第三章主要固定部件第一节机体、机座、轴承与贯穿螺栓一、工作条件和要求【在十字头式柴油机中，气缸、机架和机座是分开制造，然后由贯穿螺栓连成一刚性整体，这一刚性整体构成了柴油机的主体部分，如图3-8所示。而筒形活塞式柴油机的气缸体、机架和机座，由于尺寸、重量、刚性和制造等方面的要求不同，有三者分开制造用贯穿螺栓连接的结构，有两个造在一起（气缸体与机架造在一起，或机架与机座造在一起）的机体结构，还有去掉了机座代之以轻便油底壳的结构。在柴油机中，气缸体、机架和机座构成的箱体内部要安装运动部件的导承和支承一一气缸套、导板、主轴承等，形成运动部件（活塞、十字头、连杆、曲轴）和传动部件（传动齿轮、链轮）的运行空间，并布置冷却、润滑和扫气的水、油、气空间。它的外部则要安装喷油泵、调速器、起动与换向设备、增压器、扫气箱、各种系统的管道等。柴油机还要通过机座或机体上的支承安装到基座上。柴油机的固定件承受着气体力和运动机件惯性力的作用，承担着全部机件的重量。动力力矩的输出使它受到由周期性变化的侧推力所产生的倾覆力矩：惯性力的作用使它产生振动对于多缸柴油机，沿纵向还要受到空间力系和力矩的作用；贯穿螺栓和连接螺栓的紧固使它受到安装应力：各处温度不同使它产生热应力；水、油、气的作用使它受到腐蚀。要求机架、机座有足够的刚度，使各运动机件的支承和导承变形小，以保证良好的配合和精确的位置。还要有足够的强度，避免运行中局部发生裂纹和损坏。固定机件的轮廓尺寸决定着整台机器的外形尺寸，一般固定机件的重量要占整台机器的1/3左右，所以机架、机座要尺寸小、重量轻。机架、机座的结构要便于内部运动机件的拆装和检修。机架和机座的各结合面、检修道门要密封性好，避免漏泄造成浪费、污染甚至出现事故。】二、构造（一）机体、机座由于柴油机结构类型的不同，机体、机座的结构也相应地会有较大的差别，形式繁多。在十字头式柴油机中，机体由机架、扫气箱、气缸体几个部分组成，而且往往都是分开制造的（最近的发展是将扫气箱和气缸体连为一体制造的），然后用贯穿螺栓将其与机座连接成为一个刚性的整体。图3-8所示为MAN-B&WL-MC型柴油机的机体与机座的连接。气缸体、机架和机座用贯穿螺栓连接起来
第三章 主要固定部件 第一节 机体、机座、轴承与贯穿螺栓 一、工作条件和要求 【 在十字头式柴油机中，气缸、机架和机座是分开制造，然后由贯穿螺栓连成一刚性整 体，这一刚性整体构成了柴油机的主体部分，如图 3-8 所示。而筒形活塞式柴油机的气缸体、 机架和机座，由于尺寸、重量、刚性和制造等方面的要求不同，有三者分开制造用贯穿螺栓 连接的结构，有两个造在一起（气缸体与机架造在一起，或机架与机座造在一起）的机体结 构，还有去掉了机座代之以轻便油底壳的结构。在柴油机中，气缸体、机架和机座构成的箱 体内部要安装运动部件的导承和支承——气缸套、导板、主轴承等，形成运动部件（活塞、 十字头、连杆、曲轴）和传动部件（传动齿轮、链轮）的运行空间，并布置冷却、润滑和扫 气的水、油、气空间。它的外部则要安装喷油泵、调速器、起动与换向设备、增压器、扫气 箱、各种系统的管道等。柴油机还要通过机座或机体上的支承安装到基座上。 柴油机的固定件承受着气体力和运动机件惯性力的作用，承担着全部机件的重量。动力 力矩的输出使它受到由周期性变化的侧推力所产生的倾覆力矩；惯性力的作用使它产生振 动；对于多缸柴油机，沿纵向还要受到空间力系和力矩的作用；贯穿螺栓和连接螺栓的紧固 使它受到安装应力；各处温度不同使它产生热应力；水、油、气的作用使它受到腐蚀。 要求机架、机座有足够的刚度，使各运动机件的支承和导承变形小，以保证良好的配合 和精确的位置。还要有足够的强度，避免运行中局部发生裂纹和损坏。固定机件的轮廓尺寸 决定着整台机器的外形尺寸，一般固定机件的重量要占整台机器的 1/3 左右，所以机架、机 座要尺寸小、重量轻。机架、机座的结构要便于内部运动机件的拆装和检修。机架和机座的 各结合面、检修道门要密封性好，避免漏泄造成浪费、污染甚至出现事故。 】 二、构造 （一）机体、机座 由于柴油机结构类型的不同，机体、机座的结构也相应地会有较大的差别，形式繁多。 在十字头式柴油机中，机体由机架、扫气箱、气缸体几个部分组成，而且往往都是分开 制造的（最近的发展是将扫气箱和气缸体连为一体制造的），然后用贯穿螺栓将其与机座连 接成为一个刚性的整体。 图 3-8 所示为 MAN-B&W L-MC 型柴油机的机体与机座的连接。气缸体、机架和机座 用贯穿螺栓连接起来
1100000/12?图2-51气缸体、机架和机座连接（L-MC)1、10-螺钉；2-锁紧垫片；3-保护架；4-下螺母；5-贯穿螺栓下面部分；6-连接套；7-贯穿螺栓上面部分；8-上螺母，9-保护罩，11-气缸体；12-机架；13-机座图3-8L-MC型柴油机机体与机座连接1、10-螺钉；2-锁紧垫片：3-保护架；4-下螺母；5-贯穿螺栓下面部分：6-连接套：7-贯穿螺栓上面部分：8-上螺母：9-保护罩；11-气缸体；12-机架：13-机座图3-9示出L-MC型柴油机机架立体图。它是由上面板、底板、横向隔板和左、右侧板焊接而成，这种结构的机架称焊接箱式机架，【相对老式机架】它具有结构紧凑、重量轻、刚性好以及密封性好的优点。在横隔板上设有导板2，导板和机架高度一样当。在侧板上开有检修通道【道门】7当。由于整个机架为一刚性整体，使安装简单，找正工作容易，结合面少，改善了曲轴箱的密封性
图 3-8 L-MC 型柴油机机体与机座连接 1、10-螺钉；2-锁紧垫片；3-保护架；4-下螺母；5-贯穿螺栓下面部分；6-连接套；7-贯穿螺 栓上面部分；8-上螺母；9-保护罩；11-气缸体；12-机架；13-机座 图 3-9 示出 L-MC 型柴油机机架立体图。它是由上面板、底板、横向隔板和左、右侧板 焊接而成，这种结构的机架称焊接箱式机架，【相对老式机架】它具有结构紧凑、重量轻、 刚性好【以及密封性好】的优点。 在横隔板上设有导板 2，导板和机架高度一样。在侧板上开有检修通道【道门】7。 由于整个机架为一刚性整体，使安装简单，找正工作容易，结合面少，改善了曲轴箱的密封 性
53Y2S-8-图2-52机架（L-MC）图3-9L-MC型柴油机机架1-上面板；2-导板：3-活塞冷却油管插入孔；4-贯穿螺栓孔：5-横向隔板；6-链条箱；7-检修通道：8-侧板：9-底板图3-10示出L-MC柴油机机座。它主要由两侧的纵梁和带铸钢轴承座的横梁焊接而成。【每侧纵梁为单层结构（称单壁机座），机座设计得较高，以尽可能缩小机座宽度。而且提高了刚度，由于主轴承位置低，改善了贯穿螺栓紧固时的压力分布，避免了由于接合面处的变形对主轴承的不利影响。】横梁上的主轴承座支承曲轴。由于轴承座采用铸钢件，提高了它的刚性，减小了工作时的变形。机座和它上面的机架共同组成曲轴箱。推力轴承座和机座为一体，成为一个刚性很好的整体
图 3-9 L- MC 型柴油机机架 1-上面板；2-导板；3- 活塞冷却油管插入孔；4-贯穿螺栓孔；5-横向隔板；6-链条箱；7-检 修通道；8-侧板；9-底板 图 3-10 示出 L-MC 柴油机机座。它主要由两侧的纵梁和带铸钢轴承座的横梁焊接而成。 【每侧纵梁为单层结构（称单壁机座），机座设计得较高，以尽可能缩小机座宽度。而且提 高了刚度，由于主轴承位置低，改善了贯穿螺栓紧固时的压力分布，避免了由于接合面处的 变形对主轴承的不利影响。】横梁上的主轴承座支承曲轴。由于轴承座采用铸钢件，提高 了它的刚性，减小了工作时的变形。机座和它上面的机架共同组成曲轴箱。推力轴承座和机 座为一体，成为一个刚性很好的整体
图2-54机座（L-MC/MCE）1.2-纵梁；3-横梁；4-油底壳：A-功率输出端，B-自由端图3-10L-MC型柴油机座1、2-纵梁：3-横梁：4-油底壳；A-功率输出端：B-自由端机座以柔性螺栓【底脚螺栓】用液压工具把紧在船体上设的基座上。机座与基座之间有垫块，可调节机座上平面的高度和水平度。机座在基座上的固定情况如图3-11所示，其中图a)
图 3-10 L-MC 型柴油机座 1、2-纵梁；3-横梁；4-油底壳；A-功率输出端；B-自由端 机座以柔性螺栓【底脚螺栓】用液压工具把紧在船体上设的基座上。机座与基座之间有 垫块，可调节机座上平面的高度和水平度。机座在基座上的固定情况如图 3-11 所示，其中 图 a）
是垂向固定，图b)Toper1:100是横向固定。机座底板是个平面直垫及这些垫与基座接触的面部都有1:100的斜度，【用来调节机座几座横向的方位。底脚螺栓采用了球面螺母和球面垫（图a））或平面螺以保证螺母的支承平面与螺纹中心线垂直，减小螺栓承受附加弯曲应力的横向和纵向也加以固定，可减小底脚螺栓的剪应力。王自型中上间外内下装入。这种柴油机的机座下支承面尺寸较大，可允许采用环氧树脂垫支承。个整体部件（包括了气缸体和机架）的结构在筒状活塞式柴油机中，机体较多地采用形式：也有采用气缸体分开制造的，然后用短螺栓或贯穿螺栓与机座连接成一整体。【图3-1至图3-4是筒状活塞式柴油机采用正置式主轴承的机体一机座结构。它们都具有刚度很强的机座，机座横隔壁上设有正置式主轴承，承受缸内气体压力，惯性力及其力矩的共同作用。图3-1的机体为整体铸造的结构，并用短螺栓与机座连接。这种连接方式使机体部分承受气体力的拉伸作用。因此，它采用了刚度很强的拱门和加强筋，使从气缸盖螺栓传来的气体作用力，沿拱门侧壁平缓地传递到主轴承座处。图中并附有应力测量结果，可见拱门圆弧过渡处应力最大。>图3-1洋马T240型柴油机机体一机座结构图3-2采用长螺栓（称贯穿螺栓）将机体与机座连接构成一个刚体，并使其始终处于承受压应力的工作状态（气体力的拉伸作用由贯穿螺栓承受），避免了机体一机座出现受拉应力的危险区，发挥了铸铁耐压的特点，从而使其重量得到减轻，并降低了对铸件质量的要求。图3-2G300型柴油机机体一机座结构上述这两种结构形式，常用于中、小型柴油机中。对于尺寸较大的柴油机，考虑到生产能力和制造方便，有时将气缸体、机架、机座分别单独铸造（或焊接），用贯穿螺栓连接，如图3-3所示，构成一个刚体。图3-3MAK601型柴油机机体一机座结构r图3-4是将机架与机座合并为一体，焊接成高大的“U”型机座，用短贯穿螺栓与铸造的气缸体连接。因而具有机座刚度大、重量轻的优点。但机座的加工以及曲轴、主轴承的装拆不便。用于对重量尺寸要求较严的中型柴油机中机座结构刀多3-4Su1zerZL40型柴油机机体-图3-5是采用倒挂式主轴承的机体结构。倒挂式主轴承设在机架的横隔壁上，用刚度很
是垂向固定，图 b） 是横向固定。机座底板是个平面，而水平垫和垂直垫及这些垫与基座接触的面部都有 1:100 的斜度，【用来调节机座上平面的高度和水平度以及机座横向的方位。底脚螺栓采用了球面 螺母和球面垫（图 a））或平面螺母与两个球面垫（图 b）），以保证螺母的支承平面与螺纹中 心线垂直，减小螺栓承受附加弯曲应力。】机座的横向和纵向也加以固定，可减小底脚螺栓 的剪应力。机座的纵向固定装置和横向相同。安装水平垫时由机外向内装入，垂直垫由上向 下装入。这种柴油机的机座下支承面尺寸较大，可允许采用环氧树脂垫支承。 在筒状活塞式柴油机中，机体较多地采用一个整体部件（包括了气缸体和机架）的结构 形式；也有采用气缸体分开制造的，然后用短螺栓或贯穿螺栓与机座连接成一整体。 〖 图 3-1 至图 3-4 是筒状活塞式柴油机采用正置式主轴承的机体－机座结构。它们都具 有刚度很强的机座，机座横隔壁上设有正置式主轴承，承受缸内气体压力，惯性力及其力矩 的共同作用。 图 3-1 的机体为整体铸造的结构，并用短螺栓与机座连接。这种连接方式使机体部分承 受气体力的拉伸作用。因此，它采用了刚度很强的拱门和加强筋，使从气缸盖螺栓传来的气 体作用力，沿拱门侧壁平缓地传递到主轴承座处。图中并附有应力测量结果，可见拱门圆弧 过渡处应力最大。〗 图 3-1 洋马 T240 型柴油机机体－机座结构 图 3-2 采用长螺栓（称贯穿螺栓）将机体与机座连接构成一个刚体，并使其始终处于承 受压应力的工作状态（气体力的拉伸作用由贯穿螺栓承受），避免了机体－机座出现受拉应 力的危险区，发挥了铸铁耐压的特点，从而使其重量得到减轻，并降低了对铸件质量的要求。 图 3-2 G300 型柴油机机体－机座结构 上述这两种结构形式，常用于中、小型柴油机中。 对于尺寸较大的柴油机，考虑到生产能力和制造方便，有时将气缸体、机架、机座分别 单独铸造（或焊接），用贯穿螺栓连接，如图 3-3 所示，构成一个刚体。 图 3-3 MAK601 型柴油机机体－机座结构 〖 图 3-4 是将机架与机座合并为一体，焊接成高大的“U”型机座，用短贯穿螺栓与铸 造的气缸体连接。因而具有机座刚度大、重量轻的优点。但机座的加工以及曲轴、主轴承的 装拆不便。用于对重量尺寸要求较严的中型柴油机中。 图 3-4 Su1zer ZL40 型柴油机机体—机座结构〗 图 3-5 是采用倒挂式主轴承的机体结构。倒挂式主轴承设在机架的横隔壁上，用刚度很