船舶柴油机与齿轮箱安装工艺

浅谈船舶主机与齿轮箱的安装工艺
摘要
本论文主要描述了船舶柴油机和齿轮箱的安装全过程，主机组与轴系的校中是按照尾轴拉线和轴系安装效验结束时的位置为基准点，顺次的对齿轮箱、主机进行定位。

其校中工作均在船舶下水后船体变形完全恢复后自由状态下进行艏艉偏差不超过一度。

校中时，机舱内无影响测量的振动作业，机座周围无导致影响的热源作业及其它作业由于气候温差会使船体变形，故轴系校中工作要求在不受阳光暴晒、温度急剧变化情况下进行，一般在晚间或阴天进行校中比较合适，以避免船体变形影响轴系中心线的准确性。

关键词：柴油机和齿轮箱安装；安装方法；校中条件；影响因素
Abstract
This thesis mainly describes the Marine diesel engine and gearbox installation process.The main unit and the shaft is according to tail shaft arrows and end shaft installation position of verified for benchmark, the order of gear box, host positioning. The alginment staff are in water in ship hull deformation fully recover after free time after no more than once fore stern deviation.Alginment when the cabin is no affect the measurement vibration homework,engine base without cause influence around the heat source assignments and other assignments due to climate temperature difference makes hull shaft deformation, therefore work requirements in the alginment in from the sun, temperature changes dramatically, generally in the night or cloudy for launching more appropriate, to avoid the hull shaft centerline of deformation of accuracy.
目录
1 前言 (1)
2 主机、齿轮箱基座的安装 (2)
2﹒1对船体安装进度要求 (2)
2﹒2基座位置及形状的校验 (2)
2﹒3对船体基座的要求 (2)
2﹒4基座的螺栓孔位置确定 (2)
2﹒5基座钻孔的要求 (2)
3 齿轮箱和主机的校正方法 (3)
3﹒1用两个投射仪校正 (3)
3﹒2用一个投射仪校正 (3)
3﹒3用拉线法校中 (3)
3﹒4按连接法兰上的偏移和曲折校中 (3)
4 主机、齿轮箱垫块及配制 (4)
4﹒1矩形垫片厚度尺寸的测定 (4)
4﹒2垫片刮配 (4)
4﹒3双联圆形斜面垫片的配置 (4)
4﹒4螺纹可调节球面垫片 (4)
4﹒5橡皮减震器垫 (4)
4﹒6环氧树脂垫片 (4)
4﹒7垫片的技术要求参数 (4)
5 螺栓的配制及固定 (5)
5﹒1铰制螺栓孔的加工装配要求 (5)
5﹒2需要报检的事项 (5)
5﹒3紧配螺栓的安装 (5)
6 总结 (6)
1 前言
众所周知，柴油机和齿轮箱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，并直接影响它们的可靠性与经济性。

总的要求是使主机曲轴的轴心线，齿轮箱的轴心线平行于轴系的中心线或轴系中心线的延长线上。

由于轴系安装方法不同就出现了两种安装顺序即从“艉轴到中间轴；再从齿轮箱到主机”和“从艉轴到齿轮箱；再从主机到中间轴”两种情况。

第一中情况只要顺次连接主机的位置就确定了，而第二种情况，中间轴长度要现配，否则连接不上。

各法兰处的偏移与曲折应符合轴系安装技术要求表中的规定值，需测量曲轴拐挡差的，其允许值应在活塞行程的0.01%以内或符合柴油机说明书要求。

2 主机、齿轮箱基座的安装
2.1对船体安装进度要求
（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。

2.2基座位置及形状的校验
在确定的轴系理论中线情况下，可紧接着在所拉的钢丝线用来校验基座的左、右位置，并在基座平面画出左、右中分线。

（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：偏移值应小于或等于0.10mm、曲折值小于或等于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。

2.3对船体基座的要求
安装主机及齿轮箱的船体机座应按图施工,有条件的应进行整体机械加工,加工面光洁度应达到标准要求。

船体机座面板不允许内倾,外倾斜度应在1:200以内。

船体机座纵向平面的不平行度,长度2m以内的<2mm,长度>2m的<4mm.
2．4基座的螺栓孔位置确定
以尾轴联轴器法兰与齿轮箱输出法兰连接口位置作基准，依次在基座面板划出齿轮箱和主机的螺栓孔位置，并用从实物主机和齿轮箱基座上复制的样板孔进行校核
2.5基座钻孔的要求
对基座面板上已确认的齿轮箱、主机机座螺栓孔可以钻孔，对铰孔螺栓孔要留有2—4㎜余量。

若螺栓孔与基座下肘板相碰，需通知技术部门，由技术部门提供详细的修改方案。

螺栓孔的下平面要永刮刀修刮平整。

3 齿轮箱和主机的校正方法
主机和齿轮箱的校中(定位)就是按轴系中心线调整好它们在机舱中的位置,使安装好的主机和齿轮箱轴心线与轴系中心线同轴或平行(轴系通过减速器与柴油机连接),这是安装中最主要的工作.
主机和齿轮箱的校中方法与轴系安装工作有密切关系,主要有两种方法:在先安装主机﹑齿轮箱后安装轴系时,则以轴系理论中心线校中;在先安装轴系后安装主机﹑齿轮箱时,则以连接法兰的偏移和曲折值校中.
主机或减速器坐落在木垫以前,按第一中间法兰或所划的中心线和螺栓轴心线将其大致位置摆对,然后用调位工具调整主机或减速器作前后左右移动,使其左右高度一致,相差在2mm以内算合适.当船体没有横倾或在横倾允许的范围内,可用连通管水平仪将机座左右高度调的一致.在一般情况下或船的横倾超过规定时,是以机座上平面为基准,用钢直尺测量机座左右高度并调到一致,调整好后拆除木垫块,用斜铁临时垫好,经初校后即可进行它们的校中工作.其所用的调位螺钉,对于大中型因重量较大,一般采用楔一螺纹千斤顶,有时也可采用液压千斤顶。

3.1用两个投射仪校正
校中时,先将投射仪用夹具分别装在柴油机前后法兰上,校中前,首先调节仪器在法兰上的位置,使投射到规定截面上的十字线中心在曲轴轴心线的延长线上,这样两个仪器投射到规定截面上的十字中心线就代表曲轴轴心线的位置.两个规定截面一般指机舱前后隔舱壁或根据船体放样图可校中用的柴油机前.后处所设置的光靶调节仪器位置的方法如下:在规定的两截面上各贴一张白纸,将投射仪投射在白纸上的十字线1及其中心A划下来,然后将曲轴转180·,如仪器十字线中心不处在曲轴轴心线的延长线上,这时所投射的十字线2与转动前的十字线1不重合,记下十字线2的中心B,连接A.B,并平分得C点,用夹具上的调节螺钉5和6调节仪器的位置,使所投射的十字线中心与C重合,再将曲轴转180·,如这时的仪器投射的十字线离开了C点,用上述方法再进行调节,直至曲轴转180·前后仪器投射的十字线中心重合在一点上,该点必在曲轴的延长线上,用夹具上的螺栓7将仪器的位置固定下来,然后再转动曲轴,检查仪器位置有无转动,检查无误后,即可根据划在机舱壁上的十字中心线(或供主机定位前后光靶中心)进行校中，利用调位工具调整柴油机机座的位置,使两个投射仪的十字线中心与两规定截面上轴系理论中心线的基准点十字线中心相重合，即光靶十字线中心重合,或不重合数值在规定范围内.
3.2 用一个投射仪校正
减速器定位系从尾轴向首端进行时,则校中以第一跟中间轴法兰作为安装基准,以大齿轮功率输出端法兰与第一跟中间轴法兰用指针找正,也可以采用工艺
假轴代替大齿轮来找正.找正必须达到外圆位移偏差值不超过0.05mm,曲折Φ值不超过0.08mm/m。

将投射仪用夹具装在减速器输出轴首端.在校中前,先调整仪器位置,使仪器主光轴穿过减速器空心轴并与减速器输出轴轴心线重合,调节方法如下:在供校中用的两个规定截面轴系理论中心线基准点位置上分别装设两块薄铝板制的对光靶.其中一块铝直径为20mm的孔,一般将带孔的对光靶安放在机舱后隔舱壁处，另一块对光靶安放在船尾人字架后面的肋位处或尾隔舱壁上，亦可放在人字架轴壳孔前端面上，将仪器的十字线投射到两块光靶上（仪器的光轴穿过第一块光靶孔则可投射到第二块光靶上），先后调节两光靶的十字线中心的位置，使之与仪器投射来的十字线中心重合（调节后一个光靶时，将前面的一个光靶的靶心取下，下同，然后将减速器输出轴转180·），由于此时仪器的主光轴一般不与减速器输出轴的中心线重合。

故当转动180·后，仪器投射出来的十字中心与两个光靶的十字中心线是不会重合的，分别记下光靶十字线中心与仪器十字线中心在水平方向和垂直方向上的偏差值，调整仪器的位置，使仪器十字线中心落在第一块光靶（距仪器近的那个光靶）上偏差值一半的位置上，再调节仪器的位置，使仪器十字线中心线落于第二块光靶上偏差值一半的位置上，接着按这时仪器的主光轴，分别调整两个光靶，使两个光靶的十字中心再与仪器十字线中心重合，然后将减速器输出轴再转180·。

若两个光靶的十字线中心与仪器十字线中心仍重合或偏差不超过表1的数值，则认为仪器位置已调好，仪器的主光轴可以代表减速器输出轴的中心线。

若偏差过大，按上述方法继续调节仪器的位置，直至符合规定为止，仪器调好后，即可进行校中工作，将两个光靶的十字线中心调到已确定的轴系理论中心线上，然后调节减速器的位置，投射仪的十字线中心与两光靶的十字线中心都重合（或在偏差范围内）校中即告完毕。

下表则是仪器与光靶距离与允许偏差的对应数表。

3.3 用拉线法校中
对于某些重型低速柴油机，当只能将其拆散重新上船吊装时，先将机座吊入机舱，利用机座上的螺栓孔，用四跟导滑杆引导，两侧用油压千斤顶调整机座高低和左右位置，方法如下：在机座前后竖放两个拉线架，并在确定轴系理论中线时在该两拉线架上划出十字线及检验圆线（应考虑钢丝下垂的影响）然后拉出一钢丝短线，拉线时按检验圆线调整钢丝位置，使钢丝与此两检验圆同轴，则短钢丝既代表曲轴轴心线又代表轴系理论中心线，以它作为机座调整的依据，求出钢丝在首，尾轴承座孔处的下垂量机座首尾轴承座孔处沿垂直和水平方向测量轴承座孔与钢丝间的距离。

3.4按连接法兰上的偏移和曲折校中
它是以安装好轴系推力轴或第一跟中间轴的前法兰为基准，用直尺和塞尺或两对指针根据它与主柴油机输出轴相连接法兰上的偏移和曲折来校中的。

4 主机、齿轮箱垫块及配制
4﹒1 矩形垫片厚度尺寸的测定
在基座固定垫板的四个角上，量出机座支撑脚下平面间的四个尺寸即为矩形垫片四个角的厚度尺寸，测量用内卡钳或内千分尺（此时测量高度须大于25mm）将量得的尺寸加0.10~0.20mm的刮磨余量作为垫片的精加工尺寸，由于垫片数量多，且垫片四个角的厚度尺寸一般是不相等的，应将它们的编号，准确记录相应的数据，以免弄错。

4﹒2 垫片刮配
垫片在测量厚度尺寸以后，通常先在车间进行加工，留有余量，再到船上现场刮配，刮配垫片主要是刮磨它的上平面，使其与机座支撑下平面紧密配合垫片的下平面已经过精加工，固定垫板之上平面进以小平板为准刮磨合格。

故这两个平面一般无需再刮磨，由于垫片有刮磨余量，可以将其推入机座与固定垫板之间（薄的一面朝里）时，头几次试肯定不能到位的，经刮磨到位后，用染色油检查时每25×25mm2应有2~3个色斑，并且接触面四周用0.05 mm塞尺插不进，局部（少于两处）允许插进，但插进深度不得超过30mm，宽度不得超过30~50mm，刮磨才算合格。

4﹒3双联圆形斜面垫片的配置
它油上下两块垫片组成，其结合面为斜面，斜度一般做成 1 ：20，垫片直径一般为80~150mm上快直径比下块小10~20mm安装时相对转动上块与下块。

可调整垫片下平面斜度，以适应机座支撑下平面对基座上平面的倾斜。

将上下块轴心线作适当相对移动（以上下块的边缘相垂为限），可少量调整垫片的总厚度垫片是预先做好的，仅上块的上平面留加工余量。

待测出螺孔处机座支撑脚下平面与基座上平面的距离H后，准确的加工上快厚度，即可进行安装。

安装垫片时凭摇动上块时手的感觉以决定上块与机座支撑脚下平面空隙位置，或用塞尺测上快与机座支撑脚的空隙位置决定上下相对转动的方向，最后要求达到垫片上下平面与支撑脚和机座面贴合，用0.05mm塞尺沿圆周接合面插不进，局部允许插进30mm，插进范围不能超过30mm。

垫片安装前上下快平面应用平锉将毛刺锉去，安装，检验合格后，用点焊将上下块固定在基座上，以防移动3)
4﹒4螺纹可调节球面垫片
它由上块，下块和座圈组成，上下块的结合面是球面，安装时利用球面调节上块平面的斜度，下快与座圈用螺纹连接，可在较大范围内（6~8mm）调节垫片的厚度，座圈上有止动螺钉，将调好了的垫片高度定下来。

安装后用0.05mm塞尺在上块平面和座圈下平面四周进行效验，要求插不进宽度不得超过30mm，这种垫片是预先制造的，安装只需要按高度范围选用，由于球面及螺纹配合要求高，制作麻烦，故应用不广。

4﹒5橡皮减震器垫
一些高速主柴油机的船舶为了减少船体的振动和吸收主机发出的噪音，往往将主机安装在橡皮减震器垫上，减震器的下板利用螺栓与减震器的上板相连接。

主机在减震器上安装过程大致如下：
（1）在主机按轴系中心线校中以后，将减震器固定在基座上，减震器下板上的螺栓孔在基座上划出螺栓孔线，然后将主机吊开
（此时从机座下取下减震器）
（2）在基座上钻螺栓孔，并将减震器固定在基座上，减震器下板与基座支撑面应紧密贴合，要求其间0.1mm塞尺插不进，在局部
地方允许有0.2mm的间隙，但其总长度不应超过减震器周长的
35%。

（3）在减震器上板放置木垫板，再将主机安置在此木垫板上，用主机调位工具支撑主机，然后拿开木垫板，进行主机的校中工作。

（4）量取机座支撑下平面与减震器上板的间距，根据测量的尺寸配制矩形垫片，（考虑减震器弹性变形的数值）在安装垫片时，
为了便于安装，利用顶压螺栓见主机从减震器上略为升高一
点，将垫片安放在规定的地方，其后将主机下降到垫片上并用
螺栓将其紧固在减震器上，检查机座支撑脚下平面与垫片以及
垫片与减震器上板的贴合程度其要求同上。

4﹒6环氧树脂垫片
用环氧树脂垫片，比金属垫片可省去费时费力的机械加工和刮磨外，还具有减震和吸收噪音的作用，它是在现场作模子（三面为海棉橡胶，一面为钢条所围
成）灌注而成，但在浇灌环氧时机舱内要禁止有明火作业。

4﹒7垫片的技术要求参数
机械与底座的金属垫片为整块或斜面可调拂垫片，由2~3块组成，其总厚度在20~75mm之间。

单块钢垫片厚度不小于16mm。

在25×25mm2接触面内点接触不得少于3个，松开时用0.05mm的塞尺插不进。

当用环氧树脂粘合时，接触点25×25mm2为1点。

5 螺栓的配制及固定
5﹒1铰制螺栓孔的加工装配要求
1.螺栓表面光洁度应达1.6 椭圆度<0.01 不柱度 < 0.02；
2.螺孔的表面光洁度应达1.6 椭圆度<0.01 不柱度 < 0.02；
3.螺孔与螺栓的配合精度为H7/K6，装配时用铜锤轻轻敲入。

接触面积不
小于6%，并分布均匀。

4.螺栓紧固后，用0.05mm的塞尺检查，螺栓头部和螺母接触平面应插不
进。

5﹒2需要报检的事项
钻孔和铰孔的情况应进行报验，特殊螺栓的制作及其尺寸、冷冻螺栓的安装
全过程都要在船检和船东的观察下。

5﹒3紧配螺栓的安装
紧配螺栓安装必须先行提交验收，应用冷冻安装工艺将合格的紧配螺栓分别连接柴油机和齿轮箱，安装前应把螺栓放进液氮中至少30分钟以上。

四十八小时后，用扳手拧紧螺帽，螺母支撑面与法兰平面应紧密接触，接触面75％周长上应插不进0.05㎜塞尺。

6 总结
总之,柴油机和齿轮箱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。

因此，在安装过程之中我们一定要确保每一个步骤的合理准确性，使其控制在一定的范围内，这样才能保证他们的正常工作寿命，更加是拥有足够的工作稳定性，不会在运转时出现危险状况，减少了磨擦损耗保证了能量的充分利用。

因此，我们在安装时一定要细心，并始终保持一份责任心。

这样才能使安装工艺达到理想状态。

参考文献
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致谢
本人承…老师悉心指导,在论文选题、资料搜集及撰写等各个方面均得到倪老师的大力襄助，最终得以顺利完成此文，内心十分感激。

国内其他学者的研究成果，也对本文的写作有很大的帮助，在此一并表示感谢！。