Технологический раздел. 
Разработка энергетической установки сухогрузного судна

• (установка дизель — редукторных агрегатов с двигателем 8L20)
• 1. Технологическая характеристика механического оборудования судов

Современное судно насыщено многообразным и сложным механическим оборудованием, которое различается конструкцией, массой и габаритом, а также требованиями к точности монтажа и надёжности при эксплуатации.

Оборудование агрегатированное и устанавливаемое отдельными узлами.

В агрегатированном виде поставляют на судно механизмы и аппараты, конструкция и габариты которых позволяют выполнять транспортно — погрузочные и монтажные операции без их разборки.

Отдельными блоками и узлами монтируют на судне в основном крупногабаритные механизмы, например: главные турбозубчатые агрегаты, валопроводы.

Агрегатный монтаж оборудования более технологичен, так как он исключает трудоёмкую общую сборку механизмов на судне.

Оборудование строго и свободно связанное с координатами судна.

Погрешности монтажа таких механизмов, как главные двигатели, валопроводы, рулевое устройство и т. д., влияют непосредственно на эксплуатационные характеристики судна, поэтому их установку выполняют со строгими допусками, обеспечивающими их надёжную работу. Отдельные вспомогательные механизмы и аппараты могут быть установлены с более свободными допусками.

Оборудование жёсткое и податливое.

Деление механического оборудования на жёсткое и податливое является условным. Механизм или агрегат считается достаточно жёстким, если деформации, произошедшие в нём при транспортировке и погрузке на судно, исключают необходимость пригоночных операций для восстановления взаимного расположения узлов и механизмов, достигнутого при стендовой сборке.

Оборудование амортизированное и неподвижное.

Амортизированное оборудование имеет упругую связь с фундаментом. Амортизация применяется для ограничения вибраций в источнике и виброизоляции оборудование от корпуса судна.

Неподвижные механизмы жёстко крепятся к фундаменту простыми и частично призонными болтами.

2. Организация монтажного производства Монтажные операции отличаются большим разнообразием, что обусловлено сложностью механического оборудования — главных двигателей, валопроводов, трубопроводов и т. д. Подготовку к монтажу механического оборудования осуществляют в цехе, основные операции выполняют на судне в стапельный период постройки и при достройки на плаву.

Постройка судна требует участия многих предприятий различных отраслей промышленности и немыслима без специализации, широкого кооперирования, чёткого планирования и научной организации труда.

Для сокращения цикла постройки судна необходимо обеспечить:

• — начало монтажа оборудования в секциях и блоках до стыкования и полного формирования корпуса судна;
• — параллельное ведение работ монтажных, корпусных, электромонтажных и других цехов;
• — выполнение наибольшего объёма монтажных операций в цеховых условиях;
• — максимально возможное насыщение корпуса судна механическим оборудованием на стапеле;
• — сокращение цикла испытаний судов за счёт проведения их в основном на акватории завода.

Организация монтажного производства зависит от типа судостроительного предприятия, принципиальной технологии и серийности постройки судна.

3. Монтаж двигателей внутреннего сгорания Главные двигатели относятся к числу механизмов, монтаж которых наиболее сложен ввиду их больших масс и габаритов, а также строгой связи с координатами судна.

Конструктивной особенностью двигателя внутреннего сгорания является относительно большая длина и, как правило малая жёсткость остова. Наличие специфичной податливости детали — коленвала, работающего с переменными динамическими нагрузками, вносят в монтаж ряд особых требований:

• — остов должен оставаться прямолинейным после установки двигателя на судне;
• — деформации коленвала должны быть минимальными;
• — шейки вала должны плотно прилегать к рамовым подшипникам;
• — должна быть обеспечена соосность двигателя и валопровода;
• — нагрузка на кормовой подшипник двигателя после соединения его с валопроводом не недолжна превышать допускаемой величины.

Инструкция по монтажу двигателя 8L20 фирмы WARTSILA и реверс — редуктора типа WAF 842.

1. Фундамент и центровка.

Фундамент и монтаж.

Фундамент должен быть максимально жестким во всех направлениях, для поглощения динамических усилий, вызываемых, в частности, двигателем. Рекомендованные габариты фундамента, амортизаторов и клиньев указаны на:

Чертеже:Установка ГД WARTSILA 20 с амортизаторами на стальные клинья.

Внешние силы и пары сил.

У двигателя Wartsila 8L20 нет свободных внешних усилий.

Центровка.

При центровке двигателя и линии передачи мощности необходимо учитывать, в частности, фактор теплового расширения.

1.

Введение

.

Данная конструкция относится к монтажу главных двигателей WARTSILA 20 на регулируемых амортизаторах типа Rubber Design 214B. Стальные клинья прокладываются между амортизаторами и судовым фундаментом. Двигатель спаривается с жестко устанавливаемым редуктором.

2. Фундамент Фундамент должен быть жестким во всех направлениях для поглощения динамических усилий, вызываемых двигателем. Особенно тщательно должен проектироваться фундамент под упорным подшипником ГВ (в редукторе) во избежание деформации.

Верхняя опорная пластина должна быть отшлифована в местах установки каждого из упругих элементов для обеспечения достаточной опорной поверхности и параллельности несущих поверхностей.

3. Амортизаторы Амортизаторы крепятся к судовому фундаменту на Верфи после поставки двигателя.

Поставщик: RUBBER DESIGN B.V.

Тип: RD 214B и RD 244B.

Диапазон регулировки: -2 … +8 мм, с помощью регулировочной гайки Материал: Литая сталь и натуральная резина Крепление: 4 шт. винты М20 (фундамент), 1 шт. болт М27(лапа двигателя).

Амортизаторы предварительно сжимаются на предприятии поставщика для того чтобы центральные ограничители могли двигаться свободно, когда на амортизаторах покоится масса двигателя. Однако важно убедится в правильной регулировке ограничителе по прошествии 48 часов после установки двигателя.

Амортизаторы работают как на сжатие, так и на сдвиг и при их использовании, благодаря внутренним ограничителям, не требуются дополнительные боковые либо концевые упоры.

Для облегчения последующей замены амортизаторов можно извлечь болт, которым амортизатор крепится к лапе двигателя. Таким образом, амортизатор может быть демонтирован, как только двигатель поднят достаточно для снятия нагрузки на амортизатор.

В амортизаторах применяется натуральная резина, которую следует защищать от воздействия масла, льяльных вод и топлива.

4. Последовательность выполнения работ.

1. обработать платики в местах установки амортизаторов. Убедится в том, что обработанные поверхности пластин параллельны и, что предпочтительно, находятся в одной плоскости.

2. приварить скобы для болтов с регулировочными винтами к судовому фундаменту с обеих сторон и обоих концов двигателя для горизонтальной центровки. Они понадобятся только при выполнении центровки и должны быть удалены после ее выполнения .

3. установить упругую муфту на входной вал редуктора.

4. убедится в наличии 2 мм зазора между регулировочной гайкой и верхней отливкой каждого амортизатора. При необходимости, отрегулировать гайку.

5. подготовить подходящие клинья под выжимные винты, учитывая высоту амортизаторов и желаемую высоту стальных клиньев под амортизаторами. В каждой лапе двигателя имеются 2 отверстия с резьбой М16 под выжимные винта. Как правило используется только одно из отверстий, какое именно — зависит от расположения амортизатора. Как правило выжимные винты поставляются Верфью. Следует применять винты М16.

6. поднять двигатель над судовым фундаментом с помощью поставляемого подъемного приспособлении. Установить амортизаторы на лапах двигателя перед тем, как он будет опущен на фундамент. Удерживая шпиндель затянуть гайку М27. правильное положение каждого амортизатора см. на установочных чертежах каждой конкретной установки.

7. отцентровать двигатель с помощью выжимных винтов на лапах двигателя и временных приспособлений для горизонтальной центровки. Двигатель должен покоится только на выжимных винтах в ходе процедуры центровки.

8. замерить расстояние по вертикали между поверхностью платика и монтажной поверхностью амортизатора, т. е. поверхностью нижней отливки. Повторить эту операцию с каждым амортизатором и занести результаты измерений в Протокол с четким указанием расположения каждого амортизатора.

9. изготовить стальные клинья и пометит каждый в соответствии с его расположением.

Минимальные габариты — 220×260 мм. Их толщина должна быть не меньше 20 мм.

10. равномерно приподнять двигатель со всех сторон с помощью выжимных винтов и подложить клинья под амортизаторы. Двигатель должен быть приподнят достаточно для того, чтобы клинья можно было легко вставить (а не вбивать) на места.

11. равномерно опустить двигатель на амортизаторы и демонтировать на выжимные винты.

12. просверлить отверстие диаметром 22 мм сверху через стальной клин и платик фундамента. Убедится, что контактная поверхность под гайку под платиком соответствующего качества, т. е. не имеет заусенцев, и перпендикулярна крепежному винту.

13. закрепить каждый амортизатор к платику 4 винтами M20XL8.8 и самоконтрящими гайками М20 8.8. смазать резьбу и затянуть с усилием 430 Нм.

14. необходимо убедится что двигатель покоится не на внутренних ограничителях амортизаторов. Отпустить гайку М27 и удостовериться, что шпиндель может легко проворачиваться ключом. Если это невозможно, ослабить нагрузку на амортизатор с помощью выжимных винтов так, чтобы ограничитель мог легко проворачиваться. Затем удерживая регулировочную гайку ключом, повернуть шпиндель на 2 оборота против часовой стрелки. Отдать выжимные винты и еше раз проверить проворачивается ли шпиндель.

15. к окончательной центровке можно приступать только через 48 ч после установки двигателя на амортизаторы.

16. проверить равномерность просадки амортизаторов. Замерить расстояние по вертикали от нижнего края верхней отливки до нижней отливки. Замерить расстояние с 4 сторон амортизатора. Разница между замерянными величинами не должна превышать 0.6 мм для одного амортизатора. Рассчитать среднее расстояние и зафиксировать величины для сравнения с прочими амортизаторами. Как правило просадка амортизаторов с рабочей стороны двигателя на 0.5 мм меньше, чем с задней стороны. Максимально допустимая разница просадки амортизаторов составляет 2 мм.

17. если необходима регулировка высоты амортизаторов это делается с помощью регулировочной гайки в соответствии с процедурой описанной в пункте 4.

18. проверить центровку муфты и выполнить регулировку (при необходимости), с помощью регулировочной гайки в соответствии с процедурой описанной в пункте 4.

19. установить зазор внутреннего ограничителя следующим образом:

• — удерживая регулировочную гайку ключом повернуть шпиндель против часовой стрелки в самое верхнее положение.
• — повернуть шпиндель обратно на 2 полных оборота по часовой стрелке.

20. удерживая шпиндель затянуть гайку М27. усилие затяжки — 1000Нм.

21. центровка муфты должна проверяться каждые 6 месяцев.

2. Инструкции по центровке главных двигателей WARTSILA 20.

Общее.

Данная инструкция относится только к центровке двигателя и редуктора. До того, как приступить к центровке с двигателем, редуктор должен быть предварительно отцентрован с промежуточным валом. Необходимо произвести затяжку анкерных болтов редуктора. Основная цель процедуры центровки заключается в выравнивании вала двигателя и входного вала редуктора, когда двигатель прогреется до нормальной рабочей температуры. Процедура центровки также обеспечивает безопасность запуска установки без опасности повредить оборудование.

• 1. Порядок действий.
• — уточните перечень параметров, подлежащих контролю, и определите нужные вам значения радиальной и осевой «холодной» центровки муфты.
• — если WARTSILA не предоставила данные по"холодной" центровке, необходимо согласовать их, прежде чем преступить к непосредственно к процедуре центровки.
• — произведите центровку двигателя при помощи имеющихся в опорах двигателя винтовых домкратов. Откорректируйте его положение до достижения необходимых значений радиальной и осевой центровки муфты (см. п. 3. «процедура центроки»).
• — снимите показания индикаторов коленвала.
• — направьте полученные значения на согласование.
• — при получении одобрения, можно приступать к обработке стальных клиньев, а также к затяжке анкерных болтов.
• — необходимо сверится со значениями центровки муфты и показаний индикаторов коленвала после затяжки анкерных болтов.
• — пуск двигателя и ввод его в эксплуатацию должен происходить только в пресутствии представителя компании WARTSILA.
• — в рабочем состоянии центровка проверяется после того, как двигатель прогрелся до нормальной рабочей температуры.
• — в каждой точке, где проверяется центровка, немаловажно выделить достаточно времени на возможную самокорректировку — в случае, если показания приборов неудовлетворительны.
• 2. Опредение значений «холодной» центровки.
• 2.1 Подъем центровой линии валодвигателя.

Тепловое расширение.

Смещение валодвигателя вверх, в силу теплового расширения, необходимо учитывать при определении значений радильной «холодной» центровки. Необходимо принять во внимание тепловое расширение следующих компонентов:

• — блока цилиндров
• — фундамента
• — системного масляного танка

степень теплового расширения различных компонентов вычисляется по формуле:

где: — вертикальное расширение различных компонентов (мм).

— суммарное вертикальное смещение (мм).

— высота различных компонентов (мм).

1,2 * 10^-5 для стали и 0,9…1,1 * 10^-5 для чугуна. Коэффициент теплового расширения (1/^оС).

— разница температур (^оС).

2.2 подъем центровой линии редуктора Тепловое расширение редуктора.

Необходимо принимать во внимание тепловое расширение редуктора. Рабочая температура редукторов различного типа также различна (как правило от 50…60 ^оС), поэтому необходимо неукоснительно следовать инструкциям изготовителя редуктора.

Смещение валов редуктора.

Необходимо принимать во внимание смещение валов по причине реактивных сил, т. е. сил противодействия. Значения данных смещений с допусками приведены в технической документации редукторов.

Примечаение:

Вертикальное смещение двигателя в силу теплового расширения, как правило, больше, чем смещение редуктора. Следовательно, при «холодной» центровке принято считать, что двигатель устанавливается на 0.0 — 0.4 мм ниже редуктора, в случае с сухим картером, и на 0.0 — 0.2 мм ниже редуктора, в случае с мокрым картером.

2.3 осевое смещение Расстояние между маховиком и входным фланцем редуктора.

расстояние между маховиком и входным фланцем входного вала редуктора должно соответствовать суммарной длине упругой муфты, включая ее промежуточное кольцо (при его наличии), а также учитывая осевое смещение в силу теплового расширения вала-шестерни редуктора.

3. Индикация положения муфты между двигателем и редуктором.

Используются циферблатные индикаторы. Рекомендуется использовать два индикатора, так чтобы, к примеру, параметр «А» можно было замерить одновременно на обоих концах. Скобу под индикаторы следует делать жёсткой во избежании искажения показаний приборов.

Скоба крепится к фланцу входного вала редуктора.

Затем редуктор и двигатель поворачиваются, и замер параметров происходит в четырёх положениях с разницей в 90^о. так можно убедится в отсутствии углового смещения валов.

Валы поворачиваются только в одном направлении, поскольку вал может слегка перемещаться радиально в допустимых пределах, или по оси из-за косозубой передачи — в том случае, если изменить направление вращения.