法 目前，检查机座上平面的平面度大多采用扫描光学直角仪。它是由准直望远镜和平面扫描仪组成，如图10-9所示。准直望远镜1装于直角仪的可调三角架2中。直角仪下面的 0扫描仪3可在平面内360转动。通过五棱镜4可在准直望远镜中观察到光靶6的十字线与准直望远镜中十字线的偏差和读数。 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 检验时，调节扫描光学直角仪三角架的调节螺钉5，使扫描仪3的轴线与机座上3个等高基准光靶中心十字线对准，即建立一个高精度基准平面。移动光靶至上平面上的各测量点，测量各点与基准平面的偏差，即测得机座上平面的平面度。 ? :液体流通器测量。 其它方法 3.4 测量曲轴臂距差 曲轴臂距差是衡量机座定位安装质量的重要参数。机座定位后应测量曲轴臂差并应在允许值内。 4 机座的固定 主机机座在船上校中定位后应将机座、活动垫块、固定垫块、底座用螺栓牢固的连接在一起。机座牢固的固定以抵抗主机运转时剧烈振动、船舶航行中的猛烈摇摆和防止机座位移。中、小型柴油机和大型柴油机机座固定如图10-10所示。此种刚性连接方式结构简单、安装方便、工作可靠，但是劳动强度大、效率低。 注意问题: ? 活动垫块尺寸的测定:主机机座校中定位后仍落座在可调临时支承上，此时机座底面与固定垫块之间的距离即是 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 垫块的实际厚度。采用内卡钳测量固定垫块四角至机座底面的尺寸即是活动垫块四角厚度尺寸。亦可用专用测量工具准确测量。 ? 垫片的修磨:要求塞尺0.05mm塞尺插不进(未上紧 2地脚螺栓前);沾点25×25mm多于2,3点; ? 钻孔:主机机座上非紧配地脚螺栓孔可用风钻通过机座上的孔直接在活动垫块、固定垫块和底座上钻孔，钻孔前，用点焊将活动垫块位置固定，如预先在固定垫块和底座上钻孔则是依照划线和样板确定的位置。对紧配螺栓孔可用手铰刀或机铰刀铰孔。 ? 机座的固紧:用液压拉伸器固紧，有顺序要求。上紧后用小锤敲击检查上紧程度，以声音清脆为合格。 5 机座的检修 机座常出现的问题有:机座变形、垫片松动、地脚螺栓松动和变形。 5.1 机座变形: 原因有——?船体变形，是主要原因;?安装基础不良或机座垫块接触不良;?机座自身刚度差。 5.2 柴油机振动和船舶摇摆:会导致地脚螺栓变形、松动 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 或断裂，也会使垫片松动，最后导致机座发生移动。 5.3 检查:定期检查地脚螺栓的松动情况，用小铁锤敲击地脚螺栓，若声音不清脆，有浊音，说明螺栓已松动，必须及时固紧。 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 ?10-2 机架、气缸体和贯穿螺栓的安装 柴油机经台架校中安装后，固定件之间的相对位置已准确定位。一般均在机座、机架、气缸体等结合面上分别钻、铰定位销孔和安装定位销，以便固定件在船上迅速安装。只要销、孔对准安装上，便完成了固定件的组装。除此种安装方法外，目前船厂还采用台架安装时的定位方法对机架、气缸体的定位进行复验，以确保定位的准确性。 1 机架的安装 1.1 机架的定位 机架在机座上纵向定位是利用机座首端或尾端端面上的定位基准块:机架上对应端面与基准块紧贴，0.05mm塞尺插不进。 机架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，如图10-11。测量机座上平面上的机架左、右两侧面距钢丝线的距离，并使之相等，即a,b，则机架横向准确定位。 1.2 机架的安装要求 机架安装时，要求机架下平面与机座上平面应紧密接触，用0.05mm塞尺检查应插不进;局部用0.10mm塞尺检 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 查插入深度不大于30mm;0.15mm塞尺插不进。可在结合面上涂抹密封胶使接触紧密。机架安装后其上平面的平面度误差不大于0.04mm。 2 气缸体的安装 2.1 气缸体的定位 气缸体单缸安装时，利用定位销和孔使其在机架上平面准确定位。气缸体连接成整体安装时，可按以下方法定位: 利用带百分表的专用量具在首、尾两缸气缸体内测量。测量时，将专用量具分别紧贴于导板工作面和侧端面，如图10-12所示。用百分表测量气缸体下部填料函孔内表面的首(尾)、左(右)部位，记下读数。将量具再紧贴于另一导板工作面和另一侧端面，测量填料函孔的尾(首)、右(左)部位，记下读数。两次纵向、横向测量读数分别使之相等，则气缸体横向、纵向准确定位。允许偏差不超过0.05mm。 2.2 气缸体的安装要求 气缸体与机架结合面应紧密贴合，用0.05mm塞尺检查，局部插入深度不大于30mm;用0.10mm塞尺检查不应插进。气缸体之间结合面亦应紧贴。结合面处均可采用密封胶使之紧密接触。 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 3 贯穿螺栓的安装 贯穿螺栓将柴油机的机座、机架、气缸体紧固地连接成一体，构成柴袖机的固定件，如图10-13所示Su1zer RTA48柴油机固定件。 贯穿螺栓安装前，将图10-13中的上部螺母6、上中间环7和贯穿螺栓1螺纹部分清洁并涂二硫化钼，再将贯穿螺栓安装到贯穿螺栓孔中，安装过程中注意以下问题: 3.1 贯穿螺栓的上紧 用圆棒上紧螺母6至其与上中间环7接触为止。测量贯穿螺栓的外露部分长度L，再用液压拉伸器分两次上紧，如图10-14a)所示。 第一阶段上紧，预紧力为35MPa，上紧全部贯穿螺栓，测量各螺栓外露部分长度L，则螺栓受力后的伸长量ΔL: 11 ΔL,L,L mm 11 RTA38、RTA48的ΔL为2.4,2.6mm。 1 第二阶段上紧，预紧力为60MPa，上紧全部贯穿螺栓，测量各螺栓外露部分长度L，则螺栓伸长量ΔL: 22 ΔL,L,L mm 22 RTA38的ΔL为4.4mm。 2 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 3.2 上紧顺序 为了防止机座、机架和气缸体因受力不均产生变形，除要求按说明书规定的预紧力上紧贯穿螺栓外，还要求按照合理的顺序上紧贯穿螺栓。一般是成对上紧，并从柴油机中央开始，依次交替向两端进行，见图10-14b)。记录油压和伸长量等数值，以备检查比较。 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 ?10-3 固定件相互位置的校中 固定件:机座、机架、气缸体、气缸套和导板等零件。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。 1 相互位置的技术要求 1.1 气缸中心线与曲轴中心线垂直相交: ?垂直度误差不大于0.15mm/m ; ? 位置度误差不大于0.5mm 1.2 导板工作面应分别与曲轴中心线、气缸中心线平行: 平行度误差不大于0.1mm/m，衡量导板相对于气缸中心线有无上、下倾斜，否则，会导致横向失中。 1.3 导板工作面与曲轴中心线平行:同一气缸同侧两导板工作面的平面度应不大于0.10mm，侧向导板工作面应与气缸中心线平行，平行度应不大于0.15mm,m。衡量导板相对于曲轴中心线有无左右方向的偏斜。 2 校中方法(拉线法) 柴油机固定件相互位置精度可通过拉线法、光学仪器法检验。其中拉线法应用较广，具有简单、方便、易于实施及 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 具有一定精度的特点。 2.1 拉线:如果曲轴尚未安装，可拉出5条线; 如果曲轴已经安装，可拉出3条线。 ? 气缸中心线:以气缸套上部内圆表面和下部填料函孔内圆表面为基准拉气缸中心线。修理时，以气缸上部未磨损内圆表面和距下端50mm,100mm处的内圆表面或填料函孔内圆表面为基准。拉线时，在气缸上、下端用专用拉线工具系好钢丝，用内径千分尺将钢丝线调整到气缸中心位置上。 ?曲轴中心线:曲轴未装于机座上时，以机座首、尾端主轴承中心为基准拉曲轴中心线，一般情况是曲轴已装于机座，无法拉出曲轴中心线，而是采用专用量具进行检验。 ?导板辅助线:3条，不是贴在导板上，而是贴在首尾气缸中心线上。导板辅助线是贴于气缸中心线拉出的上、中、下三条水平钢丝线。上、下钢丝线分别在首、尾气缸导板上、下端边缘50mm处拉出，在上、下两条钢丝线中间拉出中间辅助线。图10-15示出钢丝线的位置。 2.2 测量与检验 利用塞尺和专用量具测量钢丝线之间的距离，依其计算值调整柴油机固定件相互位置，使其符合技术要求。 1)气缸中心线与曲轴中心线垂直度与位置度检验 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 柴油机气缸中心线与曲轴中心线不垂直将会引起活塞运动装置失中，导致敲缸、拉缸等事故;两线不相交，位置度误差过大将直接影响曲轴与连杆的装配。 (1)未装曲轴的检验:利用专用量具——十字线板检验垂直度，如图10-16a)所示。 测量时，将水平尺6水平置于主轴承下瓦上，用螺钉5、7将十字线板支承于水平尺上。调节螺钉5、7使曲轴中心线刚好贴于定位基准块4、8的平面上。调节测微尺2、3分别刚好与气缸中心线9接触，记录测微尺的读数a、b。将十11 0字线板翻转180，重复测量得读数a、b。则气缸中心线与22 曲轴中心线垂直度Δ为: Δ,[(a,b ),(a,b)],2L mm,m 1 122 式中:L——测微尺2、3之间的距离，m。 用塞尺测量两钢丝线之间距离a，钢丝直径为d。两线的位置度Δ为: Δ,a，d mm (2)已装曲轴的检验:将带有微测尺2的卡环装于曲柄 0销颈上，盘车使曲轴转至上止点前15(此时曲柄销颈表面刚好与气缸中心线接触)。调节测微尺2使与气缸中心线接触，记下读数b，和曲轴轴向位置a。松开气缸中心线，盘11 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 0车使曲轴转至下止点前15，并将气缸中心线复位，重复测量得b 、a，如图10-16b)。气缸中心线与曲轴中心线垂22 直度Δ: Δ,[(b,b),(a,a)],L mm,m 1212 式中:L——测微尺2在上、下止点时的距离，m。 2)导板工作面与气缸中心线平行度检验 为了保证导板工作面相对于气缸中心线无前倾和后倒，应检验和调整导板工作面与气缸中心线的平行度，使之符合技术要求。 测量时，用内径千分尺或专用量工具测量上、下导板辅助线至导板工作面的距离a、b，如图10-16c)。导板工作面与气缸中心线平行度Δ: Δ,(a,b),L mm,m 式中:L——上、下导板辅助线之间的距离，m。 3)导板工作面与曲轴中心线平行度检验 为了保证导板工作面相对曲轴中心线无左右方向的偏斜，应检验和调整导板工作面与曲轴中心线的平行度，使之符合技术要求。 测量中导板辅助线上两点各至导板工作面的距离c、d，导板工作面与曲轴中心线的平行度Δ: 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 Δ,(c,d),l mm,m 式中:l——中导板辅助线上两测量点之间的距离，m。 对于双导板结构的柴油机，对两侧导板应分别进行上述检测。 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 ?10-4 活塞运动部件的平台检验 活塞运动部件在船上安装前，应在车间平台对其相对位置精度进行复验，以保证与固定件的对中性和缩短船舶建造周期。对于修理中的营运船舶，必要时也应进行这一检验。 1 活塞运动部件相对位置的技术要求 十字头式柴油机活塞、活塞杆、十字头、滑块等零部件装配后，应符合下列要求: (1)活塞裙外圆与活塞杆外圆的同轴度不大于0.10mm; (2)活塞杆中心线与十字头销中心线垂直，垂直度不大于0.05mm,m; (3)活塞杆与十字头之间的连接螺栓装妥后，其支承面间用0.05mm塞尺检查不应插进; (4)滑块工作面与活塞杆中心线的平行度不大于0.10mm,m: (5)滑块两侧面与活塞杆中心线的平行度不大于0.15mm,m; (6)连杆与十字头装配后，在平板上垂直装态测量时， 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 连杆大、小端轴承孔中心线的平行度不大于0.15mm,m。在水平状态测量时，平行度(歪扭允差)不大于0.15mm,m。 2 活塞运动部件的平台检验 同轴度、平行度、垂直度 2.1 活塞与活塞杆同轴度检验 大型柴油机的活塞头和活塞分别制造时，应将其组装成一体，然后再与活塞杆组装。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，如图10-17所示。大型柴油机活塞部件车间平台检验时，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。 2.2 活塞杆中心线与十字头销中心线垂直度检验 活塞杆与十字头销装配后，置于平台V形体上，如图10-18所示。V形体分别支承在活塞裙部和活塞杆的外圆面，用百分表测量十字头销上相距l的两点读数a、a′，则活塞杆与十字头销的垂直度Δ为: Δ,(a,a′),l mm,m 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 活塞杆中心线与十字头销中心线位置度检验如图10-18b)所示。 2.3 滑块工作面与活塞杆中心线平行度检验 检验时，首先调整活塞杆中心线、十字头销中心线和首、尾正车滑块工作面M、E与平台11平行。调节千斤顶6和V形托架7、9，使百分表测量A、B和C、D读数分别相等。则活塞部件中心线和十字头销中心平行于平台如图10-19。调节支承首、尾滑块的千斤顶8、10和8′、10′，使首、尾正车滑块工作面M、E与平台平行。然后用百分表测量倒车首、尾滑块工作面N、F上相距l两点的读数a、a′和b、b′。则正、倒车滑块工作面平行度Δ即为滑块工作面与活塞杆中心线的平行度Δ，为: Δ,(a,a′),l 或Δ,(b,b′),l 2.4 连杆大、小端轴承孔中心线平行度检验 连杆杆身与大、小端轴承组装成一体后，应检验垂直平面内和水平平面内的大、小端轴承孔中心线的平行度，以保证活塞运动装置的对中性和正常运转。 图10-20a)中，连杆以大端轴承剖分面为基准立于平台4上，十字头销安置在小端轴承下瓦上。用置于小端平台上的百分表测量十字头销上相距l两点的读数a、b，则大、小 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 端轴承孔中心线在垂直平面内的平行度Δ: Δ,(a,b),l mm,m 图10-20b)中，连杆水平置于平台7上的千斤顶3、4、6上。调节千斤顶使百分表与沿大端轴承孔全长读数不变，则大端轴承孔中心线和连杆杆身轴线平行于平台。用百分表测量十字头销颈上相距l的两点读数a、b。则大、小端轴承孔中心线在水平平面内的平行度Δ: Δ,(a,b),l mm,m 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 ?10-5 活塞运动部件在船上的校中 (Piston-connecting Rod Correction) 1 概述 柴油机固定件在船上安装和活塞运动部件平台复验合格后，将活塞运动部件吊运船上与气缸固定件装配。安装时，先从机架道门将连杆和十字头组件吊入并与曲轴连接，再将活塞部件从上部吊入气缸中，用海底螺帽或螺栓将这两部分连成活塞运动部件。 活塞与气缸不但要有间隙，还要求在整个行程中它们的中心线基本重合，不允许一边间隙大，一边间隙小，更不可单面接触，活塞在气缸中应该是四面脱空的。 长期运转后，由于活塞、十字头、连杆等运动部件本身形状的变化，轴承的磨损，活塞安装不正确等，使得活塞中心线在气缸中产生偏移和倾斜。为此要进行校中。 1.1 横向校中——使活塞运动部件在柴油机横向，即左右方向与气缸固定件有准确的相对位置;左右方向上的活塞与气缸间隙相等、导板与滑块工作面间隙符合规定。 ? 左右间隙相等;? 导板与滑块的正向间隙(当滑块与 符合要求。 正车导板贴合时，滑块与倒车导板间的间隙) 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 1.2 纵向校中(首尾方向):使活塞运动部件在柴油机纵向(轴向)，即首尾方向上活塞与气缸间隙相等，侧导板与滑块侧面间隙符合规定。保证几个间隙: ? 首尾间隙相等; ? 侧导板与滑块的侧向间隙符合要求; ? 轴向间隙(专用名词，连杆大小端的轴向间隙)。 2 技术要求 柴油机说明书和船舶柴油机安装 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 中对活塞运动部件校中技术要求均有规定。我国船舶行业船用柴油机修理技术标准CB规定。 1)活塞与气缸间隙的要求 (1)十字头式柴油机，在未装活塞环的条件下，活塞位于近上、下止点位置时，滑块工作面与导板工作面应紧密贴合，用0.05mm塞尺检查插不进的情况下，活塞裙部减磨环处与气缸内孔单边最小间隙: 缸径,70mm时，应不小于该处总间隙的30,; 缸径,70mm时，应不小于该处总间隙的20,。 (2)筒状活塞式柴油机，在未装活塞环的条件下，活塞位于近上、下止点位置时，活塞裙部与气缸内孔单边最小 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 间隙应不小于该处总间隙的25,。总间隙为首、尾或左、右间隙之和。 (3)活塞在气缸内沿柴油机纵向允许平行偏在一边，但向另一边撬动时，偏移量应能转移过去。 活塞与气缸的安装间隙和极限间隙如表10-1所示。 2)十字头滑块与导板间隙的要求 十字头式柴油机的十字头滑块与导板应均匀接触，安装间隙和极限间隙应符合说明书或规定，如表10-2所示。 3)连杆大、小端的轴向间隙:一般，小端轴向间隙:0.3,0.5mm;大端轴向间隙:(0.01,0.15)d;d——曲柄销直径。 2 校中方法 对活塞运动部件与固定件的相互位置进行校中是为了实现其校中的技术要求。新造柴油机在台架安装和在船上安装、柴油机大修后的安装中进行校中均是为此目的。营运船舶柴油机在船上吊缸检修时进行校中测量，则是为了检查和了解活塞运动部件在气缸中的状态，以便分析和发现存在的故障。 2.1 活塞与气缸间隙的测量 柴油机检修测量时，应自缸中吊出活塞、取下活塞环， 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 清洁后将不带环的活塞组件装入缸中;新机则直接将不带环的活塞组件装入缸中。 1)测量方法 0测量时，盘车使活塞分别处于上止点后15,30、下止 0点前15,30位置，用塞尺测量活塞与气缸在首、尾、左、右4个部位的间隙值。活塞处于工作状态是为了使滑块在侧推力作用下紧压在正车导板上，有利于提高测量精度。 MAN-B,W L60MC,MCE型柴油机说明书规定，盘车 00至上止点前35、下止点后45时沿块压在正车导板上，用专用长塞尺分别测量活塞裙部与气缸在首、尾和左、右方向的间隙。 活塞与气缸间隙还可采用透光法进行定性检查。在不带环的活塞装人气缸后，在活塞下方置一强光源，自活塞顶向下观察活塞在近上、下止点位置时的漏光情况(一般间隙大于0.20mm光即容易透过)。若活塞周围有一等宽光环，表明活塞与气缸间隙正常，运动部件对中良好;若光环宽度不等或中断，表明间隙不正常，对中性差。透光法仅适于营运船舶吊缸检修，且不适于长裙活塞及中、小型柴油机。 2)测量部位 活塞与气缸间隙测量部位随机型、活塞结构不同而异。 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 长裙活塞:一般测量减磨环和裙下部任一点与气缸的间隙，如图10-21中a、b和a、b处。 1122 短裙活塞:测量裙部与气缸间隙或再增测活塞杆与填料函孔之间的间隙a、b。 33 筒形活塞:测量活塞头部和裙部与气缸的间隙。 每次测量活塞与气缸间隙的部位应保持不变，以便于比较和分析。 2.2 十字头滑块与导板间隙的测量: 测量滑块与导板间隙同样是要求活塞分别处于上止点后 0015,30、下止点前15,30位置，正车滑块压紧在正车导板时: 正车导板 a b 倒车导板 双导板柴油机:测量倒车滑块工作面与倒车导板工作面之间的间隙，即左、右方向上工作面间隙;测量倒车滑块侧面与倒车侧导板之间的间隙，即首、尾方向上的侧面间隙。并使工作面间隙和侧面间隙符合说明书规定。图10-22和表 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 10-3分别为MAN-B,W L60MC,MCE型柴油机测量部位 0和要求。测量时，要求在活塞分别位于上止点前35、下止 0点后45时正车工作面间隙(凸轮侧)为零的状态下测量倒车工作面间隙及侧面间隙，并符合要求。 单导板柴油机:测量活塞位于上、下止点附近部位时，滑块倒车工作面与倒车导板的工作面间隙及滑块侧面与侧导板的侧面间隙，而且需测滑块与导板的上部和下部。 由于测量数据较多，为方便记录采用图10-23的现场记录方式。 2.3 连杆大、小端轴承轴向间隙的测量: 用塞尺直接测量。 注意点:在船上测量时，由于船首高于船尾，活塞在气缸中后倾，因而可能会出现十字头轴承尾侧的轴向间隙为零。此时，可用小橇杠把十字头向前拨动，能顺利拨过去，说明没问题。 3 活塞运动部件失中原因分析及调整(重点) 失中:柴油机运转中活塞运动部件与固定件之间的相对 位置不正确，称为活塞运动部件的失中。 分为: 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 横向失中(活塞运动部件与固定件在左右方向发生不对 ) 中的现象 纵向失中(活塞运动部件与固定件在首尾方向发生不对 )。 中的现象 3.1 横向失中及处理方法 横向失中二般发生在十字头式柴油机上。十字头式柴油机由于安装质量不佳或运转中异常磨损造成固定件的导板工作面与气缸中心线不平行或距离不符合设计要求;运动部件的滑块工作面与活塞运动部件的中心线不平行或距离不符合设计要求;或以上两种情况同时存在。 图10-24是活塞运动部件横向失中举例。其中图a)为活塞分别位于近上、下止点时，活塞运动部件中心线与气缸中心线重合或在要求范围内平行的正常情况，即活塞与气缸在左、右方向的间隙和滑块与导板的平面间隙符合柴油机说明书或规定。 图b)、c)为导板工作面与气缸中心线间的距离过大或过小、滑块工作面与活塞运动部件中心线间的距离过大或小造成在上、下止点附近时活塞在气缸中偏左或偏右的极端情况。此时，活塞与气缸左、右两侧间隙相差悬殊，甚至一侧为零。应调节导板与机架或滑块与十字头之间的垫片厚度使 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 距离符合要求，或采用导板、滑块工作面重浇白合金等措施。例如，单侧导板结构的柴油机可调节E、G、A垫片，图10-25a)所示;双侧导板结构的柴油机可调节正、倒车导板3、10与机架1之间的垫片E、F，图10-25b)所示。 图d)、e)为活塞运动部件在气缸中发生倾斜，在上、下止点附近时活塞在气缸中分别偏向一侧。这种情况从所测量的活塞与气缸间隙分布明显地反映出来。其原因是导板工作面与气缸中心线或滑块工作与活塞运动部件中心线不平行所致。采用分段调节垫片或刮研白合金的方法消除导板或滑块的倾斜以缓解故障，到港后进厂彻底修理。 4.2 纵向失中及处理方法: 各类柴油机均会发生活塞运动部件与气缸固定件的纵向失中，以筒状活塞式柴油机为例分析图10-26中各种纵向失中情况。 图a)为正常情况。测量活塞在近上、下止点位置时的活塞与气缸首、尾间隙值相等或接近，表明活塞运动部件纵向对中良好。 图b)中活塞与气缸的首、尾间隙不等，但上、下止点位置时同侧间隙相等或接近，表明活塞在气缸中偏靠一侧，即活塞运动部件中心线与气缸中心线平行。造成这种情况的 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 原因主要是连杆大端两侧轴向间隙不等或船舶纵倾所致。调节大端轴向间隙可消除此种失中。 图c)，通过测量间隙可以分析判断活塞在近上止点时在缸中倾斜，而在近下止点时活塞在缸中位置居中，这是由于曲柄销颈不均匀磨损产生单面锥度所致。消除曲柄销颈几何形状误差可使活塞在缸中有正确的相对位置。 图d)、e)，通过对测量数据的分析可以判断活塞位于近上、下止点位置时括塞在气缸中发生向同一侧倾斜的现象。两图中的失中现象虽然相同，但产生的原因不同。d)为连杆大端轴承上瓦偏磨，e)为曲柄销颈纵向不均匀磨损出现锥度。分别采用刮瓦和修轴措施消除失中现象。 图f)测量值显示出活塞位于近上、下止点时活塞在缸中向不同方向倾斜。这是由于曲轴的曲柄销中心线与主轴颈中心线不平行造成的。机械加工消除曲轴的位置误差可提高活塞运动部件的对中性。 为了便于分析，上述各种失中现象是简单的，原因是单一的。船上柴油机运转中的失中问题则是复杂的，原因是多方面的、综合性的。轮机员在船上遇到失中问题时，应依具体情况，进行各种测量、收集实际运转的数据和资料，综合分析和判断，找出真正的失中原因，采取对症措施消除失中 第10章:船舶主柴油机在船上的安装 故障。 思 考 题 1 机座的定位要求、校中方法; 2 固定件相互位置的技术要求及调整方法; 3 活塞运动部件的平台检验项目; 4 活塞运动部件安装的技术要求是什么,校中的目的是什么, 5 什么是正向间隙,什么是轴向间隙,什么是侧向间隙, 6 什么是活塞运动部件的失中,什么是横向失中,什么是纵向失中, 7 横向失中、纵向失中的原因及调整方法是什么,(分几种情况讨论) 第10章:船舶主柴油机在船上的安装