CN113107671A - 一种船用柴油机曲轴换新方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶修理技术领域，具体涉及一种船用柴油机曲轴换新方法，依次包括如下步骤：步骤一、柴油机主机机架向上吊装后的悬空固定；步骤二、柴油机曲轴在柴油机主机上的倒挂设置；步骤三、柴油机曲轴下落转移至曲轴运输小车上；步骤四、曲轴运输小车横向移位至所述柴油机主机机架下方位置的旁边；步骤五、柴油机曲轴的吊装出舱。本发明实现了狭窄空间船舶机舱内的大型柴油机曲轴的换新，并提高了作业的安全性。

Description

一种船用柴油机曲轴换新方法

技术领域

本发明涉及船舶修理技术领域，具体涉及一种船用柴油机曲轴换新方法。

背景技术

船用柴油机曲轴位于柴油机主机机架的下半部分，曲轴上的主轴承常采用倒挂主轴承安装形式。现有技术中，船用柴油机曲轴常规的换新方法为：

(1)先将柴油机主机机架采用整体吊起悬停在空中；

(2)用起重葫芦将悬停在空中的柴油机主机机架翻转180度；

(3)拆去柴油机主机机架中固定主轴承和曲轴的主轴承盖；

(4)用起重葫芦将曲轴吊装出舱，将新换的带有主轴承的曲轴吊装入舱，吊装到位后用主轴承盖固定；

(5)用起重葫芦将柴油机主机机架翻转复原，主机机架安装就位。

但是，上述船用柴油机曲轴的换新方法在使用时存在以下问题：

一是在船舱空间较为狭窄的情况下，主机机架的翻身会受到一定的空间限制；

二是对于大型船用柴油机来说，由于柴油机主机机架尺寸大、重量重，主机机架空中翻身危险性大，存在较大安全隐患。

例如，我公司某船两台大型四冲程V型柴油主机(型号14PC4-2V)，外形尺寸为长10m×宽3m×高3.5m，14缸，缸径570mm，最大输出功率23100PS(16978KW)，为倒挂主轴承形式。主机曲轴损坏须换新。主机机架为钢板焊接件重62吨，曲轴外形尺寸为Φ1500mm×7.86m重18吨。由于主机机架和曲轴重量较大，机舱空间狭小，给主机机架和曲轴吊装、驳运等增加了很多困难，采用常规吊装方法很难完成曲轴换新工程，必须采用新方法才能顺利完成该项工程。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种船用柴油机曲轴换新方法，旨在实现狭窄空间船舶机舱内的大型柴油机曲轴的换新，并提高作业的安全性。具体的技术方案如下：

一种船用柴油机曲轴换新方法，依次包括如下步骤：

步骤一、柴油机主机机架向上吊装后的悬空固定；

步骤二、柴油机曲轴在柴油机主机上的倒挂设置；

步骤三、柴油机曲轴下落转移至曲轴运输小车上；

步骤四、曲轴运输小车横向移位至所述柴油机主机机架下方位置的旁边；

步骤五、柴油机曲轴的吊装出舱。

优选的，所述步骤一的柴油机主机机架向上吊装后的悬空固定的操作过程包括：预先在主机上方的甲板上设置加强立柱，所述加强立柱包括按照左右位置分别设置的左加强立柱和右加强立柱，并在所述加强立柱上连接纵向吊梁，在所述纵向吊梁上设置吊耳，制作若干数量的专用吊具固定在柴油机缸体底部，在所述纵向吊梁的吊耳与所述专用吊具之间设置若干数量的起重葫芦，将柴油机主机机架向上吊装后悬空固定。

优选的，所述骤二的柴油机曲轴在柴油机主机上的倒挂设置的操作过程包括：将主机机架上的全部七个主轴承盖中的五个主轴承盖全部拆卸，留下两个主轴承盖不拆，使得整根柴油机曲轴依靠未拆的两个主轴承盖倒挂设置在主机机架上。

优选的，所述步骤三的柴油机曲轴下落转移至曲轴运输小车上的操作过程包括：制作一辆曲轴运输小车，在悬空的柴油机主机机架下方设置小车轨道，将曲轴运输小车设置在小车轨道上并移动至柴油机曲轴下方位置；然后使用一对千斤顶托住柴油机曲轴上未拆的两个主轴承盖，松开两个主轴承盖与柴油机主机机架的螺栓连接，千斤顶慢慢下放使得柴油机曲轴搁置在曲轴运输小车上，到位后用压板固定柴油机曲轴。

优选的，所述步骤五的柴油机曲轴的吊装出舱的操作过程包括：在所述吊装出舱位置的上方甲板上设置侧加强立柱。

本发明的一种船用柴油机曲轴换新方法还包括设置在步骤五之后的如下步骤：

步骤六、新的柴油机曲轴的吊装入舱；

优选的，所述步骤六的新的柴油机曲轴的吊装入舱的操作过程包括：在柴油机主机机架上用于连接主轴承盖的双头螺栓部位设置用于防止柴油机曲轴与所述双头螺栓碰撞的至少一对尼龙导向挡板，所述尼龙导向挡板竖立设置，所述一对尼龙导向挡板上相对的两个内侧面与柴油机主机机架的轴瓦孔内径端口相接齐。

优选的，所述尼龙导向挡板的背面连接有基板，所述基板通过U型夹块和夹紧螺钉与所述双头螺栓固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述步骤六的新的柴油机曲轴的吊装入舱的操作过程中，还在所述曲轴的两端部位各连接有一套吊装防晃稳态控制装置，所述吊装防晃稳态控制装置包括固定设置在待吊装曲轴下方两侧的一对收放卷减速电机、设置在所述收放卷减速电机的电机轴上的卷盘、设置所述卷盘上的牵引绳，所述牵引绳斜向连接所述曲轴。

优选的，所述一对收放卷减速电机在所述待吊装曲轴下方两侧相对于所述曲轴对称设置，所述牵引绳在所述待吊装曲轴下方两侧相对于所述曲轴对称设置，吊装时，所述的一对收放卷减速电机通过控制模块实现同步牵引。

优选的，所述收放卷减速电机采用力矩电机，所述的一对收放卷减速电机通过控制模块实现等力矩同步牵引。

优选的，所述步骤五的柴油机曲轴的吊装出舱的操作过程中，同样在所述曲轴的两端部位各连接有一套所述的吊装防晃稳态控制装置。

作为本发明中吊装防晃稳态控制装置的一种优选方案，所述吊装防晃稳态控制装置还包括分别设置在所述曲轴两端的一对超声波测距传感器，所述一对超声波测距传感器分别水平指向左右两侧方向，所述一对超声波测距传感器分别连接所述控制模块；当所述控制模块通过所述超声波测距传感器检测到所述曲轴距离某一侧的障碍物较近时，由所述控制模块协调控制所述一对收放卷减速电机的动作从而对所述曲轴的左右位置进行调整，使得所述曲轴距离两侧障碍物的距离均大于预先设定的安全距离。

优选的，在曲轴向上吊装出舱的过程中，所述超声波测距传感器在水平指向左右两侧方向的基础上略为向上倾斜设置。例如，设置向上倾斜的角度为2-10°，这样在向上吊装出舱的过程中控制模块可以提前预知是否存在靠近的危险障碍物，从而可以提前协调一对收放卷减速电机的动作以解除可能碰撞的危险。

同样的，在曲轴向下吊装入舱的过程中，所述超声波测距传感器在水平指向左右两侧方向的基础上略为向下倾斜设置。例如，设置向下倾斜的角度为2-10°，这样在向下吊装入舱的过程中控制模块可以提前预知是否存在靠近的危险障碍物，从而可以提前协调一对收放卷减速电机的动作以解除可能碰撞的危险。

优选的，所述一对收放卷减速电机采用力矩可调型电机，所述控制模块通过控制所述一对收放卷减速电机中的其中一个电机的收放力矩减小、另一个电机的收放力矩增大的方式来动态调整两个电机的收放卷力矩，使得曲轴在左右方向的位置得到调整从而避开危险障碍物。

优选的，所述控制模块可以采用MCU控制器。

优选的，所述柴油机曲轴在吊装前，通过拆除甲板的边缘部分拓宽柴油机曲轴吊装出舱和吊装入舱的吊装空间，柴油机曲轴换新后再将甲板的边缘拆除部分重新复原。

本发明的有益效果是：

第一，本发明的一种船用柴油机曲轴换新方法，可在机舱空间有限的情况下完成大型主机曲轴修理、换新工程，且不破坏和改变船体主结构。

第二，本发明的一种船用柴油机曲轴换新方法，吊装曲轴时稳妥可靠，无需进行危险性较大的机架空中翻身，安全性好。

第三，本发明的一种船用柴油机曲轴换新方法，采用吊装防晃稳态控制装置，吊装防晃稳态控制装置采用了由一对牵引绳构成的稳定三角形同步牵引结构，其防晃动的效果好，从而使得曲轴的吊装更加安全可靠。

第四，本发明的一种船用柴油机曲轴换新方法，免去了对高精度曲轴的捆扎，最大限度地确保曲轴不变形、不受损，实现高质量安装。

附图说明

图1是本发明的一种船用柴油机曲轴换新方法的示意图；

图2是在图1的主机机架上设置尼龙导向挡板的结构示意图；

图3是在图1的基础上增加设置吊装防晃稳态控制装置的示意图。

图中：1、主机机架，2、曲轴，3、曲轴运输小车，4、机舱，5、左加强立柱，6、右加强立柱，7、纵向吊梁，8、主机基座，9、起重葫芦，10、小车轨道，11、侧加强立柱，12、双头螺栓，13、基板，14、尼龙导向挡板，15、吊装防晃稳态控制装置，16、收放卷减速电机，17、轨道支撑座，18、花钢板平台，19、牵引绳，20、U型夹块、21、夹紧螺钉，22、超声波测距传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1至3所示为本发明的一种船用柴油机曲轴换新方法的实施例，依次包括如下步骤：

步骤一、柴油机主机机架1向上吊装后的悬空固定；

步骤二、柴油机曲轴2在柴油机主机上的倒挂设置；

步骤三、柴油机曲轴2下落转移至曲轴运输小车3上；

步骤四、曲轴运输小车3横向移位至所述柴油机主机机架1下方位置的旁边；

步骤五、柴油机曲轴2的吊装出舱。

优选的，所述步骤一的柴油机主机机架1向上吊装后的悬空固定的操作过程包括：预先在主机上方的甲板上设置加强立柱，所述加强立柱包括按照左右位置分别设置的左加强立柱5和右加强立柱6，并在所述加强立柱5、6上连接纵向吊梁7，在所述纵向吊梁7上设置吊耳，制作若干数量的专用吊具固定在柴油机缸体底部，在所述纵向吊梁7的吊耳与所述专用吊具之间设置若干数量的起重葫芦9，将柴油机主机机架1向上吊装后悬空固定。

优选的，所述骤二的柴油机曲轴2在柴油机主机上的倒挂设置的操作过程包括：将主机机架1上的全部七个主轴承盖中的五个主轴承盖全部拆卸，留下两个主轴承盖不拆，使得整根柴油机曲轴2依靠未拆的两个主轴承盖倒挂设置在主机机架1上。

优选的，所述步骤三的柴油机曲轴2下落转移至曲轴运输小车3上的操作过程包括：制作一辆曲轴运输小车3，在悬空的柴油机主机机架1下方设置小车轨道10，将曲轴运输小车3设置在小车轨道10上并移动至柴油机曲轴2下方位置；然后使用一对千斤顶托住柴油机曲轴2上未拆的两个主轴承盖，松开两个主轴承盖与柴油机主机机架1的螺栓连接，千斤顶慢慢下放使得柴油机曲轴2搁置在曲轴运输小车3上，到位后用压板固定柴油机曲轴2。

优选的，所述步骤五的柴油机曲轴2的吊装出舱的操作过程包括：在所述吊装出舱位置的上方甲板上设置侧加强立柱11。

本实施例的一种船用柴油机曲轴换新方法还包括设置在步骤五之后的如下步骤：

步骤六、新的柴油机曲轴2的吊装入舱；

优选的，所述步骤六的新的柴油机曲轴2的吊装入舱的操作过程包括：在柴油机主机机架1上用于连接主轴承盖的双头螺栓12部位设置用于防止柴油机曲轴2与所述双头螺栓12碰撞的至少一对尼龙导向挡板14，所述尼龙导向挡板14竖立设置，所述一对尼龙导向挡板14上相对的两个内侧面与柴油机主机机架1的轴瓦孔内径端口相接齐。

优选的，所述尼龙导向挡板1的背面连接有基板13，所述基板13通过U型夹块20和夹紧螺钉21与所述双头螺栓12固定连接。

作为本实施例的进一步改进，所述步骤六的新的柴油机曲轴2的吊装入舱的操作过程中，还在所述曲轴2的两端部位各连接有一套吊装防晃稳态控制装置15，所述吊装防晃稳态控制装置15包括固定设置在待吊装曲轴2下方两侧的一对收放卷减速电机16、设置在所述收放卷减速电机16的电机轴上的卷盘、设置所述卷盘上的牵引绳19，所述牵引绳18斜向连接所述曲轴2。

优选的，所述一对收放卷减速电机16在所述待吊装曲轴2下方两侧相对于所述曲轴2对称设置，所述牵引绳19在所述待吊装曲轴2下方两侧相对于所述曲轴2对称设置，吊装时，所述的一对收放卷减速电机16通过控制模块实现同步牵引。

优选的，所述收放卷减速电机16采用力矩电机，所述的一对收放卷减速电机16通过控制模块实现等力矩同步牵引。

优选的，所述步骤五的柴油机曲轴2的吊装出舱的操作过程中，同样在所述曲轴2的两端部位各连接有一套所述的吊装防晃稳态控制装置15。

作为本实施例中吊装防晃稳态控制装置15的一种优选方案，所述吊装防晃稳态控制装置15还包括分别设置在所述曲轴2两端的一对超声波测距传感器22，所述一对超声波测距传感器22分别水平指向左右两侧方向，所述一对超声波测距传感器22分别连接所述控制模块；当所述控制模块通过所述超声波测距传感器22检测到所述曲轴2距离某一侧的障碍物较近时，由所述控制模块协调控制所述一对收放卷减速电机16的动作从而对所述曲轴2的左右位置进行调整，使得所述曲轴2距离两侧障碍物的距离均大于预先设定的安全距离。

优选的，在曲轴2向上吊装出舱的过程中，所述超声波测距传感器22在水平指向左右两侧方向的基础上略为向上倾斜设置。例如，设置向上倾斜的角度为2-10°，这样在向上吊装出舱的过程中控制模块可以提前预知是否存在靠近的危险障碍物，从而可以提前协调一对收放卷减速电机16的动作以解除可能碰撞的危险。

同样的，在曲轴2向下吊装入舱的过程中，所述超声波测距传感器22在水平指向左右两侧方向的基础上略为向下倾斜设置。例如，设置向下倾斜的角度为2-10°，这样在向下吊装入舱的过程中控制模块可以提前预知是否存在靠近的危险障碍物，从而可以提前协调一对收放卷减速电机16的动作以解除可能碰撞的危险。

优选的，所述一对收放卷减速电机16采用力矩可调型电机，所述控制模块通过控制所述一对收放卷减速电机16中的其中一个电机的收放力矩减小、另一个电机的收放力矩增大的方式来动态调整两个电机的收放卷力矩，使得曲轴2在左右方向的位置得到调整从而避开危险障碍物。

优选的，所述控制模块可以采用MCU控制器。

优选的，所述柴油机曲轴2在吊装前，通过拆除甲板的边缘部分拓宽柴油机曲轴2吊装出舱和吊装入舱的吊装空间，柴油机曲轴换新后再将甲板的边缘拆除部分重新复原。

实施例2：

如图1至3所示柴油机曲轴2吊装出舱，在主机上方D甲板新增两根纵向吊梁7，并新增立柱加强5、6，两根纵向吊梁7设置六个三十吨吊耳，分别对应连接在主机的第一、第四、第七号位置的左右缸上，制作六个专用的吊具，固定在缸体底部，采用六个二十吨起重葫芦9吊主机机架1。将主机机架1起吊一定高度，倒挂式主轴承盖除对应的第二、第六号位置不拆，其余全部拆卸，整根曲轴2依靠两道主轴承挂在主机机架1上。制作一辆曲轴运输小车3，设置有四个轨道支撑座17，分别对应四道主轴承，曲轴运输小车3下面铺设四根轨道(工字钢在下，槽钢在上，拼焊而成)，曲轴运输小车3的八个脚下配置钢球，便于曲轴运输小车3在槽钢轨道内滚动移位。抓住主机倒挂式主轴承的特点，利用两只千斤顶，托住第二、第六号位置的主轴承盖，慢慢将曲轴2下放搁置在曲轴运输小车3上，并用压盖固定曲轴2，曲轴2随曲轴运输小车3平移出柴油机；安装好吊装防晃稳态控制装置15，将曲轴2吊运出舱，至D甲板后用长车(汽车)运输到该轮尾跳板吊上码头。新的曲轴2安装同理，安装好吊装防晃稳态控制装置15后将曲轴2吊装入舱，利用曲轴运输小车3移至柴油机主机机架1下方，主机机架慢慢下放，为了便于曲轴2准确到位，轴颈不受主轴承双头螺栓12碰撞，制作专用尼龙导向挡板固定在第一、第七号位置主轴承双头螺栓12上，尼龙导向挡板14内档面与轴瓦内径端口平齐，确保新的曲轴2稳妥可靠安装到位。直至新的曲轴2将近机架主轴承，再次利用两只千斤顶托住第二、第六号位置主轴承盖连同曲轴2装入主机机架1内，装复所有的主轴承到位，安全、高效、高质量完成曲轴2换新工程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种船用柴油机曲轴换新方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

步骤一、柴油机主机机架向上吊装后的悬空固定；

步骤二、柴油机曲轴在柴油机主机上的倒挂设置；

步骤三、柴油机曲轴下落转移至曲轴运输小车上；

步骤四、曲轴运输小车横向移位至所述柴油机主机机架下方位置的旁边；

步骤五、柴油机曲轴的吊装出舱。

2.根据权利要求1所述的一种船用柴油机曲轴换新方法，其特征在于，所述步骤一的柴油机主机机架向上吊装后的悬空固定的操作过程包括：预先在主机上方的甲板上设置加强立柱，所述加强立柱包括按照左右位置分别设置的左加强立柱和右加强立柱，并在所述加强立柱上连接纵向吊梁，在所述纵向吊梁上设置吊耳，制作若干数量的专用吊具固定在柴油机缸体底部，在所述纵向吊梁的吊耳与所述专用吊具之间设置若干数量的起重葫芦，将柴油机主机机架向上吊装后悬空固定。

3.根据权利要求1所述的一种船用柴油机曲轴换新方法，其特征在于，所述骤二的柴油机曲轴在柴油机主机上的倒挂设置的操作过程包括：将主机机架上的全部七个主轴承盖中的五个主轴承盖全部拆卸，留下两个主轴承盖不拆，使得整根柴油机曲轴依靠未拆的两个主轴承盖倒挂设置在主机机架上。

4.根据权利要求1所述的一种船用柴油机曲轴换新方法，其特征在于，所述步骤三的柴油机曲轴下落转移至曲轴运输小车上的操作过程包括：制作一辆曲轴运输小车，在悬空的柴油机主机机架下方设置小车轨道，将曲轴运输小车设置在小车轨道上并移动至柴油机曲轴下方位置；然后使用一对千斤顶托住柴油机曲轴上未拆的两个主轴承盖，松开两个主轴承盖与柴油机主机机架的螺栓连接，千斤顶慢慢下放使得柴油机曲轴搁置在曲轴运输小车上，到位后用压板固定柴油机曲轴。

5.根据权利要求1所述的一种船用柴油机曲轴换新方法，其特征在于，所述步骤五的柴油机曲轴的吊装出舱的操作过程包括：在所述吊装出舱位置的上方甲板上设置侧加强立柱。

6.根据权利要求1所述的一种船用柴油机曲轴换新方法，其特征在于，还包括设置在步骤五之后的如下步骤：

步骤六、新的柴油机曲轴的吊装入舱；

所述步骤六的新的柴油机曲轴的吊装入舱的操作过程包括：在柴油机主机机架上用于连接主轴承盖的双头螺栓部位设置用于防止柴油机曲轴与所述双头螺栓碰撞的至少一对尼龙导向挡板，所述尼龙导向挡板竖立设置，所述一对尼龙导向挡板上相对的两个内侧面与柴油机主机机架的轴瓦孔内径端口相接齐。

7.根据权利要求6所述的一种船用柴油机曲轴换新方法，其特征在于，所述步骤六的新的柴油机曲轴的吊装入舱的操作过程中，还在所述曲轴的两端部位各连接有一套吊装防晃稳态控制装置，所述吊装防晃稳态控制装置包括固定设置在待吊装曲轴下方两侧的一对收放卷减速电机、设置在所述收放卷减速电机的电机轴上的卷盘、设置所述卷盘上的牵引绳，所述牵引绳斜向连接所述曲轴。

8.根据权利要求7所述的一种船用柴油机曲轴换新方法，其特征在于，所述一对收放卷减速电机在所述待吊装曲轴下方两侧相对于所述曲轴对称设置，所述牵引绳在所述待吊装曲轴下方两侧相对于所述曲轴对称设置，吊装时，所述的一对收放卷减速电机通过控制模块实现同步牵引。

9.根据权利要求7所述的一种船用柴油机曲轴换新方法，其特征在于，所述步骤五的柴油机曲轴的吊装出舱的操作过程中，同样在所述曲轴的两端部位各连接有一套所述的吊装防晃稳态控制装置。

10.根据权利要求7所述的一种船用柴油机曲轴换新方法，其特征在于，所述吊装防晃稳态控制装置还包括分别设置在所述曲轴两端的一对超声波测距传感器，所述一对超声波测距传感器分别水平指向左右两侧方向，所述一对超声波测距传感器分别连接所述控制模块；当所述控制模块通过所述超声波测距传感器检测到所述曲轴距离某一侧的障碍物较近时，由所述控制模块协调控制所述一对收放卷减速电机的动作从而对所述曲轴的左右位置进行调整，使得所述曲轴距离两侧障碍物的距离均大于预先设定的安全距离。

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