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1、第十章 船舶柴油机在船上的安装,目的：了解船舶主柴油机在船上的安装工艺；了解活塞运动装载装配质量和气缸固定件的对中性对柴油机正常运转的影响。柴油机质量除取决于设计、材料和制造工艺外，更重要的取决于装配和安装与校中质量，它直接影响柴油机的可靠性和经济性。一般船用中、小型柴油机大批量生产，在厂车间完成安装、试验，再整机吊装到船上。船用大型低柴油机是单件、小批量生产，在车间安装、试验合格后，可整机吊装到船上；但大数拆卸装箱吊运到船上，再以部件形式在船上重新安装与校中。,本章主要介绍柴油机主要零部件在船上的安装与校中；活塞运动部件的平台检验；固定件和运动件相互位置校中。,通常，在主机定位暗中安装前，船
2、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安装完毕。,第一节 机座的安装,机座的定位与安装十分重要，其质量不仅直接影响整台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。一、机座定位的技术要求 1、机座在机舱中的位置确定 轴系按合理校中时，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，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
3、中安装,船舶建造时，在船台上安装尾轴管装载、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出的轴系第一节中间轴首法兰与曲轴输出端法兰的偏中值定位。允许误差：偏移值不大于0.1mm；曲折值不大于0.1mm/m或开口值S不大于104D（D为法兰外经，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，在船台上或下水后安装主机。以第一节中间轴首法兰与曲轴输出端法兰的偏中值：偏移值0.1mm、曲折值0.15mm/m定位主机。,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。,2、机座上平面平面度应符合要求要求机座底脚螺栓
4、均匀上紧后，机座上平面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应不大于0.10mm。3、曲轴臂距差应符合要求机座定位并用底脚螺栓紧固安装后，要求曲轴臂距差满足以下近似公式臂距差：S/10000 mm,二、安装机座的准备工作,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的底座上，底座称基座。底座的结构形式很多，随柴油机机座结构不同而已。中、小型机底座有凸起的油底壳，支承在图a底座上。大型机底座为平底，支承在图b底座上。,目前，有的大型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
5、与双层底焊成一体，以简化底座，如图所示。2）底座位置的确定 底座在机舱中的位置：首尾方向以底座端面至机舱隔壁的距离而定,允许偏差为10mm；左右方向是以轴线理论中心线为基准。底座固定后的检验,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为检验基准。测量底座平面上的对称中心线与投影线之间的距离，允许偏差不大于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。底座面板至轴系理论中心线之距离H与主机中心高h之差等于机座垫块厚度。底座高度直接影响垫块厚簿。,2、机座垫块,机座垫块分为固定和活动垫块。船用主机常采用钢质或铸铁矩形垫块、环
6、氧垫块。船用辅机除采用上述垫块以外还采用弹性支承。固定垫块：一般为锻钢，厚度为1275mm，加工成具有1：100的斜度，可以调节底座高度。活动垫块：一般多选用铸铁材料，最小厚度不小于20mm；钢质最小厚度不小于12mm。环氧垫块：安装使用中注意以下几点：（1）持续温度不超过75；（2）厚度在1550mm之间，较适宜为2535mm；（3）重量载荷应小于0.7MPa，较适宜0.40.5mm；（4）面积一般应不大于130cm，其边长在1060mm；（5）接触的面积均应先涂脱膜剂，以便更换。,3、确定固定垫块和底脚螺栓孔位置,按照布置图在支承面上划出垫块和螺栓孔的中心位置，如图。4、底座支承面加工固定
7、块焊装在确定的底座支承面上。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Ra 25Ra 6.3m。,三、机座的校中工艺,机座校中是实现机座定位技术要求、准确地确定主机在机舱中位置的工艺。机座的校中工艺是在底座等准备就绪和底座上安装好临时支承后进行的。通常，小型柴油机多采用调节螺钉作为调位工具。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。1、机座在机舱中位置的校中时,1）轴系按合理校中安装,2）轴系按直线校中安装2
8、、机座上平面的平面度检验为了消除机座吊运和调节支承的顶推作用可能引起的机座变形，对机座上平面的平面度进行复验，以保证上平面平直。在船上常用拉线法或光学仪器检验。,第二节 机架、气缸体和贯穿螺栓的安装,一、机架的安装1、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首（尾）端端面上对应的定位基准块紧贴，0.05塞尺插不进。机架的横向定位 采用拉钢丝法。在机架首、尾两端导板中央分别拉铅垂钢丝，测量机架左、右两侧面距钢丝线的距离，使之相等，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0.05mm塞尺检查应插不进；局部用0.10mm塞
9、尺检查插入深度应不大于30mm；用0.15mm塞尺检查应插不进。机架安装后，其上平面的平面度误差应不大于0.04mm。二、气缸体的安装单缸气缸体的定位利用定位销和孔使气缸体在机架上平面上准确定位。,整体气缸体的定位,将单缸气缸体组装成整体气缸体。利用带百分表的专用量具在首、尾端气缸体内测量。测量时，将专用量具分别紧贴左、右导板工作面和首、尾侧导板面上，使首、尾和左、右读数分别相等，则气缸体在横向和纵向准确定位。允许偏差不超过0.05mm。2、气缸体的安装技术要求 气缸体与机架的结合面应紧密贴合，用0.05mm塞尺检查，局部插入深度不大于30mm，0.10mm塞尺应插不进。三、贯穿螺栓的安装,第
10、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，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垂直、相交。垂直度不大于0.15mm/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0.10mm/m，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。,二、拉线法校中工艺,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。1、拉线柴油机
11、固定件主要拉出以下钢丝线：1）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。,修理的柴油机，以气缸上部未磨损的内圆表面和距下端50100mm处的内圆表面或填料函孔内圆表面为基准拉线。,2）曲轴中心线未装曲轴时，以机座首、尾端主轴承中心为基准拉出曲轴中心线。装曲轴，采用专用量具进行检验。3）导板辅助线导板辅助线是贴近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处拉处，在两线中间拉出中间辅助线。,2、检验,1）气缸中心线与曲轴中心线垂直度与位置度检验 垂直度差，将会引起活塞运动装置失中，位置度误差过大将影响曲轴与连杆的装
12、配。（1）未装曲轴的检验利用专用量具十字线板检验垂直度。（2）未装曲轴的检验利用专用量具。,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。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。第四节 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。,一、活塞运动部件相对位置的技术要求,应符合下列技术要求（1）活塞裙外圆与活塞杆外圆的同轴度不大于0.10m
13、m；（2）活塞杆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）连杆大、小端灼承孔中心线的平行度不大于0.15mm/m。在水平状态测量时，平行度不大于0.15mm/m。,二、活塞运动部件的平台检验,1、活塞与活塞杆同轴度检验活塞组件装配后，应检验活塞裙部外圆与活塞杆外圆的同轴度。方法：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。变化量不
14、超过0.10mm。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，置于平台的V形铁上，用百分表4测量十字头销上相距l的两点读数。,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分别与平台11平行。,4、连杆大、小端轴承孔中心线平行度检验,连杆杆身与大、小端轴承及十字头组装后，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，以保证活塞运动部件的对中性和正常运转。检验以连杆大端剖分面为基准立于平台上，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、
15、小端轴承孔中心线在垂直平面内的平行度：ab/l mm/m连杆水平置于平台上，调节千斤顶使百分表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：ab/l mm/m,第五节 活塞运动部件在船上的校中,为了保证实现柴油机设计性能和可靠运转,必须必须保证运动件与固定件的准确相对位置和要求的配合间隙.也就是要保证活塞运动部件的中心线与气缸固定件中心线重合或平行,活塞与气缸的间隙、导板间隙符合说明书的规定。安装过程中，通过对活塞运动部件在气缸中的横向和纵向位置的校中工艺来实现上述要求。横向
16、校中是使活塞运动部件在柴油机横向，既左、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的间隙相等、导板与滑块工作面间隙符合规定。,纵向校中是使活塞运动部件在柴油机纵向，既首、尾方向与气缸固定件有准确的相对位置，首尾方向上活塞与气缸的间隙相等、侧导板与滑块侧面间隙符合规定。,一、活塞运动部件校中技术要求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塞尺检查应插不进，活塞裙部减磨环处与气缸内孔单边最小间隙：缸径700mm时，应不小于该处总间隙的30%缸径700mm时，应不小于该处总间隙的
17、20%,（2）筒状活塞满式柴油机，在未装活塞环的条件下，活塞位于近上、下止点位置时，活塞裙部减磨环处与气缸内孔单边最小间隙应不小于该处总间隙的25%。总间隙为首、尾或左、右间隙之合。,（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。二活塞运动部件的校中 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。新造或大修后的安装中进行校中均是为此目的。营运船舶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。,三、活塞运动部件的失中,活塞运动部件失中是指在柴油机运转过程中，由于磨损等原因引起活塞运动部件与气缸固
18、定件的相对位置不正常的现象，活塞运动部件失中不仅加剧磨损，而且还会产生敲缸、拉缸等事故，使柴油机不能正常运转。通过测量活塞运动部件各配合间隙值来分析、判断活塞在气缸中的状态。为了便于分析，将活塞运动部件失中分为在柴油机左右方向上发生的横向失中和在首尾方向上发生的纵向失中。十字头式柴油机即有横向和纵向失中。,1、横向失中,横向失中一般发生在十字头式柴油机上。原因：由于柴油机的安装质量不佳或运转中的异常造成导板工作面与气缸中心线不平行或距离不符合设计要求；活塞运动部件的滑块工作面与运动部件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（a）正常：活塞分别位于近上、下止点时，活塞运动
19、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。活塞与气缸左、右方向上的间隙相等，滑块与导板的平面间隙符合规定。,图（b）、（c）为活塞在近上、下止点时活塞在气缸中偏左或偏右的极端情况。由于导板工作面与气缸中心线之间距离过大或过小，或滑块工作面与活塞运动部件中心线之间距离过大或过小，造成左、右方向上的间隙相差悬殊。可通过调节导板与机架或滑块与十字头之间的垫片，或采用导板、滑块工作面重浇白合金解决。,图（d）、（e）活塞在气缸中发生倾斜，在近下止点位置时，活塞在气缸中分别偏向一侧。由于导板工作面与气缸中心线或滑块工作面与活塞运动部件中心线不平行所致。可采用分段调节垫片或刮研工作面上白合金，或进厂彻底修理。,2、纵向失中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。1）图a为正常情况2）图b为活塞在气缸中偏靠一侧可能是连杆大端轴承两侧轴向间隙不等或船舶纵倾所致。,
