§ 2.7. Установка энергетического оборудования в мо

Судовые фундаменты. Масса установленных в МО механизмов и инерцион­ные усилия на корпусные конструкции (переборки, борта, днище и палубы) воспринимаются судовыми фундаментами, которые должны обладать необходимой жесткостью. Конструкции фундаментов зависят от массы, габаритов и харак­тера работы механизма, а также от места установки и системы набора корпуса.

В каждом фундаменте можно выделить три основных элемента: продольны* составные балки, служащие опорами для фундаментных рам дизелей или лап устанавливаемого на фундамент механизма; поперечные перевязывающие бра- кеты; подкрепляющие вертикальные ребра или кницы. В зависимости от конструк­ции картера дизеля применяется несколько вариантов установки ГД на фунда­мент судна.

Если фундамент расположен на настиле двойного дна, то в плоскости фун­даментных балок устанавливают дополнительные днищевые стрингеры, кото­рые доводят до ближайших поперечных переборок. Если дизель устанавливают непосредственно на настил двойного дна, то продольные балки фундамента ус­танавливают в днищевом наборе, а горизонтальные опорные поверхности вва­ривают в настил двойного дна (как правило, это плиты толщиной до 50 мм). Иногда для размещения картера дизеля необходимо местное углубление. Но во всех этих случаях под верхней опорной поверхностью фундамента устанавливают продольные балки с одинарной или двойной стенкой в зависимости от конструк­ции фундаментной рамы дизеля и расположения крепежных болтов.

Фундамент упорного подшипника выполняется как одно целое с фундамен­том ГД или как отдельная конструкция. В последнем случае под ним устанав­ливают специальные подкрепления в виде дополнительных продольных балок и бракет, которые воспринимают усилия, передаваемые подшипнику гребным валом.

Малогабаритные механизмы и оборудование могут устанавливаться непо­средственно на платформах или настиле второго дна на наварышах. Паровые котлы устанавливают на фундаментах так, чтобы их сварные соединения не рас­полагались на опорах. Для предотвращения смещений предусматривают соот­ветствующие упоры и штормовые крепления с учетом тепловых деформаций корпуса котла.

Возможна установка механизмов и другого оборудования на наружной обшивке, водонепроницаемых переборках, стенках туннеля валопровода, стен­ках цистерн жидкого топлива или масла при условии крепления их к ребрам жесткости или на кронштейнах, приваренных к обшивке в районе ребер жест­кости.

ГД и их передачи, упорные подшипники валопроводов крепятся к судовым фундаментам плотно пригнанными (призонными) болтами. Вместо болтов могут применяться специальные упоры. Призонные болты при необходимости приме­няют также для крепления ВМ к фундаментам. Болты, крепящие ГД и ВМ, подшипники валопровода к судовым фундаментам, а- также болты, соединяющие части валопровода, надежно застопориваются для предотвращения самопроиз­вольного ослабления. Механизмы с горизонтальным расположением вала уста­навливаются параллельно диаметральной плоскости судна.

Различают следующие виды соединений механизмов с фундаментами:

• соединение механического оборудования непосредственно с фундамен­тами (рис. 2.11);

• при помощи пригоняемых по месту компенсирующих звеньев (рис. 2.12);

• с помощью выравнивающих компенсирующих звеньев (рис. 2.13);

• путем компенсации неточностей сопряжения формируемыми подкладками из полимерных материалов (рис. 2.14);

• при помощи звеньев композитной конструкции (рис. 2.15).

Установка ГД в МО. Общей базой при монтаже ГД служит теоретическая

ось валопровода, которая представляется базовыми точками и разметочными рисками на фундаменте, параллельными плоскости мидель-шпангоута. В состав базовой системы входят ось КВ и торцы или поперечные риски на остове, нане­сенные по оси кормового цилиндра. Дизели центруются как по теоретической (обычно оптическим методом) оси валопровода, так и к установленному вало- проводу. Допуски оптического метода: смещение не более 0,7 мм, излом не более 0,15 мм/м. Центровку дизеля к смонтированному валопроводу выполняют путем измерения излома и смещения осей вала дизеля и валопровода или редуктора (допускаемые величины указаны в инструкциях предприятий-строителей).

Установку ГД выполняют на клиньях, амортизаторах и с применением поли­мерных материалов. Сверление отверстий в фундаменте под соединительные болты производят после окончания центровки ГД. Отверстия для призонных болтов обрабатывают совместно с рамой (лапой) ГД и компенсирующим звеном. Для сокращения трудоемкости монтажа целесообразно призонные болты соединения заменять соединениями со свободной насадкой с использованием полимерных материалов.

Рис. 2.11. Соединение механического оборудования непосредственно с фунда­ментом: а — металлическим; б — металлическим, имеющим амортизатор; е —

пластмассовым.

1 — болт; 2 — механизм; 3 — фундамент; 4 — амортизатор; 5 — фундамент из стекло­пластика.

Головки крепежных болтов и гайки после закрепления должны плотно прилегать к фундаменту и ладе дизеля, для чего допускается подрезка лап ГД и полок фундамента (не более 10 % толщины лапы дизеля или полки фундамен­та). Затяжку крепежных болтов выполняют по правилу «крест-накрест». Необ-

Рис. 2.12. Соединение механического оборудования с фундаментом при помощи пригоняемых по месту компенсирующих звеньев: а — металлических; > б— ме­таллических, имеющих амортизаторы; в — пластмассовых.

1 — болт; 2 — механизм; 3 — подкладка; 4 — фундамент; 5 — амортизатор.

ходимо надежно стопорить гайки крепежных болтов, чтобы не произошло само- отвинчивание. ^

Обработку клиньев производят по размерамГ снятым с места для каждого клина в отдельности (шероховатость поверхностей клина должна быть не более 20 -мкм). Качество установки проверяют щупом толщиной 0,05 мм, который не должен проходить в стыки по 0,66 периметра клина. На остальной Части пери­метра допускается щуп толщиной 0,1 мм.

на клиньях в процессе постройки судна на горизонтальном стапеле имеют оче­видные технологические преимущества. Однако имеются также и очевидные не­достатки: после спуска судна на воду его корпус и вместе с ним фундамент под ГД с валопроводом получают перемещения, вызванные механическими и тепло­выми деформациями, которые приводят к нарушениям центровки элементов валопровода, «привалки» поршней, плоскостности фундаментной рамы. Вели­чина этих нарушений зависит от многих факторов, прежде всего, от особенно­стей конструкции, расположения корпуса на опорах (кильблоках, судовозны* тележках и т. п.), условий обогрева строящегося корпуса солнцем и т. д.

Восстановление нормальной линии вала после спуска судна на воду может, оказаться весьма затруднительным. Для решения этой проблемы разработан ряд мероприятий. В частности, технология сборки отечественны* МОД преду-

Рис. 2.13. Соединение механического оборудования о фундаментом при помощи выравнивающих компенсирующих звеньев (подкладок).

'I

'J

•4-

5

I — болт] 2 — механизм; 3 —выравнивающая подкладка] 4 — фундамент.

Рис. 2.14. Соединение механического оборудования с фундаментом путем ком­пенсации неточностей сопряжения формируемыми подкладками из полимерных

материалов.

1 —волг! 3 — механизм; 3 “ подкладка из пластмассы ФМВ; 4 » фундамен*.

Рис. 2.15. Соединение механического оборудования с фундаментом при помоща компенсирующих звеньев композитной конструкции.

I — болт] 3 — механизм; 3 — полимерный материал; 4 — подкладка] В — фундамея »

сматривает использование регулируемых монтажных клиньев. Это позволяет удерживать плоскость фундаментной рамы в стендовых параметрах, указывае­мых предприятием-строителем, на различных стадиях постройки судна (на сте- пеле без гребного вала, с валом, после спуска на воду и т. п.).

Разработан метод имитации гидростатических сил поддержания корпуса судна «на ровной воде» с помощью гидравлических тележек и домкратов, позво ляющий еще на стапеле придать корпусу ту упругую линию, которую он примет посл^ спуска на воду. Монтаж ГД и валопровода в этом случае можно начинать сразу же после окончания сварочных работ по корпусу, заменяя недостающие механизмы МО соответствующими грузами. Обычно деформации корпуса при спуске судна не превышают 0,15—0,18 мм. Следует отметить, что эти меры не решают полностью проблемы укладки линии вала, и технология процесса спуска каждого нового судна постоянно совершенствуется.

Установка ГД на амортизаторах. Опорные амортизаторы устанавливают на фундамент после центровки ГД на отжимных приспособлениях (проверяют отсутствие трения между телом крепежного болта и стенкой отверстия в лапе ГД). Перед установкой на судне двух пластинчатых наклонных амортизаторов типа КАС необходимо замерить прогибы и непараллельность опорных поверх­ностей; прогиб не должен превышать 0,1 мм, а статическая деформация каждого из амортизаторов должна быть не больше 20 % ее среднего значения. По значе­ниям деформаций амортизаторы расставляют в убывающем или возрастающем порядке в направлении оси ГД. При этом более жесткие амортизаторы (с наимень­шей деформацией) устанавливают под более тяжелую часть дизеля. При опреде­лении толщины пригоночных подкладок, устанавливаемых между опорными поверхностями амортизаторов и опорными поверхностями лап дизелей или фун­дамента, разность высот амортизаторов не должна превышать 1 мм для аморти­заторов типа АПС и амортизаторов арочного типа и 0,1 мм для амортизаторов типов КАС и АКСС. Отклонение толщин пригоночных подкладок от расчетных допускается не более 0,05 мм. После установки амортизаторов проверяется цент­ровка ГД. Прилегание пригоночных подкладок проверяют до крепления ГД на амортизаторах.

Для амортизаторов типов АКСС и АПС зазоры между подошвой амортиза­тора и фундаментом не должны превышать 0,5 мм. Качество их прилегания оце­нивается щупом толщиной 0,1 мм, который не должен проходить в зазоре между ними на 0,66 длины окружности выравнивающей шайбы при незажатых болтах. Окончательную установку и крепление упорных амортизаторов производят не ранее чем через 2 сут после окончания монтажа опорных амортизаторов. Раскеп кривошипа кормового цилиндра при этом не должен изменяться более чем на 0,05 мм и выходить за допускаемые пределы. В настоящее время разработана технология окончательного монтажа дизелей на стапеле, исключающая их пере- центровку после спуска на воду.

Монтаж главных СОД (на примере MAN14V 52/55А) начинается с установки клиньев под фундамент ГД. Центровка начинается с кормы, вначале цент­руются линии вала и редуктора, затем КВ. Клинья подгоняются под лапы фун­дамента (шабером, вручную, с помощью синьки) и зажимаются фундаментными болтами. Чугунных клиньев под ГД требуется: 90 шт. размером 190Х 180X65 мм, 10 шт. — 190Х 180X80 мм, 4 шт. — 190X250X65 мм, 4 шт. — 190X250X80 мм; под подшипники валопровода: 8 шт. размером 160Х 160X35 мм, 4 шт. — 160Х X 160X50 мм, 4 шт. — 80Х 120X30 мм, 4 шт. — 80Х 120X50 мм, 4 шт. — 70Х Х70Х35 мм, 4 шт. — 70X70X30 мм, 4 шт. — 180Х 160X50 мм, 4 шт. — 180Х 160Х Х80 мм; под редуктор 8 шт. размером 180X530X50 мм, 16 шт. — 180Х 240Х Х50 мм, 16 шт. — 180X240X80 мм. Поверхность прилегания клиньев с обеих сторон на краску должна быть не менее 60—70 % всей площади ее с точностью прилегания 0,03—0,04 мм. Клинья нельзя прикреплять сваркой.

При установке пригонных болтов поверхность под гайками обрабатывают после вертикального просверливания фундамента, при установке фундаментных болтов клинья зажимаются при нахождении ГД в прогретом состоянии. Через 2500 ч работы ГД проверяется крепление всех фундаментных болтов во избежа­ние деформаций фундамента и их отрицательных последствий на ГД. После столк­новений судов, капитального ремонта или крупной аварии ЭУ необходимо про­верить положение фундаментных болтов и картера, при необходимости — под­тянуть болтовые соединения фундамента.

Контроль натяжения фундаментных болтов включает тщательную очистку фундаментной рамы, картера и масляной ванны; осмотр внутри и снаружи фун­даментной рамы и картера для возможного обнаружения трещин, посторонних предметов и деталей; регулярную проверку стопоров простукиванием.

Проверка установки ГД на фундаменте. Выверка ГД на фундаменте произ­водится следующим образом. Ослабляются фундаментные болты (рис. 2.16) и, если возможно, снимаются. Удаляются резьбовые пробки из отверстий под от­жимные винты и ввинчиваются отжимные винты, при этом необходимо положить плиты для защиты фундамента. С помощью отжимных винтов поднимается ГД, удаляются пригоночные детали и выверяется ГД таким образом, чтобы величины раскепов КВ находились в допустимых пределах; обращается внимание на ве­личину раскепа первого цилиндра ГД, проверяется, прилегает ли КВ к нижним вкладышам. Определяется толщина новых пригоночных деталей и при необ­ходимости изготовляются новые пригоночные детали, которые ставятся на место, щупом проверяется их плотная посадка. Ставятся и затягиваются фундаментные болту. Проверяется раскеп КВ и записывается в журнал. Удаляются отжимные винты и плиты. Резьбовые отверстия закрываются пробками или пластмассовыми заглушками.

Агрегатный метод монтажа ЭУ. Для отработки оптимального расположения энергетического оборудования используют метод объемного проектирования. Оптимальное расположение всех элементов ЭУ выявляется непосредственно в процессе изготовления и многократного перемещения объемных масштабных макетов механизмов и агрегатов и объединения трубопроводов по возможности в пакеты и панели. По окончательно отработанному макету МО выполняются его компоновочные чертежи, которые используются во время монтажа оборудо­вания в МО при постройке судна. Например, были унифицированы кормовые оконечности судна с МО в полном составе лесовоза-пакетовоза «Пионер Москвы» и универсального сухогрузного судна «Николай Жуков». Монтаж оборудования МО и трубопроводов составляет около 18—20 % от общей трудоемкости постройки" судна и является одним из наиболее сложных видов работ судостроительного производства.

Рис. 2.16. Отжимные винты (а) и фундаментные болты ГД (б).

J — фундамент; 2 — плита; 3 — отжимной винт; 4 — резьба под отжимной винт; S — пригоночная деталь; S — фундаментный болт.

В последнее время агрегатирование оборудования ЭУ сочетается с форми­рованием МО в виде зонально-функциональных объемных блоков, которые мон­тируются в цехе параллельно со сборкой корпуса судна на стапеле. Например, при постройке нефтерудовоза «Борис Бутома» было сформировано три зональ­ных и 15 функциональных блоков. В состав зональных блоков входят как функ­циональные блоки, так отдельные механизмы и устройства.

Функциональные блоки объединяют около 90 % оборудования МО, они собираются на специальных рамах,' которые при установке блоков на судно заме­няют фундаменты и привариваются к корпусным конструкциям. Это позволяет сократить число фундаментов, обычно устанавливаемых в МО, на 40 %. Функ­циональные блоки и панели позволяют выполнять в цеху также трубомедницкие работы и объединяют около 70 % трубопроводов МО. В связи с этим протяжен­ность трубопроводов сократилась примерно на 25%. Например, комплект од­ного из функциональных блоков ГД включает: охладители пресной воды, масла, деаэратор пресной воды, различные охлаждающие и масляные насосы и цистерны, а также трубопроводы с арматурой, приборы управления, КИП и т. п. Габариты этого блока 15X6,5X4,6 м, с его помощью почти полностью обеспечивается работа ГД. Предусмотрены две зоны обслуживания ГД в МО, где расположены приборы управления и контроля за работой механизмов и просторные ремонтные площадки.

Внедрение крупноблочного метода монтажа ЭУ позволяет снизить трудоем­кость монтажных и трубомедницких работ примерно на 20 % и значительно сократить цикл постройки судна. При этом улучшаются технологические, эсте­тические и эргономические характеристики конструкций, повышаются качество работы и производительность труда.

В машинных помещениях могут быть зонально-функциональнве блоки, органически связанные с корпусными конструкциями судна, или функциональ­ные блоки, технические средства которых собираются на специальных рамах и независимы от корпусных конструкций. ЗФБ являются переходным этапом в раз­витии модульно-агрегатного метода проектирования и строительства судов, основой развития крупноблочного метода с широким применением модулей и агрегатов. Их применение позволяет решить проблему автоматизированного проектирования ЭУ с заданными характеристиками и создать стандартные оп­тимальные МО для различных типов судов.

Фундаменты под ВМ и ДГ. Фундаменты под ВМ определяются формой фун­даментных рам конкретных ВМ и местом их установки. При работе ВМ местная вибрация корпусных конструкций устраняется установкой соответствующих

Рис. 2.17. Эластичные шины фун­дамента ВД фирмы «Бурмейстер и Вайи» 6/S28 LH/2 (мощность N_e — — 1100 кВт) фирмы «Валмет».

амортизаторов. ВМ и теплообменные аппа­раты монтируются на общей фундамент­ной раме. Они устанавливаются на судо­вой фундамент на амортизаторах, клиньях и подкладках.

Базовой конструкцией при монтаже ВМ служит фундамент, на котором нано­сятся разметочные риски, представляю­щие плоскости, параллельные основным базирующим плоскостям судна: диаме­тральной, основной палубы и плоскости мидель-шпангоута. Эти риски исполь­зуют как ориентирующие элементы при установке фундаментов на судне. Сами же ВМ должны иметь продольные и попереч­ные осевые риски на раме, положение ко­торых соответствует геометрическим осям механизмов. При отсутствии осевых ри­сок монтажные расстояния измеряются от поперечных и продольных торцов фун­дамента. Для фундаментов механизмов, крепящихся в двух плоскостях, необхо­димо строго координировать опорные по­верхности одного фундамента относитель­но другого.

Положение механизмов на фундамен­те считается правильным, если выполне­ны следующие требования:

• несовпадение осей механизма с осевыми линиями фундамента не пре­вышает ±5 мм; *

• отклонение осей вертикально расположенных механизмов от вертикали не превышает 1 мм tfa 1 м длины и 3 мм на 1 м высоты механизма;

• расстояние механизма до оборудования, расположенного рядом, и кор­пусных конструкций составляет не менее 10 мм для механизмов, жестко закреп­ленных на фундаменте, и более 30 мм для механизмов, установленных на амор­тизаторах;

• обеспечена возможность наблюдения в процессе эксплуатации за уз­лами, подлежащими контролю, а также возможность демонтажа механизма.

Несовпадение осей механизмов с осевыми линиями фундаментов следует уменьшать до 1 мм для механизмов, расположенных в насыщенных помещениях. Известны методы монтажа механизмов, при которых исключаются обработка фундаментов и пригонка компенсирующих звеньев. В этих случаях при монтаже используются пластмассы, например ФМВ и БКД, а также различные марки литьевых пластмасс. Однако следует отметить, что любой полимерный материал подвержен ползучести под нагрузкой, в связи с этим не может быть гарантировано стабильное усилие затяжки соединительных болтов.

Оптимальным методом монтажа механического оборудования, отличающимся небольшой трудоемкостью и высокой надежностью, является монтаж оборудо­

вания на металлических подкладках с компенсацией неточностей сопряжения подкладки с фундаментом и механизмом тонким слоем полимерного материала, обеспечивающим большую площадь контакта и практически не ощутимую подат­ливость его из-эа незначительной толщины. При этом вместо трудоемкой опе­рации развертывания отверстий под призонные болты целесообразно использовать проходные болты с заполнением зазора между телом болта и стенкой отверстия полимерным материалом. «

Установка на фундамент вспомогательных ДГ должна производиться на один фундамент (дизель и генератор). Эластичные шины (рис. 2.17) устанавли­ваются в ненагруженном состоянии. Когда шины крепятся к фундаментной раме агрегата и фундаменту в составе корпуса судна, то дизель должен стоять на дру­гих опорах, т. е. шины не должны быть под нагрузкой. Только после полного закрепления шин болтами на них можно устанавливать дизель.