#船舶建造质量检验第七章 柴油主机和辅机的安装检验.docx
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#船舶建造质量检验第七章柴油主机和辅机的安装检验
第七章柴油主机和辅机的安装检验
第一节柴油主机安装检验
船用小型柴油机，通常采用整机吊装工艺进行安装，大型船舶的柴油机，在起重能力及码头设施具备条件的情况下，也可采用整机吊装。
目前大多数船厂由于受起得能力、运输和码头条件等方面的限制，对大型柴油主机大多采取组装吊运办法。
即主机在制造厂经验船师、船东代表验收后，将主机拆成若干大部件，经油封保养后装箱发往造船厂，船厂再按工艺阶段将部件吊到船上进行组装。
本节主要介绍组装检验，按安装顺序进行阐述。
一、主机基座加工检验
船舶柴油主机的基座要承受柴油主机的全部重量。
除此之外，它还要承受柴油主机运转时运动部件所产生的不平衡的惯性力和反作用力矩所引起的力，以及船舶运行中（如摇摆时）所产生的柴油主机倾倒的力。
因此，基座应具有足够的刚性和强度。
中小型柴油机的基座通常是钢板焊接结构件，并焊接在船体双层底上；大型柴油机基座，通常依靠双层底结构作为基座。
（一）检验前应具备的条件
1．基座使用的材料应有船检证书；
2．基座的安装、焊接质量已符合规定的技术要求。
（二）检验内容和方法
1．接触检验
（1）将小平板放到基座的面板上，用0.05mm的塞尺进行检验，一般不应插入，但局部允许插入，其深度不大于10mm。
用0.10mm塞尺检验，不应插入。
（2）在平板上涂上一层薄薄的色油，然后放到面板上来回拖动，平板拿掉后检验面板上的色油点，要求在每25×25（mm2）面积内不少于3点，接合面大于75%。
2．基座面板倾斜度检验
将直尺横放在基座上，用塞尺检查直尺和面板之间倾斜度。
倾斜度通常应小于1：
100，且要求向外倾斜，便于今后配制垫片。
3．螺栓孔质量检验
（1）用内径千分尺或气缸表检验螺栓孔直径，要求圆柱度和圆度符合图样要求。
（2）螺栓孔的表面粗糙度应符合图样要求。
二、主机机座安装检验
主机机座有以下几方面作用：
1．在机座上面安装机架、连杆、活塞、气缸盖等部件，能承受这些部件的重量。
2．机座上装有主轴承，用以安装曲轴。
机座和机架作为曲轴旋转的空间。
3．机座可作油池用，收集和盛储滑油。
4．机座能承受各运动部件所产生的惯性力。
为了满足上述用途，要求机座有足够的强度、刚度。
如果机座变形，将导致上述运动件发生故障或加速磨损。
（一）检验前应具备的条件
机座须有验船部门的合格证书和钢印。
（二）检验内容和方法
1．机座平面平面度检验
对机座平面平面度的检验方法有许多种，通常，工厂采用何种方法施工，检验时就采用和这种施工方法相应的检验方法。
现将几种常用的方法介绍如下：
（1）拉钢丝检验法
如图7-1所示，在机座平面的一定高度处，拉四根钢丝L1、L2、L3、L4。
钢丝直径一般为Φ0.3mm至Φ1.00mm，拉力为钢丝拉断力的70~80%（如MAN-B&W50-95MC/MCE机采用Φ0.5mm钢丝，拉紧力为40kg的负重）。
检验机座平面平面度时，测量L1、L2、L3、L4两根钢丝至机座平面之距离，以确定机座平面的平面度。
图7-1拉钢丝检验法示意图
采用拉钢丝法检验，须考虑钢丝在自重作用下的挠度，挠度的计算方法如下：
Y=g·X（L－X）/0.99·2G
式中Y—挠度修正值（m）;
g－钢丝单位重量（N/m）；
X—所求的挠度的点到基准点的距离（m）;
L—两基准点之间的距离（m）；
G—钢丝拉紧力（N）；
0.99—修正系数。
（2）照光检验法
机座平面的平面度检查，通常采用扫瞄光学直角仪，其内部的基准十字线可由左右两只调节器进行调整。
在测量机座上平面平面度时，首先用三个基准光靶作目标，以确定一个准确度相当高的基准平面，然后将其余的光靶放到被测量的检验点上进行测量，如图7-2所示。
图7-2照光检验法示意图
○表示扫瞄光学直角仪；▲表示基准光靶；×表示测量检验点
对各个被测量点上所测得的数值和基准平面的值进行比较，即可得出机座整个平面的平面度。
（3）水准面检验法
在机座平面上置两个水槽，用连通管将两边连通，配置千分尺测量平面度偏差。
如图7-3所示。
图7-3水准面检验法示图
1-千分尺及测针；2-测量支架；3-水槽；4-连通管；5-机座
2．机座平面平面度的检验要求
（1）图样和技术文件有要求的，应按规定要求进行检验。
（2）柴油机制造厂有规定的，则应按制造厂规定的要求执行。
例如MAN-B&W5L70MC/MCE主机制造厂规定的要求为：
机座平面纵向偏差不大于0.15mm,横向不大于0.05mm，相邻两点偏差不大于0.03mm。
（3）若图纸和工艺文件无规定，制造厂也没有要求的，则可参照表7-1所列的公差要求进行检验。
表7-1机座平面度公差要求单位：
mm
在1m长度内
机座全长
纵向
横向
＜8m
≥8m
0.05
0.04
0.10
0.14
3．检验机座平面平面度时的注意事项：
（1）在测量机座平面平面度时，须考虑机座垫板厚度，钢垫板15~25mm，铸铁垫板不小于25mm。
如果出现太厚或太薄，则应重新调整整个轴系的中心线（包括柴油机轴心线）的高度位置。
（2）将机座上的螺栓孔引伸到基座上，钻孔时应注意基座下面是否有肘板或其它结构件，否则事先应采取措施，并做好修补工作。
（3）应仔细检验机座平面表面质量，并督促做好防护工作。
三、曲轴安装检验
曲轴是柴油主机的最重要部件，其结构形状复杂（呈弯曲状），且有一定的长度，刚性较差。
此外，曲轴工作时的受力情况较为复杂，须承受较大的弯曲力和扭矩。
因此，工厂、验船师和船东非常关注曲轴的制造及安装质量，都要到现场参加检验。
（一）检验前应具备的条件
1．必须有验船部门的钢印和证书；
2．必须有制造厂的测量记录。
（二）检查内容和方法
1．曲轴吊装前的外观检验
（1）用视觉检验清洁度，曲轴表面应无垃圾、油污和拉毛起线等缺陷。
（2）油孔应清洁，并采取保护措施，以免杂物、垃圾落入。
2．主轴颈和主轴承检验
（1）检验主轴承下块轴承和机座轴承座孔接触。
在机座轴承座孔内涂上一层薄薄的色油，然后将主轴承下块轴承放到孔内来回摆动，取出后检验色油接触，要求接触面积大于全部面积的75%。
（2）用外径千分尺测量主轴承下块轴承厚度，一般测量轴承前后两点，以判断厚度的偏差。
厚度的公差要求见表7-2所示。
表7-2主轴承厚度公差单位：
mm
薄壳轴承
厚壳轴承
＜0.02
＜0.04
（3）检验主轴承上下平面之间垫片。
轴承之间有垫片的（片数应在3片以下），要求轴承两侧的垫片厚度一致。
如无垫片，要求轴承下块平面比机座平面高出一定的数值（一般取0.03~0.05mm）。
其目的是当轴承螺栓旋紧时，下轴承被压缩，从而产生一个径向力，使轴承在机座轴承座孔内处于正确位置。
（4）主轴颈和下块轴承接触检验：
检验主轴颈是否和主轴承接触。
用0.05mm塞尺在轴颈左右两侧进行检验，要求在两侧沿中心线向上45°~60°范围不应插入。
检验主轴颈和主轴承底部接触（曲轴落底检验）。
用0.05mm塞尺在轴向长度内检验，要求在全长75%以上的范围内不应插入。
3．轴颈下沉量检验
用桥规和塞尺在每一道轴颈上进行测量检验。
如图7-4所示。
图7-4轴颈下沉量检验示意图
1-桥规；2-机座主轴承座孔平面；3-曲轴主轴颈
每道主轴颈应测量首尾两点X值，并做好测量记录，见表7-3所示。
柴油主机运转一段时间后，测量轴颈下沉量。
将前后两次测量数值进行对比，可判断主轴承的磨损及曲轴轴颈的下沉量。
表7-3轴颈下沉量测量记录表单位：
mm
主轴承序号
1
2
3
4
5
6
7
测量方向
首
尾
首
尾
首
尾
首
尾
首
尾
首
尾
首
尾
测量结果
4．主轴颈和主轴承配合间隙检验
（1）配合间隙要求。
具体见表7-4和表7-5所示。
表7-4十字头式柴油机主轴颈和主轴承配合间隙要求单位：
mm
主轴颈直径
配合间隙
250~300
0.17~0.21
300~350
0.21~0.25
350~400
0.25~0.30
400~450
0.30~0.35
450~500
0.35~0.40
500~550
0.40~0.45
550~600
0.45~0.50
600~650
0.50~0.55
650~700
0.55~0.60
表7-5筒形活塞柴油机主轴颈和主轴承配合间隙要求单位：
mm
主轴颈直径
＜500r/min
配合间隙
＞500r/min
白合金轴承
铜铅合金轴承
配合间隙
配合间隙
75~100
0.06~0.08
0.08~0.10
100~125
0.08~0.11
0.10~0.12
125~150
0.11~0.15
0.13~0.16
150~200
0.14~0.18
0.16~0.20
0.17~0.23
200~250
0.18~0.22
0.20~0.24
0.24~0.28
250~300
0.22~0.26
0.24~0.28
300~350
0.26~0.30
350~400
0.30~0.34
400~450
0.34~0.38
若图纸、工艺有要求的，按规定要求调整间隙。
制造厂说明书有要求的，应按说明书要求调整。
（2）检验方法。
检验主轴颈和主轴承配合间隙有以下几种方法：
①用压青铅丝的方法进行检验。
选用Φ1mm左右的青铅丝，在每一主轴颈前后位置各放一根，装上主轴承上盖，按规定扭矩旋紧螺母。
上述步骤完成后，旋松螺母，拆卸上盖，取出两根压扁的青铅丝，用外径千分尺测得的厚度数值即为配合间隙。
然后，和要求的配合间隙数值进行比较，作出合格和否的结论。
若间隙过小或过大，都须进行调整，直至达到要求为止。
②用塞尺进行检验。
装上主轴承上盖，按规定扭矩旋紧螺母，然后用塞尺进行检验。
③用内、外径千分尺进行检验。
主轴承孔用内径千分尺测量，主轴颈用外径千分尺测量，将所测得的数值相减，就得出各道主轴承的配合间隙。
（3）检验时应注意以下几点：
①因主轴颈存在圆度和圆柱度偏差，其配合间隙应按最大直径处计算。
②轴承两侧垫片数量要相等，以免轴承盖安装后有歪斜现象。
安放垫片时，不得和轴颈接触，要留有约0.10mm左右的间隙，以免运转时轴颈被拉出线。
③主轴承间隙不准用放松或旋紧螺母的办法进行调整。
5．推力盘间隙检验（机本身的）
（1）检验要求。
具体见制造厂说明书。
例如MAN-B&W5L70MC/MCE机规定的推力盘间隙为0.70mm。
（2）检验方法：
①用塞尺测量推力盘两边的间隙，相加后得出总的推力盘间隙，然后和制造厂或图样规定的要求进行对照，若不符合要求，则加以调整。
②用油泵顶的方法进行检验。
在推力盘的一侧放上两只百分表，在另一侧用油泵顶，读出百分表读数，即为总的推力盘间隙。
6．曲轴臂距差检验
（1）臂距差的要求
①用计算法确定臂距差
a.柴油主机曲轴臂距差为：
△L≤1.0×S/10000（mm）
式中S——活塞行程（mm）；
△L——臂距差（mm）。
b.柴油机曲轴臂距差的允许极限为：
△L≤1.5×S/10000（mm）
②用图表法确定臂距差。
其检验要求可作如下划分：
图7-5曲轴臂距差
S—活塞行程（mm）；△L—（mm）
a.Ⅰ线左面数值，表示车间平台上最佳值；
b.Ⅰ和Ⅱ线之间数值，表示船上安装优良值；
c.Ⅱ和Ⅲ线之间数值，表示营运中合格值；
d.Ⅲ线右面数值表示最大允许极限值。
GB9192《船用低速柴油机安装技术要求》规定，曲轴安装结束后，其臂距差的公差为每米活塞行程0.06mm。
台架安装结束后，其以差为每米活塞行程0.08mm。
（2）检验方法。
按规定选用测量臂距差的专用百分表，将百分表安装在距连直轴颈中心（S+d）/2处，如图7-6所示。
图7-6百分表安装位置示意图
S-活塞行程；d-主轴颈直径；A-表安装位置；B-表安装位置；O-连杆轴颈中心
图7-7曲轴臂距差测量位置
有的大型柴油机曲轴臂距差的测量点，并不选在距连杆轴颈中心线（S+d）/2的A点处，而是取在距曲臂开口端更近的B点。
这样所测得的臂距差△B比在A点测得的臂距差△A略大。
一般规范所规定的臂距差，都是以A点的测量数值△A为准。
所以如果测的是B点的臂距差△B，须换算成△A，其换算公式为：
△A=△B·（OA/OB）。
（3）检验时曲柄所处的位置：
①在活动部件（活塞连杆）未装的情况下测量。
因为没有连杆的阻碍，曲轴按其运转方向转动，可以一次测出曲柄在0°、90°、180°、270°四个位置的臂距差数值。
②在活动部件（活塞连杆）安装在曲轴上的情况下测量。
如图7-7所示，当曲柄在下死点位置时，连杆要碰百分表。
为此可将曲拐先后转至0°、90°、下死点前15°及下死点后15°、270°五个位置进行测量。
（4）臂距差检验阶段。
①机座和曲轴在船上安装后；
②主机组装后；
③主机和轴系连接后（或动车后）；
④航行试验结束，测量热态臂距差（供参考）。
测量主机曲轴臂距差时，应记录测量时的船舶状态，即首尾吃水，供以后进行比较。
汇总并出具臂距差测量记录，具体见表7-6所示。
表7-6曲轴臂距差测量记录单位：
mm
缸号
测量位置
1
2
3
4
5
6
1.下死点右
2.右侧
3.上死点
4.左侧
5.下死点左
记录时应注意以下几点：
①以百分表位置为准记录形式，见图7-8。
图7-8图7-9
②以曲柄位置为准记录形式，见图7-9。
③测量臂距专用百分表读数，曲臂张开为“+”，闭合为“—”，见图7-10。
图7-10
测量臂距差专用百分表读数和一般百分表读数恰好相反。
四、机架、气缸体和扫气箱安装检验
机架、气缸体和扫气箱是柴油机的主要固定件，它们有着各自的作用：
1．机架和机座组成曲柄箱，机座的主轴承支承曲轴，柴油机运转时，曲轴就在曲轴臬密闭空间中旋转。
2．机架和气缸体（内装气缸套）可作为活塞往复运动的导承，同时还承受着侧向推力所产生的弯曲力矩和燃油燃烧产生的热负荷。
3．扫气箱的容积较大，可稳定来自扫气泵的扫气压力。
工厂、验船师和船东对这些主要固定件的安装都要进行检查验收，因为它们的安装质量会影响曲轴的安全运转。
（一）检验前应具备的条件
机架、气缸体和扫气箱应具有验船部门的钢印和合格证书。
此外，选择好适用的粘结剂（密封胶）。
（二）检验内容和方法
1．检验目的
这些大件的材料强度、制造精度由制造厂保证。
船厂安装时则要保证大件之间相互连接的紧密性，柴油机运转时，其连接平面应无泄漏。
2．检验方法
（1）在螺栓未旋紧前，检验连接平面，要求0.05mm塞尺不应插入，但局部地方允许插入；用0.10mm塞尺检验，插入深度不大于30mm；用0.15mm塞尺检验，应插不进。
连接平面应涂上规定的密封胶（一般由主机制造厂提供）。
应注意：
须在密封胶干燥之前将螺栓旋紧，这样可以确保连接平面的密封性。
（2）机架和气缸体、气缸体和扫气箱的连接平面的检验方法同上。
（3）检验气缸注油器油路是否畅通，方法是用气缸注油器向气缸套内注油，发现不通即予以消除。
五、贯穿螺栓安装检验
柴油机的主要固定件，如机座、机架、气缸体等部件，用贯穿螺栓将它们连接在一起，成为坚固的柴油机机身结构。
所以，对贯穿螺栓的拉紧过程要进行检验。
（一）检验前应具备的条件
1．贯穿螺栓必须有验船部门钢印和证书；
2．检验用的液压拉伸工具和压力表均经检定合格。
（二）检验内容和方法
1．外观检验，螺栓应无损伤，螺纹完好。
安装时应在螺纹上涂上二硫化钼润滑剂。
2．螺栓液压拉伸顺序按工艺技术文件的规定进行。
下面以MAN-B&W5L70MC/MCE型柴油机为例介绍贯穿螺栓拉紧顺序。
（1）首先将中间一对贯穿螺栓拉紧，然后向两边交错延伸拉紧。
如图7-11所示，顺序1—2—3—4—5—6—7。
（2）螺栓拉紧分两步进行，第一步从0拉至50MPa，记录螺栓拉伸变形量，然后将压力释放至0；第二步仍从0开始，将蚴栓拉紧到90MPa，记录拉伸变形量，其总的拉伸变形量为第一步变形量加第二步变形量。
将所测数值汇总并记录，参见表7-7所示。
图7-11贯穿螺栓拉紧顺序
表7-7贯穿螺栓拉紧记录表
拉紧力
顺序伸长量
50MPa
90MPa
总拉伸量
拉伸量（mm）
左
1
2
3
4
5
6
7
右
1
2
3
4
5
6
7
六、活塞组、十字头和连杆等部件安装检验
活塞组、十字头和连杆等部件的主要作用是将气缸内的爆炸压力，通过活塞的直线运动转变为曲轴的旋转运动。
它们的工作条件较为恶劣，活塞和燃烧的高温气体接触，连杆作复杂的摇摆运动，所以它们的质量将直接影响柴油机的运转。
对这些运动件的检验都是非常严格的。
（一）检验前应具备的条件
活塞组、十字头和连杆必须具有验船部门的钢印和证书。
（二）检验内容和方法
1.活塞组、十字头和连杆等部件表面应清洁、无员坏和拉毛，才能进行组装。
2.活塞和气缸配合间隙检验。
用内、外径千分尺分别测量气缸内孔和活塞外圆，然后将两个数据相减，得出活塞和气缸的配合间隙，并和技术标准所要求的间隙进行对照，不合格的则进行修复。
二冲程柴油机活塞和气缸的配合间隙见表7-8，四冲程柴油机活塞和汽缸的配合间隙见表7-9所示。
表7-8活塞和气缸配合间隙要求单位:
mm
气缸直径
二冲程筒形活塞式柴油机活塞裙部
十字头式柴油机
配合间隙
极限
顶部
极限
裙部
配合间隙
极限
间隙
耐磨环处
配合间隙
＞125~150
0.20~0.24
0.75
＞150~175
0.24~0.28
0.90
＞175~200
0.28~0.32
1.0
＞200~225
0.32~0.36
1.1
＞225~250
0.36~0.40
1.1
＞250~275
0.40~0.44
1.2
＞275~300
0.44~0.48
1.2
＞300~325
0.48~0.52
1.3
＞325~350
0.52~0.56
1.3
＞350~375
0.56~0.62
1.4
＞375~400
0.62~0.66
1.4
＞400~425
0.66~0.70
1.5
＞425~450
0.70~0.74
1.6
3.3~3.5
0.72~0.76
2.1
0.48~0.55
＞450~475
0.74~0.78
1.7
3.5~3.7
0.76~0.82
2.2
0.51~0.58
＞475~500
0.78~0.82
1.8
3.7~3.9
0.82~0.86
2.3
0.55~0.62
＞500~525
0.82~0.86
1.9
3.9~4.1
0.86~0.91
2.4
0.59~0.66
＞525~550
4.1~4.3
0.91~0.95
2.5
0.63~0.70
＞550~575
4.3~4.5
0.95~1.00
2.6
0.67~0.74
＞575~600
4.5~4.7
1.00~1.05
2.7
0.71~0.79
＞600~625
4.7~4.9
1.05~1.10
2.8
0.76~0.84
＞625~650
4.9~5.1
1.10~1.15
2.9
0.81~0.88
＞650~675
5.1~5.3
1.15~1.20
3.0
0.86~0.92
＞675~700
5.3~5.5
1.20~1.30
3.2
0.91~0.96
＞700~750
5.5~5.7
1.30~1.45
3.4
0.95~1.02
＞750~800
5.7~5.9
1.45~1.60
3.8
0.98~1.10
表7-9活塞和气缸配合间隙要求单位：
mm
气缸直径
四冲程筒形活塞式柴油机
铸铁及铝合金活塞顶部间隙
活塞裙部
顶部有冷却
顶部无冷却
铸铁活塞
配合间隙
铸铁活塞
极限间隙
铝活塞
配合间隙
铝活塞
极限间隙
＞75~100
0.5~0.64
0.60~0.80
0.09~0.12
0.35
0.18~0.22
＞100~125
0.64~0.80
0.8~1.00
0.12~0.15
0.45
0.22~0.26
0.50
＞125~150
0.84~1.00
1.0~1.20
0.15~0.18
0.55
0.26~0.32
0.60
＞150~175
1.00~1.16
1.2~1.40
0.18~0.21
0.65
0.32~0.38
0.70
＞175~200
1.16~1.32
1.4~1.60
0.21~0.24
0.72
0.38~0.44
0.80
＞200~225
1.32~1.48
1.6~1.80
0.24~0.27
0.80
0.44~0.50
0.90
＞225~250
1.48~1.64
1.8~2.00
0.27~0.30
0.88
0.50~0.56
1.0
＞275~300
1.80~1.96
2.2~2.40
0.33~0.36
1.04
0.62~0.68
1.2
＞300~325
1.96~2.12
2.4~2.60
0.36~0.39
1.12
0.68~0.76
1.3
＞325~350
2.12~2.28
2.6~2.80
0.39~0.42
1.20
0.76~0.82
1.4
＞350~375
2.28~2.44
2.8~3.00
0.42~0.45
1.28
＞375~400
2.44~2.60
3.0~3.20
0.45~0.48
1.36
＞400~425
2.60~2.78
3.2~3.40
0.48~0.51
1.44
＞425~450
2.78~2.96
3.4~3.60
0.51~0.54
1.50
3.活塞压缩环和刮油环的上下间隙及搭接间隙检验。
用塞尺测量环和环槽的上下间隙，以及环安装在缸内的接口间隙，将所测得的间隙和技术标准进行对照，超过要求的则进行修整。
此外须注意：
活塞环安装时，接口应互相错开，以保证气密。
活塞环接口及上
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