毕业设计（论文）-主机（柴油机）的装配与主机装船工艺.doc

威海职业学院毕业设计任务书 系部 船舶工程系 专业 船机制造与维修 年级 2012级 班级 一班 指导教师 仇善波 职称 教务处编印摘要 本论文主要论述了主机（柴油机）的装配与主机装船工艺。在装配设计过程中包括零件的准备、部件装配、总装配等阶段工作。他们是按照一定先后顺序进行的。装配工艺顺序和装配技术的正确合理对保证柴油机的可靠性、经济性和使用寿命是极其重要的，即装配工艺过程对柴油机的质量起到了决定性的作用。柴油机部件的装配包括机座定位、主轴承和曲轴的装配、机架的装配、汽缸体的定位装配、机体上贯穿螺栓的装配设计等。这些部件的装配工艺的好坏直接影响整个柴油机的的工作性能。因此，在进行部件装配和装船设计时要严格按照技术规范施工。 前言 船舶主机作为船舶动力装置。它的优点显著，有着无可比拟的优越性。它是船舶的心脏，以推进船舶航行。 由于船舶主机在船舶中的作用，使其显现的尤为重要。本文主要论述了船舶主机的装配及安装工艺中操作步骤、方法和主要问题。在本文的开始就对传船舶主机装配过程进行介绍，在随后的章节里，阐述了柴油机的各个部件独自的装配工艺，使它能更高优化船舶，提高主机推进能力。按此详细的船舶主机装配与安装设计方案，能高效的完成对柴油机的总装配。从而试车及柴油机在船上的定位于固定。目录摘要 2前言 3目录 4 一、船舶主机装配 5 1、装配过程5 2、基座、主轴承和曲轴的装配6 3、机体的装配7 4、活塞连杆的装配85、汽缸盖和配气机构的装配9二、柴油机总装 101、机座安装及三大件定位102、曲轴、推力轴承和盘车机安装113、缸盖总成、排气总管及增压器安装13 三、船舶柴油机装船工艺 14 1、主机安装前的技术要求14 2、主机在船上安装14 3、主机装船工艺实例16四、结论与展望 五、致谢 六、参考文献 1、 筒形活塞柴油机装配工艺1.1装配过程 柴油机的装配过程包括零件的准备、部件装配、总装配、调整和实验等阶段的工作。他们是按照一定的先后次序进行的。 装配工艺顺序和装配技术要求正确合理，是保证柴油机的可靠性、经济性和使用寿命的一个极其重要的问题。装配技术要求是柴油机设计性能要求及其技术范围提出的，而柴油机的装配工艺顺序则应根据不同机型来拟定。筒形活塞直列式船用柴油机，装配过程的大致顺序如图1-1所示 筒形活塞柴油机装配顺序 主轴承修正 基座的安装 曲轴的装配 曲轴齿轮的装配 汽缸套的装配 机体的装配 活塞与连杆装配 运动部件装配 活塞环装配 活塞销轴承压入 气门研磨装配 汽缸盖装配 喷油器装配 进气管装配 启动阀安全阀装配 摇臂机构装配空气分配器及管路的装配 凸轮轴装配 凸轮装配 前后传动系零件装配 水泵、滑油泵、燃油泵及管路、滤清器的装配 喷油泵实验调整 喷油泵装配（包括调速器） 调速器实验调整 高压油管装配 启动系零件装配 柴油机的调整 附件仪表装配 柴油机实验上述装配工作是在车间装配台上进行的，装配工作分为部装和总装两个阶段。机器装配好后进行调试和实验，然后再吊运到船上安装。1.2机座、主轴承和曲轴的装配1、 机座的安装 对于铸造的机座，其不加工的内表面必须清理干净，最好用喷砂方法清理，使铸造残砂能全部清理干净。 对于整体式及组合式机座，液压试验后，在装配前，其内部表面必须涂上防锈漆。 机座在车间装配台或实验台上安装，应通过调整机座下平面的金属垫片使其处于水平状态。机座螺栓均匀地拧紧后，机座平面的平面度误差在每米长度内不得大于0.05mm。但在全平面内其平面度误差应不大于0.20mm。2、 主轴承和曲轴的装配 在机座上装配主轴承和曲轴，是柴油机装配过程中极其重要的一道工序。因为曲轴是装配其他运动部件的基础，曲轴装配的正确与否，对活塞连杆部件的位置有直接的影响；同时曲轴又是一个非常重要的零件，受力情况复杂，如果达不到装配技术要求，就会影响其它使用寿命。例如，曲轴轴线在装配后若挠曲过大，则运转时产生很大的附加弯曲应力，导致出现裂痕甚至有折断的危险。 曲轴的正确轴线位置，是依靠各轴承的正确安装来达到的。所以曲轴装配工艺实际上包括主轴承在机座上的装配和曲轴在主轴承上的装配等工作。1.3机体的装配 曲轴在机座主轴承上装配好后，即可进行机体的装配。对于筒形活塞柴油机，机体装配的技术要求是： （1）机体气缸轴线与曲轴轴线应垂直，其垂直度误差没米长度应不大于0.15mm； （2）各气缸轴线应与曲轴轴线相交，其对称度误差应不大于2mm； （3）各气缸轴线与对应的两曲轴臂对称； （4）机体下平面与机座上平面之结合面应紧密接触，用0.050.10mm厚的塞尺检查时，一般不应插进。 上述技术要求的提出，主要是为了保证活塞连杆机构、曲轴等运动部件与气缸之间能有正确的相互位置，以达到机器的正常运转要求。例如，技术要求中如果（1）项不能达到，则活塞在汽缸中必然倾斜，影响活塞环与气缸套的使用寿命，甚至影响机器正常工作。技术要求中（4）项是为了使机体拧紧螺栓后不至于产生过大的变形，同时使结合面之间不至于漏出润滑油。 上述技术要求主要是靠机体本身的制造精度来保证的。例如，机座主轴承座孔镗孔加工时是采用主轴承开档面为定位基准的，而镗机体汽缸孔时是采用机体两端的主轴承孔开档面为定位基准的。在装配机体时，只要用上两者开档面的中心平面为基准来校准机体与机座的横向相对位置，就能方便的保证达到装配技术要求。其纵向位置可采用机体与机座的中线为基准来校准。并且在二者合体后铣削正时齿轮端的平面。1.4活塞连杆的装配 当机体部件在机座上总装好后，即可将活塞连杆部件装入汽缸套孔中，对运动部件进行校中后，再将曲轴曲柄销装妥。 活塞连杆部件的装配是柴油机装配中比较关键的一道工序，其质量好坏直接影响柴油机的正常运转。 活塞连杆的装配过程，包括在平台上装配活塞连杆和活塞连杆装入汽缸的校中两部分工作。1、 活塞连杆在平台上的装配 在平台上装配活塞连杆部件包括连杆杆身与小端衬套和大端轴承的装配、活塞销轴承与活塞销座孔的装配、活塞销活塞连杆连成一个整体部件等工作。2、 活塞校中 当活塞连杆部件装配合格后，即可将其装入气缸。然后，进行活塞连杆运动部件在气缸内的校中工作。其校中工艺如下。 （1）将活塞转至上止点位置，用塞尺插入活塞与气缸之间，检查两者之间的装配间隙，应在柴油机纵向和横向相互垂直的四个部位上测量，并在活塞顶部和裙部两处进行，根据测量结果，便能确定活塞在上止点位置时活塞连杆部件在气缸内是否对中。 （2）将活塞转至下止点位置，重复上述的检查内容，根据测量结果，便能确定活塞在下止点位置时活塞连杆部件在气缸内是否对中。3、 活塞连杆部件的安装 （1）初步检查调整压缩室高度。 （2）装入活塞环。 （3）测量连杆螺栓的装配原始长度。 （4）检查曲轴的臂距差。 （5）为了保证运动部件装配可靠和牢固，应作最后检查，并将连杆螺栓的制动垫圈、开口销或止动螺钉等防松零件装妥，以免机器运转时发生意外事故。1.5汽缸盖和配气机构的装配1、 汽缸盖装配 汽缸盖装配包括部件装配（即在气缸盖上装配气门机构、喷油器及摇臂机构等）以及汽缸盖装到机体上两部分工作。 在汽缸盖部件装配时，必须经液压试验合格后，再在其上装配气门及其他部件。1. 汽缸盖部件装配 气门机构装配时，气门导管与导管孔的配合应按H7/js6；而气门阀壳外圆与座孔的配合应按H9/f9；气门杆与导管内孔的配合应按F8/h6。 气门杆与导管内孔的装配间隙不宜过大或过小。间隙过大导致气门及气门座面磨损加剧；间隙过小将影响气门的正常工作，严重时甚至出现气门杆咬死现象。因此，在装配气门杆时必须进行选配。2. 汽缸盖装到机体上 汽缸盖部件装配好后，即可将其装配到机体上。汽缸盖的装配比较简单，装配的主要技术要求时：汽缸盖装上机体后应保证压缩室高度符合设计要求，否则将直接影响到柴油机的压缩比；汽缸盖与机体上面的结合面之间应保持良好的气密性。2、 配气机构的装配 配气机构的装配包括气门、凸轮轴、顶头和推杆、摇臂等机构的装配。下面着重介绍凸轮轴的装配工作。 凸轮轴装配的主要技术要求是： （1）凸轮轴的轴线应与曲轴轴线平行，以保证传动齿轮的正确啮合和凸轮工作的面的正常工作，其平行度误差通常每米不大于0.100.20mm； （2）凸轮轴轴颈与轴承内孔的配合可按H7/f7。 凸轮轴装好后，便可装配配气机构的其他零件，配气机构装好后，应检查和调整配气机构的正时时刻。2、 柴油机总装2.1机座安装及三大件定位1、 机座安装 机座安装前，要对试车台公共底座进行布置，并检查其平面度是否符合要求。 当机座吊上台架后，经初步定位，并确定好固定位置然后进行以下测量检查工作 在拧紧机座底脚螺栓之前，检查机座下平面与平台之间的结合状态，同时检查基座平面直线度偏差。前者的检查方法是用塞尺沿着机座四周进行测量并作好记录。如果机座下平面与平台之间有超过0.05mm的缝隙，或上平面有局部挠曲，则应在下平面与平台之间点塞垫片，垫片厚度以不至造成机座变形为限 在垫片垫妥之后，就必须拧紧地脚螺栓，这时可对基座上平面进行直线度偏差的测量检查工作。二、 三大件定位 机座、机架、汽缸体是大型低速机的三大固定件，在机座上平面校正水平达到要求后，这三个部件要经过相互定位，并作必要的调整和休整后，方可进入下一步的总装。 横向定位时必须保证机架的导板安装面中心线与机座主轴承孔中心线重合。 纵向定位往往要求机架的自由端与机座的自由端两个端面在同一平面内。 由于现代加工技术水平的提高，整体机架加工精度已经相当高的程度，实际安装时只需要纵横向各选取一个基准面，保证机座与机架基准面之间的位置精度，就可以满足它们的定位精度要求。 与机体定位一样，目前汽缸体一般用基准面定位。纵横个选取一个基准面，只需保证机架与汽缸体基准面之间的位置精度即可。2.2曲轴、推力轴承和盘车机安装1、 曲轴安装 曲轴安装的技术要求 （1）曲轴主轴颈与主轴承瓦应均匀接触、紧密贴合。 （2）曲轴装妥后，各主轴颈的径向跳动量不得超过规定的数值。 （3）曲轴装妥后，在0，90，180，270四个位置上测量出每个曲柄臂距离差值，应符合规定要求。 （4）曲轴装妥后，应做桥规测量并记录。 （5）主轴颈与主轴承之间的轴向间隙，应符合柴油机说明书规定的数值。 （6）主轴颈与主轴承之间的轴向间隙应符合规定。 曲轴安装过程 （1）曲轴着色检查 （2）轴向减震器定位 （3）曲轴定位安装2、 推力轴承和盘车机安装1. 推力轴承安装 （1）纵向调整曲轴，使各档曲轴处于机座中心位置，同时检查曲轴上推力环与壳体的相对位置，若不符则应调整 （2）测量机座推力座面至曲轴推力环工作面距离 （3）根据机型确定推力块厚度 （4）将加工好的推力块装入机座推力档内2. 盘车机安装曲轴轴向定位及推力轴承安装完成后，可进行轴向减震器 刮油环 盘车机等的安装。盘车机安装时，应检查盘车齿轮与飞轮齿轮啮合精度，齿顶隙和齿测隙应满足技术要求，并用色油检查齿轮接触情况，啮合面色点分不应均匀，在宽度方面齿轮应基本同心。2.3缸盖总成、排气总管及增压器安装1、 缸盖总成安装 汽缸盖部件装配好后，即可将其安装到缸体上。气缸盖的装配比较简单，装配的主要技术要求是：汽缸盖装上缸体后应保证压缩室高度符合设计要求，否则将直接影响柴油机的压缩比；汽缸盖与汽缸盖体上面的结合面之间应保持良好的气密性。 必须注意的是，拧紧汽缸盖螺母时，螺母所需的拧紧程度，应该符合柴油机技术文件中规定的扭矩要求。2、 排气总管及增压器安装 缸盖总成安装好后，即可安装排气总管和增压器。排气管进口通过膨胀接头与缸盖上的排气阀相连，而排气管出口通过膨胀接头与增压器进口相接。膨胀接头安装时要注意气流流向，不要装反，否则会增大柴油机排气阻力，降低柴油机工作效率，并减少膨胀接头的使用寿命。三、船舶柴油机装船工艺一 主机安装前的技术要求 柴油机的安装施工，根据船厂所采用的设备，可以在船台上或船下水后进行。不论选用何种方法，主机安装之前均对船舶其他工程有如下基本要求（1）、 以柴油机作为主机的船舶推进动力装置，它是通过轴系将其动力和扭矩传递给螺旋桨，所以主机安装应与轴系安装工程的工艺与施工要求一起考虑（2）、 在广泛应用单元组装和预装工艺等新技术条件下，要求主机吊装入船舶机舱之前，无论是整体还是分体安装，机舱内各主要设备或辅机机组单元都应已定位妥当，轴系区域主要的辅机机座以装配焊接完毕（3）、主机吊装就位之前,要求船体施工自机舱的前后水密个舱壁及自船低至机舱顶部和舱室等所有焊接与火工校正工作都应完工，机舱及临近的部位双层低 油舱 水舱等密性实验全部结束（4）、 船体垫墩侧支撑合理并牢固可靠，船体基线符合规定的要求,并提供船体基线的测量数据，而且要在工作中定期检查基线的变化 二 主机在船上安装包括以下几个方面(一) 主机安装底座的检验与加工对于中小型柴油机,通常带有凸出的油底壳，因此在双层底上，还需要焊接一个由型钢和钢板组合起来的金属构件，对于大型低速柴油机，没有单独的基座。实际上机舱双层底是由加厚钢板焊接而成，主机的机座就落位在此加厚的钢板上(1) 机座位置的确定机座的轴线位置实际上在确定轴系理论中线时，即已确定.而侧向位置,则可根据中线拉钢丝线来确定(2) 基座上平面加工和钻孔为了使固定垫片与加强板或底座能紧密贴合，加强板或底座上平面安装固定垫片的位置要进行加工，对于大型低速柴油机，由于底座螺栓孔不用紧配螺栓，一般可用钻或者气割方法加工.对于中小型柴油机，由于螺栓孔径不大，还有部分采用紧配螺栓，一般要求钻扩绞螺栓孔(2) 主机定位主机的定位就是要调准主机曲轴轴线与轴系中线同轴或平行.这是主机安装中最主要的工作。通常有以下方法(1) 根据轴系法兰定位以安装好的轴系推力轴或第一根中间轴的前法兰为准,用直尺和塞尺或两对指针，根据它与主机输出端相连法兰上偏移和曲折值来进行较中(2) 按轴系理论中线校中按轴系理中线校中，适用于主机的定位在轴系校中之前,在生产中,此法没有得到广泛的使用,只有特定条件下应用。按轴系理论中线校中,主机首先要根据图纸,调准轴向位置,然后可用，光学仪器法 拉线法校中主机(3) 主机的固定主机定位后,在机座和底座之间配制活动垫片,而且用螺栓拧紧。对于大型柴油机还要侧向和轴向定位垫块。这些垫块均要研磨,各配合面之间不准许插入0.05mm的塞尺，最后全部用螺栓拧紧，对于中小型主机，则要铰螺栓孔，并配紧配螺栓，拧紧全部螺栓后，要检查曲轴臂距差值应在规定的允许范围内（1） 矩形垫片无论大型主机，还是中小型主机以采用矩形垫片最多，矩形垫片由铸铁制造，两平面经机械加工并留有0.1-0.2mm的研磨余量。垫片的厚度一般为16-75mm（2） 树脂垫片矩形金属垫片，在可靠性上是无可置疑的，但是研磨垫片费时且劳动强度大，因此近几年来一些船厂采用了树脂垫片，加快了主机的安装速度，这是一项较为先进的工艺3、主机装船工艺实例柴油机整体安装工艺（1）、以该船的主机轴系安装图为依据，确定出主机中心线的位置，找出主机在机舱的助位。并按主机机座垫片和固定螺栓，画出和固定主机基座上固定垫片，待修磨交验。（2）、按图2-20配置主机定位用的支架，并现场定位焊接。（3）、根据该船轴系定位时所得到主机曲轴中心的高度，估算出调整垫片的厚度。（4）、按调整垫片的厚度来选配楔形垫片并分别置于柴油机各主轴承的横梁上。（5）、整台柴油机吊装至船前时，应将船舶吃水调整成水平状态，要求左右舷的吃水线基本相等。（6）、在主机基面上划线作出主机的前后与左右位置的明显标志，以便主机能吊放至大致规定的位置。并准备妥水平方向顶升的千斤顶。（7）、主机坐落在机座时，应确保机座下面各楔形垫铁的受力基本要均匀，以防机座平面产生变形。以上受力可调整楔形垫铁高低厚度。（8）、在机座的首尾、左右位置的支架处，要用支撑螺栓或千斤顶将机座支撑住，以防止主机因船体晃动而造成滑移现象。（9）、除卸主机的吊运工具。装复汽缸盖，并按柴油机使用说明书的规定液压，用拉紧工具上紧全部汽缸盖螺栓。（10）、主机按轴系校中计算安装工艺图及相关文件要求，进行主机与轴系连接前的校中工作。在校中前，要求与主机输出端法兰连接的推力轴均已装妥，并确认可作为主机定位的依据。校中时应确认船体无任何搁浅现象。（11）、调整主机的位置，使其输出端法兰及其相连接推力轴或中间轴法兰之间的位移值和曲折值应符合轴系校中计算的工艺要求。（