CN114346670A

CN114346670A - 一种船用燃气轮机安装用底架结构及对中安装方法

Info

Publication number: CN114346670A
Application number: CN202210099102.8A
Authority: CN
Inventors: 魏昌淼; 吴一鸣
Original assignee: 703th Research Institute of CSIC Wuxi Branch
Current assignee: 703th Research Institute of CSIC Wuxi Branch
Priority date: 2022-01-27
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2042-01-27
Also published as: CN114346670B

Abstract

本发明涉及一种船用燃气轮机安装用底架结构及对中安装方法，通过在底架上下分别设置支撑件、垫片等结构，利用测量所得的高度差预制垫片进行高度补偿；在步骤一中保证了底架的水平，在步骤二中，通过从三点支撑到六点支撑，实现底架的稳固摆放；在步骤三中，配磨过渡用垫片，解决前后支承座的高度差问题；步骤四中完成了对中工装的安装，开始具体校准燃气轮机的安装位置；步骤五完成了燃气轮机与底架的对中安装；步骤六完成动力涡轮制造并解决了安装过程中的翘曲问题；步骤七达成了燃气轮机安装高度的垫片值要求；步骤八完成了对燃气轮机与底架之间的前后、左右、高度的对中校准。

Description

一种船用燃气轮机安装用底架结构及对中安装方法

技术领域

本发明涉及燃气轮机对中安装技术领域，尤其是一种船用燃气轮机安装用底架结构及对中安装方法。

背景技术

燃气轮机作为一种高速旋转机械，广泛应用于机车、发电、船舶等行业。在燃气轮机出厂交付用户前，需要将燃气轮机安装于底架上；当船用燃气轮机使用寿命完成、需要大修回装时，也需要燃气轮机与底架对中安装。

通常情况下，燃气轮机的对中安装采用起吊方式将燃气轮机放置到底架上，但是这种单纯起吊的安装方式不易同时找准三维安装尺寸要求，影响后续的安装稳定性。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的船用燃气轮机安装用底架结构及对中安装方法，通过逐步调整底架的水平度、补足各向高度差，从而满足精准确定三维安装尺寸的要求。

本发明所采用的技术方案如下：

一种船用燃气轮机安装用底架结构，包括底架，所述底架下方垫设有若干底支座，底支座和底架之间还设有垫块；底架上顶面安装有支承座，支承座与垫块在竖直方向上一一对应；

在底座的长度方向两端分别设有前横梁、后横梁。

所述支承座分为前支承座和后支承座，前支承座靠近前横梁设置，后支承座靠近后横梁设置。

一种利用船用燃气轮机安装用底架结构的对中安装方法，包括如下步骤：

步骤一：将安装区域分为六个分支区域，每个分支区域分别设置一个用于安装底支座的安装位置，分别是：C1、C2、C3、C4、C5、C6；六个底支座对应在六个安装位置上；在C1、C4、C5三处安装位置的底支座上分别配置顶起件，顶起件对应命名Q1、Q2和Q3，以此三处顶起件顶起底架，使底架呈三点支撑状态，通过调整Q1、Q2、Q3三个顶起件的支撑高度，使底架上的后支承座的顶面处于同一水平高度、前支承座下方所对应的底支座的顶面处于同一水平高度；

步骤二：在C1、C2、C3、C4、C5、C6处的六个底支座配置垫块，底架压紧在垫块上；撤去三个顶起件Q1、Q2和Q3，此时底架被六个底支座及底支座顶部的垫块六点支撑；

步骤三：在底架上方安装前支承座和后支承座，此时前支承座对应的底支座顶部尚未安装垫片；测量前支承座顶面和后支承座顶面之间的高度差，每个前支承座对应一个后支承座，共测得两组高度差，分别记为Δ₁和Δ₂；根据两组高度差，预制垫设在前支承座底部的调整垫片，调整垫片厚度记为T₁、T₂，T₁、T₂满足如下公式：

T₁＝Δ₁+h，

T₂＝Δ₂+h，

式中，h为前支承座和后支承座的设计值高度差；

步骤四：安装步骤三中所得垫片，垫片安装至前支承座下方，再将前横梁、后横梁通过顶升螺栓安装至底架上；通过调节顶升螺栓，调整前横梁、后横梁的顶面至齐平于水平面的状态，前横梁、后横梁的顶面与后支承座顶面等高；将燃气轮机放置到前横梁、后横梁上，对中工装的后轴颈安装到燃气轮机的动力涡轮转子轴端，将对中工装前颈轴安装到燃气轮机的前机匣上并旋转固定；

步骤五：吊起燃气轮机，燃气轮机上配有前支撑件和后支撑件，每个支撑件对应一个支承座安装；

步骤六：将燃气轮机后部起吊至预期高度，此时燃气轮机上的每个后支撑件与对应的底架顶部的后支承座之间形成间隙，将左右两侧的间隙分别记为h_左、h_右；测量燃气轮机左右两侧的后支撑件底面之间高度差，记为燃气轮机翘曲值Δh，在竖直高度较高的后支撑件底面配置垫片，垫片厚度即为Δh；设置垫片后，将燃气轮机落在底架上；

步骤七：采用高度尺，测量后横梁上平面与对中工装的后轴颈顶部的高度差，记为H₂；后支撑件下方对应设置垫片，垫片的厚度记为T_后，T_后满足如下数量关系：

T_后＝H－H₂+φ₁/2

采用高度尺，测量前横梁上平面与对中工装的前轴颈顶部的高度差，记为H₄；前支撑件下方对应设置垫片，垫片的厚度记为T_前，T_前满足如下数量关系：

T_前＝H－H₄+φ₂/2

式中，H为燃气轮机中轴线到底架后支撑件底面之间的理论值；φ₁为后轴颈的直径；φ₂为前轴颈的直径；

步骤八：根据步骤六中测量所得的翘曲值、步骤七计算所得的垫片厚度，配磨前后支撑件所对应的前支撑垫和后支撑垫；取下步骤六中的消除翘曲用垫片，安装配磨后所得的前支撑垫和后支撑垫，再调整燃气轮机的左右位置，使前横梁、后横梁的中间定位侧平面与前轴颈、后轴颈的端面平行；调整燃气轮机前后位置，使后横梁横向定位键侧面与燃气轮机的动力涡轮输出轮盘共面，此时完成燃气轮机的对中安装。

步骤四中所用的对中工装，包括前轴颈和后轴颈，前轴颈、后轴颈和工装主体之间同轴设置，在后轴颈处对应设置用于测量后轴颈竖直高度的直角尺。

直角尺的底部与后横梁的顶面相接触。

步骤一和步骤二中所用顶起件采用规格相同的若干个千斤顶。

步骤六中，采用吊装行车及手拉葫芦，通过承力环起吊燃气轮机。

步骤六中的Δh值为h_左-h_右的绝对值。

步骤七中所采用的高度尺，其底部与前横梁或后横梁相贴，高度尺的滑动端竖直往复滑动，落在前轴颈或后轴颈的顶点。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过多次测量各部件之间的高度差，采用多个预制垫片进行填补，并且在最后使用最后的前支撑垫、后支撑垫，对燃气轮机可能存在高度差的位置进行精准补偿，从而实现高度、前后、左右三维方向上的对中要求。

本发明中，首先在步骤一中保证了底架的水平，在步骤二中，通过从三点支撑到六点支撑，实现底架的稳固摆放；在步骤三中，配磨过渡用垫片，解决前后支承座的高度差问题；步骤四中完成了对中工装的安装，开始具体校准燃气轮机的安装位置；步骤五完成了燃气轮机与底架的对中安装；步骤六完成动力涡轮制造并解决了安装过程中的翘曲问题；步骤七达成了燃气轮机安装高度的垫片值要求；步骤八完成了对燃气轮机与底架之间的前后、左右、高度的对中校准。

附图说明

图1为本发明的整体结构主视图。

图2为本发明的整体结构仰视图。

图3为本发明的整体结构俯视图。

图4为本发明安装上燃气轮机后的主视图。

图5为图4的A-A截面剖视图。

图6为图4的C-C截面的剖视图。

图7为图4的B-B截面的剖视图。

其中：1、底支座；2、底架；3、前横梁；4、后横梁；5、前支承座；6、后支承座；7、垫块；8、前支撑件；9、后支撑件；10、前支撑垫；11、后支撑垫；12、前轴颈；13、后轴颈；14、直角尺；15、高度尺。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图7所示，本实施例的船用燃气轮机安装用底架结构，包括底架2，底架2下方垫设有若干底支座1，底支座1和底架2之间还设有垫块7；底架2上顶面安装有支承座，支承座与垫块7在竖直方向上一一对应；

在底座的长度方向两端分别设有前横梁3、后横梁4。

支承座分为前支承座5和后支承座6，前支承座5靠近前横梁3设置，后支承座6靠近后横梁4设置。

如图2和图3所示，底架2为矩形框架，底架2的两条长边上各有两处安装底支座1的安装位置，两条短边的中点处各有一个安装底支座1的安装位置。底支座1位于底架2的下方，在底架2的上方设有两个前支承座5和两个后支承座6，两个前支承座5的连线平行于两个后支承座6的连线，均平行于底架2的两条短边。

前支承座5和后支承座6分别对应燃气轮机上的前支撑件8和前支撑件9，在前支撑件8的前方还设有位于底架2上的前横梁3，在后支撑件9的后方还设有位于底架2上的后横梁4。

如图4所示，当燃气轮机安装完成后，底架2下方有底支座1，底架2上方有一片垫片，在此垫片上方即为前支承座5，前支承座5的上方有前支撑垫10，前支撑垫10顶部与燃气轮机的前支撑件8相接触；后支承座6的上方有后支撑垫11，后支撑垫11的顶部与燃气轮机的后支撑件9相接触。

本实施例的利用船用燃气轮机安装用底架结构的对中安装方法，包括如下步骤：

步骤一：将安装区域分为六个分支区域，每个分支区域分别设置一个用于安装底支座1的安装位置，分别是：C1、C2、C3、C4、C5、C6；六个底支座1对应在六个安装位置上；在C1、C4、C5三处安装位置的底支座1上分别配置顶起件，顶起件对应命名Q1、Q2和Q3，以此三处顶起件顶起底架2，使底架2呈三点支撑状态，通过调整Q1、Q2、Q3三个顶起件的支撑高度，使底架2上的后支承座6的顶面处于同一水平高度、前支承座5下方所对应的底支座1的顶面处于同一水平高度；通过该步骤解决底架的水平问题。

步骤二：在C1、C2、C3、C4、C5、C6处的六个底支座1配置垫块7，底架2压紧在垫块7上；撤去三个顶起件Q1、Q2和Q3，此时底架2被六个底支座1及底支座1顶部的垫块7六点支撑；通过该步骤，完成底架的稳固摆放。

步骤三：在底架2上方安装前支承座5和后支承座6，此时前支承座5对应的底支座1顶部尚未安装垫片；测量前支承座5顶面和后支承座6顶面之间的高度差，每个前支承座5对应一个后支承座6，共测得两组高度差，分别记为Δ₁和Δ₂；根据两组高度差，预制垫设在前支承座5底部的调整垫片，调整垫片厚度记为T₁、T₂，T₁、T₂满足如下公式：

T₁＝Δ₁+h，

T₂＝Δ₂+h，

式中，h为前支承座5和后支承座6的设计值高度差；通过该步骤配磨垫片，来解决前后支撑座高度差的要求。

步骤四：安装步骤三中所得垫片，垫片安装至前支承座5下方，再将前横梁3、后横梁4通过顶升螺栓安装至底架2上；通过调节顶升螺栓，调整前横梁3、后横梁4的顶面至齐平于水平面的状态，前横梁3、后横梁4的顶面与后支承座6顶面等高；将燃气轮机放置到前横梁3、后横梁4上，对中工装的后轴颈13安装到燃气轮机的动力涡轮转子轴端，将对中工装前颈轴安装到燃气轮机的前机匣上并旋转固定；通过该步骤完成工装的安装。

步骤五：吊起燃气轮机，燃气轮机上配有前支撑件8和后支撑件9，每个支撑件对应一个支承座安装；通过该步骤完成燃气轮机与底架的对中安装工作。

步骤六：将燃气轮机后部起吊至预期高度，此时燃气轮机上的每个后支撑件9与对应的底架2顶部的后支承座6之间形成间隙，将左右两侧的间隙分别记为h左、h右；测量燃气轮机左右两侧的后支撑件9底面之间高度差，记为燃气轮机翘曲值Δh，在竖直高度较高的后支撑件9底面配置垫片，垫片厚度即为Δh；设置垫片后，将燃气轮机落在底架2上；通过该步骤可完成动力涡轮制造及安装过程中出现的翘曲。

步骤七：采用高度尺15，测量后横梁4上平面与对中工装的后轴颈13顶部的高度差，记为H₂；后支撑件9下方对应设置垫片，垫片的厚度记为T_后，T_后满足如下数量关系：

T_后＝H－H₂+φ₁/2

采用高度尺15，测量前横梁3上平面与对中工装的前轴颈12顶部的高度差，记为H₄；前支撑件8下方对应设置垫片，垫片的厚度记为T_前，T_前满足如下数量关系：

T_前＝H－H₄+φ₂/2

式中，H为燃气轮机中轴线到底架2后支撑件9底面之间的理论值；φ₁为后轴颈13的直径；φ₂为前轴颈12的直径；通过该步骤完成燃气轮机与底架前后、左右、安装高度的要求。

步骤八：根据步骤六中测量所得的翘曲值、步骤七计算所得的垫片厚度，配磨前后支撑件9所对应的前支撑垫10和后支撑垫11；取下步骤六中的消除翘曲用垫片，安装配磨后所得的前支撑垫10和后支撑垫11，再调整燃气轮机的左右位置，使前横梁3、后横梁4的中间定位侧平面与前轴颈12、后轴颈13的端面平行；调整燃气轮机前后位置，使后横梁4横向定位键侧面与燃气轮机的动力涡轮输出轮盘共面，此时完成燃气轮机的对中安装。

步骤四中所用的对中工装，包括前轴颈12和后轴颈13，前轴颈12、后轴颈13和工装主体之间同轴设置，在后轴颈13处对应设置用于测量后轴颈13竖直高度的直角尺14。

直角尺14的底部与后横梁4的顶面相接触。

步骤六中的Δh值为h_左-h_右的绝对值。

步骤七中所采用的高度尺15，其底部与前横梁3或后横梁4相贴，高度尺15的滑动端竖直往复滑动，落在前轴颈12或后轴颈13的顶点。

本发明能够高效、精准地完成燃气轮机的三维对中安装。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种船用燃气轮机安装用底架结构，包括底架(2)，其特征在于：所述底架(2)下方垫设有若干底支座(1)，底支座(1)和底架(2)之间还设有垫块(7)；底架(2)上顶面安装有支承座，支承座与垫块(7)在竖直方向上一一对应；

在底座的长度方向两端分别设有前横梁(3)、后横梁(4)。

2.如权利要求1所述的一种船用燃气轮机安装用底架结构，其特征在于：所述支承座分为前支承座(5)和后支承座(6)，前支承座(5)靠近前横梁(3)设置，后支承座(6)靠近后横梁(4)设置。

3.一种利用权利要求1所述的船用燃气轮机安装用底架结构的对中安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将安装区域分为六个分支区域，每个分支区域分别设置一个用于安装底支座(1)的安装位置，分别是：C1、C2、C3、C4、C5、C6；六个底支座(1)对应在六个安装位置上；在C1、C4、C5三处安装位置的底支座(1)上分别配置顶起件，顶起件对应命名Q1、Q2和Q3，以此三处顶起件顶起底架(2)，使底架(2)呈三点支撑状态，通过调整Q1、Q2、Q3三个顶起件的支撑高度，使底架(2)上的后支承座(6)的顶面处于同一水平高度、前支承座(5)下方所对应的底支座(1)的顶面处于同一水平高度；

步骤二：在C1、C2、C3、C4、C5、C6处的六个底支座(1)配置垫块(7)，底架(2)压紧在垫块(7)上；撤去三个顶起件Q1、Q2和Q3，此时底架(2)被六个底支座(1)及底支座(1)顶部的垫块(7)六点支撑；

步骤三：在底架(2)上方安装前支承座(5)和后支承座(6)，此时前支承座(5)对应的底支座(1)顶部尚未安装垫片；测量前支承座(5)顶面和后支承座(6)顶面之间的高度差，每个前支承座(5)对应一个后支承座(6)，共测得两组高度差，分别记为Δ₁和Δ₂；根据两组高度差，预制垫设在前支承座(5)底部的调整垫片，调整垫片厚度记为T₁、T₂，T₁、T₂满足如下公式：

T₁＝Δ₁+h，

T₂＝Δ₂+h，

式中，h为前支承座(5)和后支承座(6)的设计值高度差；

步骤四：安装步骤三中所得垫片，垫片安装至前支承座(5)下方，再将前横梁(3)、后横梁(4)通过顶升螺栓安装至底架(2)上；通过调节顶升螺栓，调整前横梁(3)、后横梁(4)的顶面至齐平于水平面的状态，前横梁(3)、后横梁(4)的顶面与后支承座(6)顶面等高；将燃气轮机放置到前横梁(3)、后横梁(4)上，对中工装的后轴颈(13)安装到燃气轮机的动力涡轮转子轴端，将对中工装前颈轴安装到燃气轮机的前机匣上并旋转固定；

步骤五：吊起燃气轮机，燃气轮机上配有前支撑件(8)和后支撑件(9)，每个支撑件对应一个支承座安装；

步骤六：将燃气轮机后部起吊至预期高度，此时燃气轮机上的每个后支撑件(9)与对应的底架(2)顶部的后支承座(6)之间形成间隙，将左右两侧的间隙分别记为h_左、h_右；测量燃气轮机左右两侧的后支撑件(9)底面之间高度差，记为燃气轮机翘曲值Δh，在竖直高度较高的后支撑件(9)底面配置垫片，垫片厚度即为Δh；设置垫片后，将燃气轮机落在底架(2)上；

步骤七：采用高度尺(15)，测量后横梁(4)上平面与对中工装的后轴颈(13)顶部的高度差，记为H₂；后支撑件(9)下方对应设置垫片，垫片的厚度记为T后，T后满足如下数量关系：

T_后＝H－H₂+φ₁/2

采用高度尺(15)，测量前横梁(3)上平面与对中工装的前轴颈(12)顶部的高度差，记为H4；前支撑件(8)下方对应设置垫片，垫片的厚度记为T前，T前满足如下数量关系：

T_前＝H－H₄+φ₂/2

式中，H为燃气轮机中轴线到底架(2)后支撑件(9)底面之间的理论值；φ₁为后轴颈(13)的直径；φ₂为前轴颈(12)的直径；

步骤八：根据步骤六中测量所得的翘曲值、步骤七计算所得的垫片厚度，配磨前后支撑件(9)所对应的前支撑垫(10)和后支撑垫(11)；取下步骤六中的消除翘曲用垫片，安装配磨后所得的前支撑垫(10)和后支撑垫(11)，再调整燃气轮机的左右位置，使前横梁(3)、后横梁(4)的中间定位侧平面与前轴颈(12)、后轴颈(13)的端面平行；调整燃气轮机前后位置，使后横梁(4)横向定位键侧面与燃气轮机的动力涡轮输出轮盘共面，此时完成燃气轮机的对中安装。

4.如权利要求3所述的一种对中安装方法，其特征在于：步骤四中所用的对中工装，包括前轴颈(12)和后轴颈(13)，前轴颈(12)、后轴颈(13)和工装主体之间同轴设置，在后轴颈(13)处对应设置用于测量后轴颈(13)竖直高度的直角尺(14)。

5.如权利要求4所述的一种对中安装方法，其特征在于：直角尺(14)的底部与后横梁(4)的顶面相接触。

6.如权利要求3所述的一种对中安装方法，其特征在于：步骤一和步骤二中所用顶起件采用规格相同的若干个千斤顶。

7.如权利要求3所述的一种对中安装方法，其特征在于：步骤六中，采用吊装行车及手拉葫芦，通过承力环起吊燃气轮机。

8.如权利要求3所述的一种对中安装方法，其特征在于：步骤六中的Δh值为h_左-h_右的绝对值。

9.如权利要求3所述的一种对中安装方法，其特征在于：步骤七中所采用的高度尺(15)，其底部与前横梁(3)或后横梁(4)相贴，高度尺(15)的滑动端竖直往复滑动，落在前轴颈(12)或后轴颈(13)的顶点。