大型油輪花鍵連接貨油泵安裝工藝

熊紀(jì)國(guó)

（舟山中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，舟山 316131）

1 前言

貨油泵是油輪的重要設(shè)備，貨油泵的安裝精度直接影響到貨油泵的正常運(yùn)行。根據(jù)連接型式不同，貨油泵主要分為花鍵連接和萬(wàn)向軸連接兩種。本文重點(diǎn)研究花鍵連接貨油泵的安裝工藝，包括合理設(shè)置工藝流程，在保證質(zhì)量的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率，減少施工難度，降低施工強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)降本增效的作用。

2 安裝流程及注意事項(xiàng)

花鍵連接的貨油泵，由泵體、浮動(dòng)軸、中間軸、透平/電機(jī)、波紋管及穿艙件組成。泵體，浮動(dòng)軸、中間軸、透平/電機(jī)是花鍵連接，如圖1 所示。

2.1 安裝技術(shù)要求

按照CSQCS 及廠家要求：

1）基座與反面加強(qiáng)的錯(cuò)位，不能超過板厚的三分之一；

2）調(diào)整墊塊與固定墊塊之間著色的接觸面，不少于60%；0.05 mm 塞尺允許塞進(jìn)距離，不大于10 mm；

3）透平/電機(jī)輸出法蘭與中間軸輸入法蘭之間校中，曲折和偏移不大于0.2 mm；

4）中間軸與泵校中，曲折和偏移不大于0.4 mm；

5）泵的輸入軸法蘭與中間軸輸出法蘭的距離為E±2 mm，E 為設(shè)備廠家給定值；

6）波紋管安裝的技術(shù)要求（見圖2）：

圖2 波紋管的安裝要求

長(zhǎng)度方向的拉伸或壓縮，不大于±10 mm；

角度偏差，不大于5o；

垂直軸向方向的偏，不大于±8 mm。

2.2 安裝注意事項(xiàng)

1）與泵體連接的大直徑管子，會(huì)影響中間軸與泵軸的校中參數(shù)；

2）船舶下水后船體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力釋放，會(huì)影響中間軸與泵軸的校中參數(shù)；

3）貨油泵與基座安裝完畢、貨油泵進(jìn)、出口管子連接完畢，才能進(jìn)行校中工作；

4）中間軸與泵的校中在水下進(jìn)行。

2.3 安裝流程（圖3）

圖3 貨油泵安裝流程

1）貨油泵基座定位

貨油泵下面是隔離空艙，防止加強(qiáng)錯(cuò)位非常重要，如果出現(xiàn)加強(qiáng)錯(cuò)位則修改非常困難，安裝時(shí)一定要重點(diǎn)注意。標(biāo)準(zhǔn)允許錯(cuò)位不超過最小板厚的四分之一；如果錯(cuò)位超過最小板厚的四分之一而小于三分之一，可以采用加焊的方法；如果錯(cuò)位超過最小板厚的二分之一，只有割開調(diào)整。

2）貨油泵安裝

吊裝貨油泵前，要將焊接墊塊按圖紙要求焊接在基座上，以平板為基準(zhǔn)拂配固定墊塊，著色接觸面積不小于60%；安貨油泵時(shí)，要保證輸入法蘭橫向和縱向兩個(gè)方向水平，保證活動(dòng)墊塊的最小尺寸不小于15 mm[1]，泵的輸入法蘭上平面距透平甲板的距離達(dá)到給定值±10 mm，以保證波紋管、穿艙件的安裝。

貨油泵安裝完畢、電機(jī)/透平吊裝前，要以貨油泵的軸心為基準(zhǔn)，在透平甲板開一個(gè)大于中間軸直徑、小于波紋管穿艙件外徑50～100 mm 的孔，保證吊裝電機(jī)/透平時(shí)中間軸能順利插入貨油泵艙。

3）泵進(jìn)出口管子安裝

泵進(jìn)出口管子研配質(zhì)量對(duì)泵的安裝影響非常大，間隙過大會(huì)直接將貨油泵拉偏，使貨油泵與電機(jī)/透平之間的對(duì)中值超出技術(shù)要求；泵的進(jìn)出口管子采用現(xiàn)場(chǎng)研配的方式，間隙不大于1 mm，越小越好，由于貨油泵的管子直徑較大，無論研配得多么好，連接管子都會(huì)對(duì)貨油泵的位置造成影響，所以貨油泵與中間軸校中前，泵的進(jìn)出口管子要連接完畢并進(jìn)行管路密性試驗(yàn)，保證不再擰緊管系的連接螺栓。

4）定位電機(jī)/透平基座和波紋管穿艙件安裝

由于電機(jī)/透平基座安裝裕度不大，必須精準(zhǔn)定位。通常將電機(jī)/透平用頂升螺栓支撐在基座上，頂升高度為墊塊厚度；調(diào)整好基座與電機(jī)的位置固定，整體與貨油泵校中，切除余量定位；同時(shí)也對(duì)波紋管穿艙件進(jìn)行定位，定位穿艙件時(shí)用螺栓將波紋管與穿艙件和中間軸連接，防止螺栓孔錯(cuò)位；調(diào)整穿艙件，檢查波紋管的各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到技術(shù)要求，定位波紋管的穿艙件，由于基座內(nèi)側(cè)無法焊接，要將電機(jī)/透平吊起來；焊接完畢之，要用平板對(duì)固定墊塊進(jìn)行拂配作業(yè)，接觸面積不小于60%[1]，里面焊接、打磨、涂裝完畢后，電機(jī)/透平放在基座上，用項(xiàng)升螺栓支撐重新校中。注意電機(jī)/透平吊起時(shí)，在下方有工人作業(yè)，用支撐管做好保護(hù)，保證安全。

5）電機(jī)/透平安裝

中間軸支撐工裝圖，如圖4 所示：件1 是中間軸，件2 是支撐架，將中間軸立放在支撐架上面，將電機(jī)/透平吊起來與中間軸連接后，整體吊在基座上；組裝時(shí)，電機(jī)/透平與中間軸的接觸面要清理干凈，去除毛刺，放置在基座上之后先檢查電機(jī)/透平的輸出法蘭與中間軸的輸入法蘭的對(duì)中，通常曲折和偏移都不能大于0.2 mm（偏移采用百分表，曲折采用塞尺檢查）。如果超差，松開透平與本體基座的連接螺栓，調(diào)整透平，使其滿足技術(shù)要求。這一步通常在電機(jī)/透平上面的分段/總段吊裝前完成。

圖4 中間軸支撐工裝圖

基座處理完畢之后，放下電機(jī)/透平與貨油泵校中。由于船體結(jié)構(gòu)從船臺(tái)到水里面會(huì)釋放應(yīng)力，產(chǎn)生變形，為了減少船體變形對(duì)安裝質(zhì)量的影響，這項(xiàng)工作通常在船舶下水之后完成。由于中間軸輸出法蘭與貨油泵的輸入法蘭的距離比較大，所以要做一根假軸裝在貨油泵的輸入法蘭上，用兩只磁力表座吸附在假軸上，一只百分表垂直于中間軸輸出法蘭的端面，測(cè)量曲折值（見圖5）；另一只百分表垂直于中間軸輸出法蘭的外圓，測(cè)量偏移值（見圖5）。測(cè)量時(shí)通常提取前、后、左、右四個(gè)點(diǎn)的值，見圖6 所示。

圖5 貨油泵軸系校中圖

圖6 軸系校中取值示意圖

如圖6 所示：a 是垂直于中間軸輸出法蘭外圓百分表的讀數(shù)；b 是垂直于中間軸輸出法蘭端面分表的讀數(shù)。

（1）偏移值計(jì)算[2]

前后偏移：

a*=（a1-a3）/2

為正值時(shí)，中間軸偏前；為負(fù)值時(shí)，中間軸偏后。

左右偏移：

a*=（a2-a4）/2

為正值時(shí)，中間軸偏左；為負(fù)值時(shí)，中間軸偏右。

（2）曲折值計(jì)算[2]

前后曲折：

b*=b1-b3

為正值時(shí)，后張口；為負(fù)值時(shí)，前張口。

左右曲折：

b*=b2-b4

為正值時(shí)，右張口；為負(fù)值時(shí)，左張口。

在電機(jī)/透平上安裝頂升螺栓，用于校中時(shí)調(diào)整曲折；在基座四圍焊接調(diào)整螺栓座，調(diào)整螺栓對(duì)準(zhǔn)電機(jī)/透平本體底座，用于校中時(shí)調(diào)整偏移；電機(jī)/透平校中時(shí)，除了曲折和偏移在設(shè)備廠家技術(shù)要求內(nèi)，通常曲折和偏移都不大于0.4 mm,還需特別注意中間軸的輸出法蘭與貨油泵的輸入法蘭之間的距離在技術(shù)要求內(nèi)，這是浮動(dòng)軸正常安裝的必要條件。

由于陽(yáng)光的影響，校中工作應(yīng)當(dāng)在夜間或陰雨天進(jìn)行。由于拂配和擰緊地腳螺栓都會(huì)影響電機(jī)/透平與貨油泵的對(duì)中數(shù)據(jù)，所以盡可能做好拂配前的校中，通常曲折和偏移在0.1 mm 內(nèi)。

測(cè)量墊塊尺寸，每塊墊塊編上號(hào)碼，加工時(shí)也在墊塊上用記號(hào)筆寫上對(duì)應(yīng)的號(hào)碼，留0.3 mm 的加工余量；墊塊加工完畢之后，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拂配，接觸面積不小于60%，允許0.05 mm 塞尺插入不大于10 mm[1]。由于電機(jī)/透平的重量輕，在拂配前，要用夾馬讓其與基座固定；拂配用手輕輕推入，防止拂配讓對(duì)中失效。

拂配報(bào)檢完畢后，將墊塊全部放置到位，用比螺栓孔小0.5 mm 的自制樣沖在墊塊上敲樣沖眼，用鉆床鉆孔，去除毛刺，一一對(duì)應(yīng)回裝，用塞尺檢查，每塊墊塊0.05 mm 塞尺塞入不大于10 mm 即可；裝上地腳螺栓，螺栓露出螺帽1-3 牙，松開（不要拆除）所有的頂螺栓和調(diào)整螺栓，檢查電機(jī)/透平與貨油泵的對(duì)中數(shù)據(jù)，滿足廠家的技術(shù)要求，通常曲折和偏移不大于0.4 mm。

地腳螺栓分兩次對(duì)稱擰緊，電機(jī)基座是圓形的，擰緊順序見圖7；透平基座是長(zhǎng)方形的，擰緊順序見圖7[3]。第一次用扭矩的50%擰緊，第二次100%扭矩?cái)Q緊。此處的螺栓不大，用扭力扳手?jǐn)Q緊即可。如果有小液壓扳手，也可以用液壓扳手?jǐn)Q緊。在擰緊過程中，要監(jiān)測(cè)電機(jī)/透平與貨油泵的對(duì)中數(shù)據(jù)，如果超差要調(diào)整螺栓的擰緊順序，甚至于松開地腳螺栓重新調(diào)，直到滿足要求為止；地腳螺栓擰緊之后，鉆孔、鉸孔裝上定位銷，安裝工作結(jié)束。

圖7 圓形基座螺栓擰緊順序圖

與透平連接的大直徑管子，是通過波紋管與透平連接，所以透平的連接管對(duì)對(duì)中參數(shù)的影響并不大。為了穩(wěn)妥，電機(jī)的電纜連接、透平的所有管子連接完畢后，再次檢查電機(jī)/透平與貨油泵的對(duì)中參數(shù)，然后再裝浮動(dòng)軸。

6）浮動(dòng)軸安裝

安裝浮動(dòng)軸時(shí)，要注意花鍵的清潔，里面一定要注入規(guī)定牌號(hào)的油脂。連接螺栓以規(guī)定扭矩?cái)Q緊，擰緊順序參見圖8。

圖8 長(zhǎng)方形基座螺栓擰緊順序圖

3 總結(jié)

從整個(gè)花鍵連接的貨油泵安裝工藝和生產(chǎn)流程上看，制訂安裝要求時(shí)，要滿足廠家和行業(yè)規(guī)范要求，廠家提出了要求的，按照廠家要求執(zhí)行；廠家沒有要求的，如果行業(yè)有要求，應(yīng)以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；同時(shí)，制訂工藝流程時(shí)，要充分考慮環(huán)境因素、工廠的設(shè)備能力和工人的技能水平。沒有最好的工藝流程，只有最合適的工藝流程，只有根據(jù)客觀實(shí)際情況，制訂合理的工藝流程，才能又好又快的完成生產(chǎn)工作。