淺談柴油機(jī)的船上安裝和校中

王輝帥

摘? ? 要：本文較詳細(xì)地介紹了船舶柴油機(jī)吊裝機(jī)艙后的安裝和校中，對業(yè)界具有一定的指導(dǎo)和參考作用。

關(guān)鍵詞：船舶柴油機(jī);開口;偏移;拐檔差

中圖分類號：U664.121 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： This paper introduces the installation and alignment of marine diesel engine after hoisted to engine room.

Key words： Marine diesel engine; GAP; SAG; Deflection

船舶柴油機(jī)作為船舶推進(jìn)系統(tǒng)的主要動力源，確保其安裝質(zhì)量是保證船舶正常運(yùn)營的關(guān)鍵因素。本文主要介紹和分析環(huán)氧澆注前/后柴油機(jī)（整機(jī)安裝）的安裝校中工作。

1? ? 柴油機(jī)安裝校中的準(zhǔn)備工作

（1） 了解并掌握柴油機(jī)安裝的所有設(shè)計(jì)圖樣及產(chǎn)品安裝使用說明書等技術(shù)文件，必須按技術(shù)文件要求進(jìn)行安裝;

（2） 檢查柴油機(jī)外觀是否有缺陷，并檢查管路管口、螺紋接頭、道門及其他平面連接處的清潔和防銹封堵狀態(tài)是否合格;

（3） 檢查所有安裝和測量工具等是否齊全。

2? ?柴油機(jī)的安裝

2.1? 整機(jī)安裝形式

（1） 柴油機(jī)不帶校中螺栓安裝

將柴油機(jī)放置在硬木塊上，木塊的擺放按機(jī)座軸承支撐的位置進(jìn)行;木塊的高度應(yīng)調(diào)整平直盡可能接近最后的垂直位置，既不扭曲也不下垂;柴油機(jī)落座后，應(yīng)在每處油缸中心線和機(jī)座的兩端處放置調(diào)整楔鐵并將木塊移走，在機(jī)座側(cè)板下面的垂直處（或略帶傾斜）放置楔鐵，避免機(jī)座下平面面板彎曲。

（2） 柴油機(jī)帶有調(diào)整螺栓安裝

調(diào)整四角中的三個校中螺栓到計(jì)算好的距離（或50 mm），其余的螺栓調(diào)短1 mm;在落座期間，在柴油機(jī)仍被吊車懸吊大約一半的重量時，將其余的校中螺栓用手把緊。由此，柴油機(jī)在大多數(shù)情況下以初步的下垂被吊起，但由所有校中螺栓支撐其重量。

2.2? 船上安裝

將機(jī)座落下，校中機(jī)座成直線（沒有下垂）并檢查扭曲情況;隨后，根據(jù)柴油機(jī)制造廠提供的裝配圖紙吊裝所有部件，把緊所有螺栓;最后，在校中前側(cè)推塊和端部止推塊應(yīng)焊接結(jié)束。

2.3? 鏈條漲緊

在最后校中期間，必須根據(jù)柴油機(jī)維修說明書中的要求將鏈條漲緊。然而，對于較小的MC及MC-C型柴油機(jī)而言，主鏈條會將曲軸拉向一側(cè)，因此在某些情況下，對低于50MC-C機(jī)型的柴油機(jī)，在校中期間松開鏈條可能會更好些。

2.4? 扭曲測量

（1） 當(dāng)柴油機(jī)整機(jī)安裝時，推薦在最后校中前于干船塢內(nèi)測量柴油機(jī)的扭曲;

（2） 當(dāng)柴油機(jī)以分解的狀態(tài)交付時，推薦在機(jī)架落座前于干船塢內(nèi)在曲軸已安裝就位的情況下檢查機(jī)座的扭曲;

（3） 在正常情況下，扭曲檢查是在主機(jī)機(jī)座上平面凸輪軸側(cè)、在NO.1缸和最后1缸之間進(jìn)行，測量必須在下水之前進(jìn)行，船舶下水后該測量工作很難進(jìn)行;當(dāng)柴油機(jī)在下水后于漂浮中的船上安裝時，在柴油機(jī)落座在其基座之前，必須注意臨時支撐應(yīng)調(diào)平成低于其限制范圍;檢查扭曲后，測量并記錄機(jī)座下平面與機(jī)座面板之間的距離，以確保在之后的對中調(diào)整時能夠平行升、降主機(jī)。

2.5? 安裝程序

（1） 在主機(jī)機(jī)座上平面凸輪軸側(cè)，測量NO.1缸和最后1缸的傾斜度偏差值;

（2） 兩缸結(jié)果的最大差值，允許為0.1 mm/1000 mm。

3? ?柴油機(jī)的初步校中

開始校中前，柴油機(jī)周圍的所有主要焊接工作必須結(jié)束，根據(jù)主機(jī)廠家提供的《推進(jìn)軸系校中計(jì)算書》，進(jìn)行柴油機(jī)與中間軸的校中工作。

（1） 檢查飛輪（曲軸）與中間軸之間的開口和偏移，并在機(jī)座上平面安裝鋼琴線;為獲得令人滿意的機(jī)座撓度，需要將機(jī)座支撐只安裝在機(jī)座四角，尤其是小缸徑和較短的柴油機(jī)（如MAN主機(jī)S26-K/LS50MC/C型及5-6-7缸機(jī)）。但必須注意，僅在校中期間才允許將柴油機(jī)四角支撐，在環(huán)氧澆注期間柴油機(jī)所有缸的下面的支撐必須全部受力。

（2） 檢查機(jī)座撓度：通常選用激光設(shè)備檢驗(yàn)和鋼琴線兩種檢驗(yàn)方法。

① 采用激光設(shè)備測量：其安裝方式如圖1所示。

將激光束和接收器安裝于機(jī)座兩端，打開激光器等待10 nim，調(diào)節(jié)激光束使其射在接收器的靶盤上，將控制單元連接至接收器上并開啟，輸入測量點(diǎn)數(shù)量和距離，記錄測量數(shù)據(jù)。

② 采用鋼琴線工具測量：其安裝方式如圖2所示。

在機(jī)座兩端分別安置鋼琴線工具的組件和鋼琴線托架;布置鋼琴線，在靠近第一道和最后一道主軸承的中心處插入兩個直量塊;利用百分表在每道主軸承的位置測量并記錄數(shù)值，并利用測量數(shù)值繪制圖表，根據(jù)上述測量結(jié)果確定基座下垂是否滿足要求。

4? ? 柴油機(jī)與中間軸的連接

當(dāng)中間軸與主機(jī)飛輪連接法蘭間的開口和偏移以及主機(jī)機(jī)座的撓度滿足要求后，連接飛輪和中間軸，安裝后把緊鉸制螺栓。在多數(shù)情況下，由于負(fù)扭矩對曲軸的作用，通常需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在連接中間軸與主機(jī)飛輪時調(diào)好預(yù)定的開口，以避免中間軸連接完成后再對柴油機(jī)進(jìn)行調(diào)整。

5? ?曲軸拐檔差的檢查

在服務(wù)工況（船舶裝載、柴油機(jī)熱態(tài)）下，拐檔差值應(yīng)盡可能接近于零。由于最后1缸的拐檔差受軸安裝的影響，故中間軸與飛輪連接后應(yīng)測量最后1缸的拐檔差，并與表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對主機(jī)前端（后端）或左右進(jìn)行調(diào)整，使其拐檔差滿足目標(biāo)值，或者調(diào)整中間軸承以獲得更理想的結(jié)果。

6? ?軸頸軸承頂部間隙的檢查

測量最后一個柴油機(jī)主軸承的頂部間隙時，由于空間限制，因此只測量該主軸承前端的間隙。與臺架試驗(yàn)時測量的間隙對比，頂部間隙值通常要小0.05 mm左右。在特殊情況（如在碼頭校中狀態(tài)）下，頂部間隙小0.20 mm是可以接受的;但在服務(wù)工況（裝載或滿吃水）下，所在主軸承的頂部間隙不允許有嚴(yán)重的減小，其中用塞尺測量時，其測量精度不會高于0.05～0.1 mm。

7? ? 軸承負(fù)荷的檢查

（1）準(zhǔn)備工作

將柴油機(jī)軸承頂起之前，應(yīng)先檢查下列工作：

① 柴油機(jī)最后兩個軸承的頂部和底部間隙是否測量確認(rèn)，如果塞尺能夠測量到底部間隙，務(wù)必準(zhǔn)確地測量出該值;

② 最后1缸曲軸臂拐擋差值;

③ 溫度測量：推力軸承溫度、缸套水溫度（冷卻端）、海水溫度、環(huán)境溫度、主機(jī)滑油循環(huán)艙的溫度;

④ 船舶首部和尾部的吃水;

⑤ 推薦使用MAN提供的電子測量記錄表格，使用手機(jī)或電腦直接輸入現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及判斷。

（2）負(fù)荷測量

由于液壓拉伸器的活塞與油缸之間存在摩擦力，因此在相同壓力下頂起區(qū)間的負(fù)荷要比下降區(qū)間的負(fù)荷大，實(shí)際負(fù)荷可取頂起區(qū)間和下降區(qū)間平均值。

由于存在著滯后現(xiàn)象，必須確保在頂起期間測量時壓力穩(wěn)定地增加，下降期間測量時壓力穩(wěn)定地減少。通過液壓拉伸器，使軸頂起直到軸承頂部間隙為零，記錄油壓每上升10 bar～40 bar時的頂升壓力和相應(yīng)的頂升量;接著油泵緩慢降壓，記錄油壓每下降10 bar～40 bar時的壓力和相應(yīng)的下降量，作出壓力與軸垂直位移曲線（按MAN提供的EXCEL軟件，直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理）。

（3）負(fù)荷判斷

① 對于尾管軸承和中間軸承，第1個拐點(diǎn)一般會出現(xiàn)在頂起0.05 mm和0.25 mm之間，其大小隨拉伸器與軸承中心之間的距離而定;

② 對于柴油機(jī)主軸承，第1個拐點(diǎn)會出現(xiàn)在頂起0.03 mm和0.10 mm之間;如果拐點(diǎn)出現(xiàn)在頂起0.15 mm以后，則可以確定所測量的軸承上負(fù)荷為零;

③ 對于柴油機(jī)最后1個主軸承，第1個拐點(diǎn)通常出現(xiàn)在頂起的0.03 mm和0.15 mm之間。如果第1個拐點(diǎn)出現(xiàn)在頂起0.25 mm以后，則可以確定柴油機(jī)倒數(shù)第2個軸承已經(jīng)被頂起，柴油機(jī)最后一個軸承上負(fù)荷為零，因此需重新進(jìn)行柴油機(jī)的調(diào)整，并重新建立起負(fù)荷。

以上判斷方法的精確度很大程度上取決于環(huán)境、數(shù)據(jù)和設(shè)備的質(zhì)量，以及操作者的經(jīng)驗(yàn)。通常，負(fù)荷越大，精確度就越高。對于重負(fù)荷來說，精確度可達(dá)到±15%，這對于大多數(shù)用途來說已經(jīng)足夠了。

由上所述，所有柴油機(jī)負(fù)荷必須按照柴油機(jī)廠家所提供的《推進(jìn)軸系校中計(jì)算書》進(jìn)行。

一般來說，柴油機(jī)主軸承的最小靜態(tài)負(fù)荷是最大靜態(tài)負(fù)荷的5%，最后一個主軸承的最小靜態(tài)負(fù)荷為零。此外，在主機(jī)校中時應(yīng)將最后一個主軸承負(fù)荷調(diào)整到比柴油機(jī)倒數(shù)第二個主軸承負(fù)荷低一點(diǎn)。

在檢查柴油機(jī)軸承負(fù)荷的同時，應(yīng)檢查尾管前軸承和中間軸承。此外，在相同的柴油機(jī)/船舶的工況下，應(yīng)在大約相同的時間檢查曲軸拐檔差和機(jī)座下垂（用鋼琴線檢查）。

如果中間軸承負(fù)荷超出了規(guī)范要求，有必要抬高或降低柴油機(jī);如果柴油機(jī)最后一道軸承的負(fù)荷太高，應(yīng)調(diào)整柴油機(jī)前端（或后端），直到所有軸承的負(fù)荷滿足要求。

8? ?校中檢驗(yàn)（澆注以后及船舶處于漂浮狀態(tài)）

（1） 在環(huán)氧樹脂澆注過程中，柴油機(jī)必須由每個氣缸下的校中螺栓或楔塊支撐，避免機(jī)座下平面變形;

（2） 軸系連接、澆注和緊固底腳螺栓后，復(fù)測如下數(shù)值：

① 曲軸拐檔差;

② 軸頸軸承頂部間隙。

9? ?柴油機(jī)船上校中流程

綜上所述，柴油機(jī)船上校中流程，如圖3所示。

10? 小結(jié)

船舶柴油機(jī)作為船舶主推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分，其安裝質(zhì)量制約船舶運(yùn)行狀態(tài)，要求安裝人員具有較強(qiáng)的柴油機(jī)安裝/校中的專業(yè)知識，并嚴(yán)格按施工工藝施工，保證船舶柴油機(jī)正常調(diào)試運(yùn)行。

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