CN105855833A - 一种机身正置曲轴装配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机身正置曲轴装配方法及装置，其解决了现有柴油机生产过程中，装配曲轴到机身的工序容易造成机身变形、不能保证装配质量、周期长、成本高的技术问题。装配方法是曲轴固定，吊起机身下行，与曲轴预定位；机身固定，曲轴上升，与机身终定位并安装。本发明广泛用于生产中高速大功率柴油机时的曲轴装配工序。

Description

一种机身正置曲轴装配方法及装置

技术领域

本发明涉及中高速大功率柴油机技术领域，特别是涉及一种机身正置曲轴装配方法及装置。

背景技术

高速大功率柴油机曲轴装入机身的工序是柴油机装配的关重工序之一。大型柴油机的机身和曲轴均为关键件，机身和曲轴的价值约占整机价值的25%，特别是曲轴对其轴颈碰伤有严格的要求，装配方法对机身和曲轴的正确安装和保护有非常重要的意义，直接影响柴油机的质量和使用寿命。

中高速大功率柴油机主轴承结构多数属于倒挂式。如说明书附图1所示，柴油机倒挂式结构是，倒挂的主轴承盖通过主轴承螺栓和横向螺栓与机身连接的方式使曲轴定位安装在机身里。因有左右两列缸孔，称为V型柴油机。机身2为焊接结构。

柴油机生产时，装配曲轴均采用倒置装配法，即翻装机身使其倒置（图2），装配曲轴后再翻装成正置位置（图3）。装配后的机身组件重量=机身重量+曲轴重量+主轴承盖（含螺栓）重量，总重量会有所增加，故翻转安装机身组件，机身有变形的风险。但是铸造机身因有足够的刚性，无论采用天车或专用翻装机翻装，不影响机身空间孔系的位置及尺寸精度，经多年实践与检测，此方法安全可靠。

机身是柴油机零件中结构复杂的箱体类零件，是柴油机的骨架，也是所有零件和附件的装配基体，其中机身底平面、曲轴孔、凸轮轴孔和缸孔等面、孔系是安装的定位基准，特别是该V型机焊接机身作为凸轮轴安装定位基准的凸轮轴箱为悬臂梁结构，机身本体重量为23.5T，增加曲轴等后，机身组件总重量为35.2T，翻装机身风险较高。

若采用天车翻装，由于焊接机身刚性差的缺点，容易破坏机身孔系精度，使其超差，引起装配质量问题，危及整机的运行安全，严重时造成整机损害。

若采用专用翻装机翻装，因生产批量小，外购翻装机周期长、生产成本高。

发明内容

本发明为了解决现有柴油机生产过程中，装配曲轴到机身的工序容易造成机身变形、不能保证装配质量、周期长、成本高的技术问题，提供一种能够保证装配质量、成本低的机身正置曲轴装配方法及装置。

本发明提供的机身正置曲轴装配装置，包括两个机身支承座一、两个机身支承座二、两套曲轴支撑定位装置，曲轴支撑定位装置包括定位座一、支架一和千斤顶，定位座一放置在支架一上，千斤顶放置于定位座一的下方，定位座一的中间部位为弧形面，定位座一的两侧设有第一定位孔和第二定位孔，支架一的顶部两端分别安装有第一微调螺钉和第二微调螺钉，第一微调螺钉顶靠在定位座一的侧壁上，第二微调螺钉顶靠在定位座一的另一侧壁上。

本发明提供的机身正置曲轴装配方法，包括以下步骤：

第一步，曲轴固定过程：

（1）将曲轴预先放在两套曲轴支撑定位装置上；

（2）装配时通过吊耳起吊机身，下降机身，以四个主轴承螺栓上的内螺纹导向套为导向柱，导入定位座一上的第一定位孔和第二定位孔，以及定位座二上的两个定位孔中，同时使用微调螺钉分别顶压定位座一和定位座二的侧壁从而将机身放置在机身支承座一和机身支承座二上；

第二步，机身固定过程：

（1）第一曲轴起吊定位支架和第二曲轴起吊定位支架固定于机身的上方，第一曲轴起吊定位支架设有第一销轴，第二曲轴起吊定位支架设有第二销轴，第一销轴和第二销轴位于机身主轴承孔中心位置垂直上方，曲轴起吊时正好位于机身的中心位置线上，再将四个防护定位套分别安装在机身第1档和第9档的主轴承螺栓上，曲轴起吊上升时，前后设置的四个防护定位套的使其沿机身中心位置线上升；

（2）将第一起吊葫芦与第一销轴连接，将第二起吊葫芦与第二销轴连接，曲轴的输出端用软带与第一起吊葫芦连接，第二吊耳安装于曲轴的自由端上，用第二吊耳与第二起吊葫芦连接；操作两个吊葫芦，使曲轴上升，利用第一销轴和第二销轴及防护定位套找正主轴承孔中心位置，同时在曲轴上行过程中，用定位座一下面的千斤顶和定位座二下面的千斤顶辅助推动定位座一和定位座二沿机身开档侧面导向上升，利用定位座一和定位座二的弧形面劣弧原理补偿曲轴在机身的主轴承孔中的自动定位，将曲轴安全导入机身的主轴承孔中；

第三步，安装主轴承盖：

（1）主轴瓦装至各档主轴承盖中，除第3档、第7档外，依次装配其余各档主轴承盖，各档主轴承盖已预先放置于机身下方；首先用天车从曲轴箱观察孔起吊，上升至机身开档侧面5-10mm的位置，再用千斤顶推动主轴承盖进入机身开档侧面，沿其导向上升与机身结合面接触并导入定位销，装配固定螺母和横向螺栓，固定曲轴；

（2）最后装配第3档、第7档的主轴承盖。

优选地，第一步的曲轴固定过程中，机身下降速度为200-260mm/min；第二步的机身固定过程中，曲轴上升速度为150-200mm/min。

本发明的有益效果是，机身正置曲轴装配方法及装置的使用，一是在于克服翻转机身时，由于机身刚性差易破坏其定位基准的问题；二是小批量或单台装配不需用任何翻转工具，完成曲轴装入机身的工作，解决了周期长、成本高的问题，同时保证装配质量。

本发明使中高速大功率柴油机装配时能保证刚性差机身的装配精度，提高曲轴装配的工艺稳定性，同时在小批量或单台装配时有良好的经济性和质量保证。本装配方法科学实用、安全可靠、成本低廉便于推广使用。

本发明进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是V型柴油机的倒挂式主轴承机身正置剖面图；

图2是机身倒置（曲轴未装入到机身中）的结构示意图；

图3是机身正置（曲轴已装入到机身中）的结构示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是曲轴支撑定位装置的结构示意图；

图6是图5的左视图；

图7是机身定位装配图；

图8是内螺纹导向套的结构示意图；

图9是曲轴预放置示意图；

图10是曲轴定位装配图；

图11是图10的左视图。

图中符号说明：

1.曲轴，2.机身，3.主轴承盖，4. 机身的左列缸孔，5. 机身的右列缸孔，6.主轴承螺栓，7.螺母，8.横向螺栓，9.定位销，10.主轴瓦，11.支架一，12.定位座一，13.弧形面，14.第一定位孔，15.第二定位孔，16.第一微调螺钉，17.第二微调螺钉，18.千斤顶，19.机身支承座一，20.机身支承座二，21.内螺纹导向套，22.第一吊耳，23.支架二，24. 定位座二，25.曲轴第3档，26.曲轴第7档，27.曲轴第1档，28.曲轴第9档，29.输出端，30.第二吊耳，31.第一曲轴起吊定位支架，32.第二曲轴起吊定位支架，33.第一销轴，34.第二销轴，35.防护定位套，36.第一起吊葫芦，37.第二起吊葫芦，38.主轴承孔，39.中心位置线。

具体实施方式

如图5、6和7所示，定位座一12放置在支架一11上，定位座一12的下方放置千斤顶18。定位座一12的中间部位为弧形面13，其为劣弧（小于180°），用于放置曲轴。定位座一12的两侧有两个结构相同的第一定位孔14和第二定位孔15。支架一11的顶部两端分别安装有第一微调螺钉16和第二微调螺钉17，第一微调螺钉16顶靠在定位座一12的侧壁上，第二微调螺钉17顶靠在定位座一12的另一侧壁上。第一微调螺钉16和第二微调螺钉17用于调整定位座一12在支架一11上的位置。定位座一12、支架一11、第一微调螺钉16、第二微调螺钉17和千斤顶18组成第一套曲轴支撑定位装置。

一共有两套结构相同的曲轴支撑定位装置。如图9所示，第一套曲轴支撑定位装置是曲轴1的第3档的支撑，第二套曲轴支撑定位装置是曲轴1的第7档的支撑。第二套曲轴支撑定位装置由定位座二24、支架二23和相应两个微调螺钉以及千斤顶组成。定位座二24放置在支架二23上，定位座二24与定位座一12的结构相同，支架二23与支架一11的结构相同。

支架一11的中心与支架二23的中心之间的距离L=2960mm。

如图7和8所示，四个内螺纹导向套21分别装入第3档和第7档的四个主轴承螺栓6上。主轴承螺栓6已预先装入机身2的第1～9档，每档装2个。

机身2的每一档与曲轴1的每一档位置是一致的，如曲轴1第一档的主轴颈放入机身2第一档与主轴承盖所形成的主轴承孔中，即：曲轴每档主轴颈放入机身每档与主轴承盖所形成的主轴承孔中。见图2、图10和图11。

如图7、10和11所示，支架一11和支架二23的外侧设置两个机身支承座一19和两个机身支承座二20，机身2的底平面四个角将会放置在两个机身支承座一19和两个机身支承座二20上。

参考图7、8、9、10和11，下面描述装配过程：

第一步，曲轴固定过程：

（1）将曲轴1预先放在定位座一12和定位座二24上。

（2）装配时通过四个第一吊耳22起吊机身2，并以200-260mm/min的速度缓慢下降，以四个主轴承螺栓6上的内螺纹导向套21为导向柱，导入定位座一12上的第一定位孔14和第二定位孔15，以及定位座二24上的两个定位孔中，在此过程，可使用四个微调螺钉分别顶压定位座一12和定位座二24的侧壁从而将机身2缓慢放置在机身支承座一19和机身支承座二20上，此时实现了曲轴1与机身2预定位与防护。

第二步，机身固定过程：

（1）第一曲轴起吊定位支架31和第二曲轴起吊定位支架32固定于机身2的上方，第一曲轴起吊定位支架31设有第一销轴33，第二曲轴起吊定位支架32设有第二销轴34，第一销轴33和第二销轴34位于机身主轴承孔38中心位置垂直上方，曲轴1起吊时正好位于机身2的中心位置线39上。再将四个防护定位套35分别安装在机身2第1档和第9档的主轴承螺栓6上。曲轴1起吊上升时，前后设置的四个防护定位套的使其沿机身中心位置线上升，防护定位套35的材料为尼龙可避免碰伤曲轴。

（2）将第一起吊葫芦36与第一销轴33连接，将第二起吊葫芦37与第二销轴34连接，曲轴1的输出端29用软带与第一起吊葫芦36连接，第二吊耳30安装于曲轴1的自由端上，用第二吊耳30与第二起吊葫芦37连接。操作两个吊葫芦，使曲轴1以150-200mm/min速度缓慢上升，利用第一销轴33和第二销轴34及防护定位套35找正主轴承孔38中心位置，同时在曲轴上行过程中，用定位座一12下面的千斤顶18和定位座二24下面的千斤顶辅助推动定位座一12和定位座二24沿机身开档侧面导向上升。利用定位座一12和定位座二24的弧形面劣弧原理补偿曲轴1在机身2的主轴承孔38中的自动定位，将曲轴1安全导入机身2的主轴承孔38中。该过程能够防止机身与曲轴碰伤。

第三步，安装主轴承盖：

（1）主轴瓦10装至各档主轴承盖中，依次装配其余各档主轴承盖（除第3档、第7档外），各档主轴承盖已预先放置于机身2下方。首先用天车从曲轴箱观察孔起吊，上升至机身开档侧面5-10mm的位置，再用千斤顶推动主轴承盖3进入机身开档侧面，沿其导向上升与机身结合面接触并导入定位销9，装配固定螺母7和横向螺栓8，固定曲轴。

（2） 最后装配第3档、第7档的主轴承盖。

以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1. 一种机身正置曲轴装配装置，其特征是，包括两个机身支承座一、两个机身支承座二、两套曲轴支撑定位装置，所述曲轴支撑定位装置包括定位座一、支架一和千斤顶，所述定位座一放置在支架一上，千斤顶放置于定位座一的下方，所述定位座一的中间部位为弧形面，所述定位座一的两侧设有第一定位孔和第二定位孔，所述支架一的顶部两端分别安装有第一微调螺钉和第二微调螺钉，所述第一微调螺钉顶靠在定位座一的侧壁上，第二微调螺钉顶靠在定位座一的另一侧壁上。

2. 一种使用如权利要求1所述的装置的机身正置曲轴装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，曲轴固定过程：

（1）将曲轴预先放在两套曲轴支撑定位装置上；

（2）装配时通过吊耳起吊机身，下降机身，以四个主轴承螺栓上的内螺纹导向套为导向柱，导入定位座一上的第一定位孔和第二定位孔，以及定位座二上的两个定位孔中，同时使用微调螺钉分别顶压定位座一和定位座二的侧壁从而将机身放置在机身支承座一和机身支承座二上；

第二步，机身固定过程：

（1）第一曲轴起吊定位支架和第二曲轴起吊定位支架固定于机身的上方，第一曲轴起吊定位支架设有第一销轴，第二曲轴起吊定位支架设有第二销轴，第一销轴和第二销轴位于机身主轴承孔中心位置垂直上方，曲轴起吊时正好位于机身的中心位置线上，再将四个防护定位套分别安装在机身第1档和第9档的主轴承螺栓上，曲轴起吊上升时，前后设置的四个防护定位套的使其沿机身中心位置线上升；

（2）将第一起吊葫芦与第一销轴连接，将第二起吊葫芦与第二销轴连接，曲轴的输出端用软带与第一起吊葫芦连接，第二吊耳安装于曲轴的自由端上，用第二吊耳与第二起吊葫芦连接；操作两个吊葫芦，使曲轴上升，利用第一销轴和第二销轴及防护定位套找正主轴承孔中心位置，同时在曲轴上行过程中，用定位座一下面的千斤顶和定位座二下面的千斤顶辅助推动定位座一和定位座二沿机身开档侧面导向上升，利用定位座一和定位座二的弧形面劣弧原理补偿曲轴在机身的主轴承孔中的自动定位，将曲轴安全导入机身的主轴承孔中；

第三步，安装主轴承盖：

（1）主轴瓦装至各档主轴承盖中，除第3档、第7档外，依次装配其余各档主轴承盖，各档主轴承盖已预先放置于机身下方；首先用天车从曲轴箱观察孔起吊，上升至机身开档侧面5-10mm的位置，再用千斤顶推动主轴承盖进入机身开档侧面，沿其导向上升与机身结合面接触并导入定位销，装配固定螺母和横向螺栓，固定曲轴；

（2）最后装配第3档、第7档的主轴承盖。

3. 根据如权利要求2所述的装配方法，其特征在于，所述第一步的曲轴固定过程中，机身下降速度为200-260mm/min；所述第二步的机身固定过程中，曲轴上升速度为150-200mm/min。