邢文成的毕业设计.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2009级班级三班姓名邢文成学号20091402101指导教师贾化昇 王伟职称工程师教 务 处 编 印毕业设计指导须知一、 毕业设计是专业教学计划的一个重要的实践教学环节，是学生毕业前进行综合训练和模拟从业训练的重要实践性教学环节，是高职教育培养高技能适应性人才的基本要求，是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验，是衡量高职教育和办学效益的重要评价内容。毕业设计的目的是培养学生综合应用所学知识和相应技能，解决问题的本领。毕业设计应坚持校企合作，贯彻以“生产性实训”为特征的工学结合的人才培养理念，以能力培养为主线，培养学生的创新能力、就业能力和综合能力等。毕业设计的选题注重科学性、创造性、针对性、应用性和实践性。二、 毕业设计应包括教学目的、选题、调查、撰文（目录前言正文结论答谢参考目录附录等）、指导、答辩、评语等活动。三、 指导教师具有讲师以上或相应职称的相关专业人员，且专业对口。经系、教务处审查同意后，方能指导学生进行毕业设计。指导过程中，指导教师加强对学生的思想教育工作，培养学生的严谨、勤奋、求实、创新的学风。抓好关键环节的指导，既不包办代替，也不要放任自流。要按照进度计划，加强对学生各个阶段设计完成情况的登记、提问。要求每位学生以热情好学、求实创新的态度参加毕业设计每个环节，综合运用所学知识解决实际问题，获取新知识，提高独立工作能力，在完成学习任务的同时，创造出良好的设计成果。四、学生应以严肃认真、实事求是的态度按期完成任务书中规定的项目；能熟练地综合运用所学理论和专业知识，有结合实际的具体项目设计或对某具体课题进行有独立见解的论证，并有一定的技术含量。根据指导教师给定的课题，独立思考。自己动手，不得抄袭或找人代笔。毕业设计要做到内容完整，结构严谨合理，分析处理科学；文字顺畅，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，符合国家有关标准和部颁标准，图纸、图表完备、整洁、清晰、正确；论文结果有应用价值。在规定时间内完成。五、答辩委员会成员应由具备讲师以上职称的教师或相应职称的专业人员组成，提出的问题要有针对性、专业性、准确性、典型性。六、学生答辩的过程中要严肃认真，文明礼貌。答辩时，思路清晰，论点真确，回答问题基本概念清楚，对主要问题回答正确，深入。设计题目船舶主机安装工艺的设计指导教师评语：成绩： 指导教师签名： 年 月 日教研室复审意见：成绩： 复审人签名： 职称： 年 月 日系部终审意见： 公章 年 月 日答辩情况记录：答辩委员会（或小组）评语：成绩： 主持答辩人签名： 职称： 年 月 日毕业设计进度计划：起 止 时 间工 作 内 容备 注船舶主机安装工艺的设计摘 要本文针对船用主机机体的安装和固定工艺的总结和探索。通过对主机安装和固定工艺传统方式的解析，分析船舶主机安装和固定时存在的问题以及尝试探求安装和固定工作更快、更好的工艺方法。本文从船舶主机安装的技术要求、主机安装的前期准备、主机安装的内容（主机基座的准备、主机的定位、主机的吊装、主机的安装、质量检验），主机安装时的注意事项等来论述主机安装工艺需要改进的地方。用传统工艺方法拉线法和现代工艺方法光学仪器法相结合来提高的主机定位的准确性。通过对安装过程的线性流程来提高主机安装的经济和快速性。关键词：主机安装；工艺方法；快速性；准确性AbstractThis host organism for marine and fixed installation summary and exploration process. This article from the host ship technical requirements for installation, host installation preparation, installation of the contents of the host (the host to prepare the base, the host position, lifting the host, the host of installation, quality inspection), the host installation for attention to discussion of the host installation process for improvement. Using traditional craft methods and modern technology methods pull method Combination of optical instruments to improve the accuracy of positioning of the host. Through a linear process of the installation process to improve the host economy and fast installation.Words：Host installation; process methods; rapidity; accuracy目录摘要1目录2前言3一、船舶主机的简述 5二、主机安装前的准备7三、主机基座准备73.1 基座的检验73.2 基座上主机固定螺孔的定位 113.3 基座的加工12四、主机的吊装 13五、主机的安装 145.1 主机的定位145.2 主机垫片及其配制195.3 主机的安装205.4 船舶主机安装后的检查 21结论与展望 22参考文献23致谢24附录25前言船舶主机是船舶动力装置的核心，其安装质量的优劣将直接关系到动力装置的正常运行和船舶的航行性能。主机的类型主要有柴油机、汽轮机和燃气轮机，不同类型的主机，有着不同的结构特点和工作方式，在船上安装时，应按不同的机型而采用相应的工艺方法。柴油机是目前应用最广泛的一种主机，本文主要讨论柴油机主机的安装工艺。在老的柴油机主机安装工艺的指导下进行改进，并探索新的柴油机主机安装工艺。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。本文所讨论的是主柴油机在船上的安装。中、小型主柴油机，通常是整机吊运上船安装。1、 船舶主机的简述船舶主机，即船舶动力装置的核心，是为各类船舶提供动力的机械。船舶主机根据采用燃料的性质、燃烧的场所、使用的工质及其工作方式等的不同，可分为蒸汽机、内燃机、核动力机和电动机。目前，主机主要有蒸汽机、汽轮机、柴油机、燃气轮机和核动力装置等五类。现代运输船舶的主机以柴油机为主，在数量上占绝对优势。蒸汽机曾经在船舶发展史上起过重要作用，但目前几乎全被淘汰。汽轮机在大功率船上长期占有优势，但也日益为柴油机所取代。燃气轮机和核动力装置仅为少数船舶所试用，尚未得到推广。船舶主机是推进船舶航行的动力机，主机将原动力传递给螺旋桨的主要形式有两种：主机直接与轴系、螺旋桨相连接的直接传动；主机通过中间传动装置（离合器或减速齿轮箱）与轴系、螺旋桨相连接的间接传动。因而主机在船上的安装必须与轴系的安装一并考虑。主机安装必须保证主机与传动轴系的相对位置正确，并且在工作时保持这种相对关系。因此就必须保证主机及轴系的工作区域内，船舶结构的装配、上层建筑等质量较大的设备吊运安装等基本完成后，即形成以稳定的基础，再进行主机及轴系的安装工作。主机在船上的安装过程大致有两类：一类是船舶下水后，主机在轴系安装完毕后以轴系为基准进行安装。这是长期以来最常见的一种安装工艺。它的优点是使主机或减速器输出轴的旋转轴线能较好地处于轴系中线的延长线上，避免船舶下水后船体变形的影响。缺点是生产周期较长。另一类是在船台上，主机以轴系理论中线为基准进行安装。这是适应现代批量造船的一种安装工艺。它的最大特点是主机可先于轴系进行安装，也可与轴系安装平行进行，使整个动力装置安装工作与船体建造尽可能多地平行作业，大大缩短了生产周期。但是船体变形将影响原有的主机校中位置。随着计算机技术的应用和发展，为保证小船舶轴系和主机在船台上实现最终定位安装，避免因船舶下水后船体变形的影响，可通过计算机计算结果，使船体在船台上具有水上的弯曲状态及在船台上将轴系与主机一起作反向弯曲等，从而使轴系和主机在船台上实现最终定位安装。对于大吨位船舶，在船台上不可能达到足够精确的挠曲度，无论是先装轴系后装主机，还是先装主机后装轴系，主机在船上的安装工艺过程可归纳为图。所示的框图。图1 主机在船上安装工艺过程框图二、主机安装前的准备主机安装后，必须保证主机与轴系的相对位置正确，并且在运转时保持这种相对位置关心。为了防止其他因素对主机安装质量的影响，在主机安装之前，必须完成下列工作：1.熟悉了解并掌握主机及其安装的所有设计图纸、产品安装使用说明书等技术文件。2.到仓库领取配套设备必须检查其完整性，并核对产品铭牌、规格、型号。3.检查设备的外观是否有碰擦伤、油漆剥落、锈蚀及杂物污染等。4.检查所有管口、螺纹接头等的防锈封堵状态。5.对检查完毕的配套设备必须有相应的保洁、防潮、防擦伤等安全措施。6.对基座、垫块、调整垫片等零部件必须按图纸等有关文件进行核对。7主机和轴系通过区域内传播结构，上层建筑等重大设备调运安装工作基本完成。三、主机机座的准备主机是通过垫片或减振器安装在船体基座上的。基座是与船体直接相连的支承座。主机安装前，基座的准备包括：基座位置及外形的检验，主机紧固螺栓孔与固定垫片位置的确定和基座上平面的加工。3.1 基座的检验基座的检验与轴系中心线的测定往往是结合在一起进行的。基座位置的检验通常是在确定轴系理论中心线后紧接着进行的，其检验标准轴系理论中心线。主机基座的左右和高度位置的检验通常有两种方法：(1)直尺检验法：用一根3m长或长度约大于机座全长一半的直尺，搁置在机座上平面上，用塞尺测量直尺与机座上平面之间的间隙值（0.05m塞尺插入），以检验其平直性。检验应在机座上平面的横向与纵向两个方向进行，如图2所示。这种方法简单，但测量精度较低。图2 用直尺检验机座上平面1-机座；2-直尺(2)拉线法:在确定轴系理论中心线后，根据轴系理论中心线所拉的钢丝线，来检验基座的左右位置。在机座上平面四个角部位各安装一个拉线用支架，在一定高度处，用直径为0.30.7mm粗的钢丝拉线，为减小钢丝自重下垂的影响，在钢丝末端配置挂重2，如图3所示拉线检验分两步进行。首先拉两条平行于机座主轴承孔轴线的左右平行线，以检验机座上平面左右两面的平直性。检验时用千分尺4四个角上测量机座上平面与钢丝线的距离，根据测量结果调整拉线支架高度，使这四处的距离与机座在车间安装校准时的数值A等，或差值在之内，再测量各中间尺寸BI(如B1、B2、B3), 计算出各测点的差值F1船=A-BI, 将每一测量点的差值与机座在车间安装校准后各对应点的差值Fi车相比较, 要求同一测点位置的F车与F船相差不大于规定的数值（由柴油机制造厂提出规定数值，如国产6ESDZ76/160柴油机机座规定不得大于）。对于不符合要求之点，应相应调整该处机座的高低。(3)光学仪器法:用光学望远镜与平面扫描仪组合测量大平面的平直性的原理，是利用三个平面扫描仪基准目标，可以建立一个精度相当高的基准平面，将第四个目标放在被测点位置，再利用扫描装置上的测微器便可测量出大平面上各点相对于基准平面的偏差(图4) ，从而达到检验大平面平直度的目的。此方法测量方便、直观、精度较高，但需一个专门的仪器。测量时，将测量光靶分别放置在机座上平面需要测量的各点上，调整光学望远镜的焦距，使其十字线与测量点光靶清晰为止，此时十字线若不在光靶的中间位置，则表示该测点位置与基准平面有偏差，旋动五棱镜上的调节器，当十字线处在光靶的中间位置时，调节器上的读数便为该点的平均偏差值。正偏差表示被测点高于基准平面，负偏差则表示低于基准平面。记录下偏差值并与车间安装测量记录相比较，要求同一测点的偏差值相差不超过规定大小（由柴油机制造厂提出规定值），否则应调整该处机座的高度。机座上平面高低经调整后，基准点高低也随之发生变动，因此须重新调整仪器位置后，再次测量，直至各测点的高度均符合规定值为止。由于船体装配时存在误差，而这些误差是依据改变轴系中心线位置，用尾管孔留有加工余量来调整的，所以当检验基座时把尾管的加工余量考虑进去，因为尾管加工余量有限，主机机座与基座间的间隙有限必须控制基座位置的公差。主机机座与基座间的间隙有限必须控制基座位置的公差。其公差如下：轴向位置的误差，可以用轴的长度来找正，一般偏差小于或等于10mm。基座宽度的上偏差小于+10mm，下偏差小于-5mm。基座两侧面板高度的偏差小于+3mm基座中心线与轴系中线投影偏移的偏差小于5mm。基座支撑表面至轴系中心线之高度的偏差可以用垫片厚度来调整，其偏差小于3mm.基座总长度的上偏差小于+10mm，下偏差小于-5mm。图3 拉线法校正基座上平面图4 光学仪器法检验基座平面3.2 基座上主机固定螺孔的定位主机固定螺孔的定位方法基本上有：拉线定位法和样板定位法。（1）拉线定位。根据轴系理论中心线拉一根钢丝线，在基座左右平面上放一根直尺，用角尺准确地将轴系中心线投影到基座平面上。按主机定位图尺寸，定出主机各缸的中心线。然后在基座平面上分别画出左右两排螺孔纵向中心线，沿中心线画出各螺孔的中心位置线。（2）样板定位。用样板定螺孔位置时，先按拉线法所述方法拉钢丝线，并画出轴系理论中心线及主动最后一缸的中心位置，使样板上基座中心线与轴系中心线投影及主机气缸的中心位置重合，然后固定好样板，画出主机基座螺孔位置线。图5 理论中心线垂直投影示意图图6 样板定位螺孔3.3 基座的加工基座的加工主要是面板的加工，固定垫片的焊接和平面的加工以及螺栓孔的加工。（1）在固定垫片焊接前，为了使基座面板与固定垫片贴合紧密，间隙应小于0.10mm，基座面板要进行加工修平。（2）在焊接固定垫片时先点焊接垫片的四周，然后再把固定垫片焊牢，为了消除焊接变形，用砂轮机磨平使其符合在25mm25mm内着色为2-3点的技术要求。且与平板间间隙以0.05mm塞规不能插入为准。固定垫片一般加工成1：100的斜度向外倾斜，以利于研配活动垫片时将活动垫片插入。（3）根据拉线照光结果和主机安装图，划出基座上的钻孔位置。然后，进行钻孔作业。钻孔作业后，须检查主机机座下横向加强板的位置，消除毛刺，以保持安装时的良好贴合。下平面可以用 0.05mm 塞尺进行塞检。 （4）在基座的一侧焊装吊装导向板 2 块，在基座的后端处再焊装吊装导向板 1 块，配合整机吊装。 （5）基座平面打磨清洁，抹上油脂。 4、 主机的吊装由于船用主机大多数都是大型低速柴油机，其机体的尺寸和重量都非常大，为了确保吊运过程中的安全，使柴油机受力均匀而不产生变形，必须作好如下的准备工作。1 重量核算：算出主机其吊时的净重，核算吊臂在所要求的幅度下的起重量（吊臂在不同的幅度下，起重机具有相应的起重量，跨距以及吊钩的起升高度）是否足够大与主机的重量。2 外形尺寸核算：机舱口的长与宽必须大于柴油机的实际尺寸，以便能把柴油机吊入舱内。3 主机重心核算：精确算出主机重心位置，便于在主机拖运过程中控制其最大允许倾斜角，以便于正确选择受力部位，使吊钩垂直通过主机重心，从而达到吊装时受力均匀，吊装平稳的目的。4 钢丝绳的负荷核算：钢丝绳承载的重量必须大于主机的重量，其长度根据浮吊最大钩头高度、主机高度、吊装工具高度和机舱高度等因素来考虑，在有充分高度余量的情况下，钢丝越长越好，角度越小越安全。5 吊装前，主机安装范围内应进行油漆报验（垫片位置除外）并核实机舱开口尺寸，拆去碰撞物。 6 根据拉线、照光确定的主机垫片高度，调整主机顶高螺栓高度 。7 为了确保吊装工作，必要时可拆去部分附件。8 清洁检查法兰平面，消除毛刺，涂上保养油。吊装时，须采取防碰撞措施。 主机大型主机采用整机吊装工艺，大大缩短舶建造周期，保证了主机的安装质量，减轻了劳动强度。主机采用拆散安装工艺，一拆一装需多次搬动。易造成柴油机零件拉毛，碰伤或损坏等。此外，由于总装周期长，给零部件、油封的保养带来不便；整机吊装可克服以上缺点。图7 主柴油机起吊工具1-吊钩；2-钢丝绳；3-销轴；4-吊梁；5-主机五、主机的安装5.1 主机的定位主机的定位与轴系的安装有密切关系，主要有两种方法：在安装轴系后安装主机时，则以连接法兰上的偏移和曲折进行校中；在先安装主机后安装轴系时，则以轴系理论中心线进行校中。5.1.1 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或第一根中间轴前法兰为基准，用直尺和塞尺或两对指针，根据她与主机输出端相连法兰上偏移和曲折值来进行校中。图8 偏移和曲折（1）当用直尺和塞尺测量时，将直尺贴附在以轴系推力轴或第一根中间轴为基准的法兰外圆的素线上，用塞尺测量直尺与之连接的主机曲轴或减速器输出法兰外圆的间隙，根据这些数值来调整主机。图9所示。 图9 直尺塞尺法 偏移曲折的计算：在垂直平面内两轴轴线的偏移值为：在水平平面内两轴轴线的偏移值为：在垂直平面内两轴轴线的曲折值为：在水平平面内两轴轴线的曲折值为：式中：S法兰直径，m。（2） 用指针测量时，须在法兰外圆对称地装两对指针，将两根轴同时回转，每转90度分别测量两对指针的经向间隙和轴向间隙。图10所示。 图10 指针法偏移曲折的计算：在垂直平面内两轴轴线的偏移值为：在水平平面内两轴轴线的偏移值为：在垂直平面内两轴轴线的曲折值为：在水平平面内两轴轴线的曲折值为：式中：S两个水平指针的距离，mm。5.1.2 按轴系理论中心线校中定位按轴系理论中心线校中定位，主机首先要根据设计图纸，调准轴向位置，然后可用光学仪器法、拉线法校中主机然后定位。(1)主机用光学仪器定位：在中间轴未安装的情况下，可用光学仪器校中主机。应根据位于轴系理论中线上，机舱前隔舱壁的基准点或机舱后隔舱壁和船尾基准点，调整主机或减速器的高低和左右位置，使安装在主机曲轴或减速器输出轴端的光学仪器投射出的十字线中心与两个基准点重合，偏差不能大于规定数值。a.用两个光学投射仪定位，如图11所示图111-轴系理论中线；2-投射仪十字线中心；3-机舱后隔舱壁基准点4-光学投射仪；5-主机；6-机舱前隔舱壁基准点;式中：L-机舱前后隔舱壁上两基准点间的距离; A投射仪十字线中心在机舱前隔舱壁上与其基准点之间的偏差值； B-投射仪十字线中心在机舱后隔舱壁上与其基准点之间的偏差值；b.用一个光学投射仪定位，如图12所示图121-船尾基准点； 2-投射仪十字线中心；3-机舱后隔舱壁基准点； 4-轴系理论中线； 5-主机;式中：C-投射仪十字线中心在机舱后隔舱壁上与其基准点之间的偏差值；L-两基准点间的距离;(2)主机用拉线法定位：当大型低速柴油机拆散上船安装或空心输出轴的减速器在船上安装时，可根据轴系理论中线在机舱内拉一钢丝线，使柴油机前后主轴承座孔或减速器输出轴内孔与钢丝线同轴（应考虑钢丝线下垂的影响），偏差不能超过允许范围，将主机定位。主机校中后，为了使其位置不发生移动，对大型柴油机采用侧向和轴向定位块定位。对中小型柴油机，则用紧配螺栓定位；而全部主机，都用活动垫片调整主机轴线高低位置，最后用螺栓拧紧。图13 主机调位主机主机定位后，向船东、船检报验，合格之后才能固定主机。定位后，应当保持与轴系等相连部件间的相对位置。主机运动部件不平横的惯性力和惯性力矩较大，加上船舶在水上航行，飘忽不定时发动机的倾斜力及转弯时发动机的惯性力等要求主机必须与基座牢固地固定，除了特殊用途的船舶要求主机下面安装减震器进行隔音减震外，绝大部分船舶都是与基座刚性连接。垫片配制好后，即可钻、铰螺栓孔，配制螺栓等，将主机基座固定。5.2 主机垫片及其配制5.2.1 主机垫片（1）矩形垫片配制（2）双联圆形斜面垫片（3）螺纹可调节球面垫片（4）橡皮减震器垫 （5）环氧树脂垫片5.2.2 浇注主机垫片施工工艺1）浇注前应仔细清洁机座底板平面和基座面板平面。2）在清洁机座、围海绵、搅拌环氧及浇注过程中，主机周围应无打磨、电焊、气割等工作的进行。3）环氧垫片的大小规格和布置，必须符合主机安装图的要求。4）浇注时，需同时浇注两块环氧垫片505050mm试样。5）待环氧四十八小时硬化后，取样检查环氧垫片的硬度（巴氏硬度40、抗拉强度93N/mm2）。6）浇注环氧树脂后，主机上48小时内应停止一切有振动的工作。5.3 主机的安装（1）拆除起吊工具，复装主机缸头和排气管、空冷器等相关大型部件（根据主机到厂的拆卸程度决定），如时间不允许其它的管系连接，待下水后复装。（2）钻主机地脚螺栓孔。（3）根据主机安装图，焊接侧面支撑，端面支撑。（4）测量主机拐档、挠曲度、平面度、轴承间隙、顶举。（5）如上一步测量合格，装主机回油口，应在装定后做密性试验。（6）仔细清洁主机机座下平面及船体机座上平面的油污和其他杂物，最后用丙酮清洁。（7）清洁主机内部为串油准备。（8）安装主机地脚螺栓（装地脚螺栓前环氧树脂的硬度经检测合格后方可安装）安装时在螺纹与球型螺母球面、球形垫片与船体基座接触面之间都要涂上润滑脂，安装结束后，螺栓上部要装保护帽。（9）安装主机横向支撑。根据横向支撑安装图图纸的要求，把螺栓紧固到位，向船东船检交验认可。（10）复装主机上所有未定系统，为主机动车作准备。 图14螺栓紧固到位5.4 船舶主机安装后的检查船舶主机安装好后，还要确定其是否发生形变，因此要进行以下检查：（1）基座上平面的平面度；（2）曲轴的臂距差；（3）用塞尺或压铝检查主轴承间隙的变化；（4）用塞尺检查各零部件贴合的紧密度；（5）用压铅法检查齿轮的啮合间隙；（6）检查活塞与气缸套间的间隙结论与展望主机安装是一个复杂的工艺过程。它包括安装前的准备、主机基座的准备、主机的定位、主机的安装、质量检验等程序。本文围绕传统的主机安装和定位工艺阐述了主机安装定位的过程，并对主机定位的方法进行