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文檔簡介
第九章增壓器和船舶軸系的檢修§9-1廢氣渦輪增壓器主要件的檢修組成:廢氣渦輪機(jī)和離心式壓氣機(jī),兩者裝在同一根軸上構(gòu)成一個(gè)整體,利用柴油機(jī)的廢氣推動(dòng)渦輪,帶動(dòng)同軸的壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn),為柴油機(jī)提供高壓空氣,從而提高柴油機(jī)的功率。廢氣渦輪增壓器是在高轉(zhuǎn)速、高的廢氣溫度、空氣和廢氣的流量和流速大的情況下工作。一般廢氣的壓力為0.25~0.45MPa,廢氣溫度為500~600℃;轉(zhuǎn)速隨增壓器尺寸不同,一般大尺寸增壓器最高轉(zhuǎn)速達(dá)10000r/min,小尺寸增壓器最高轉(zhuǎn)速可達(dá)40000~50000r/min,所以,廢氣渦輪增壓器屬于精密機(jī)械。柴油機(jī)——廢氣渦輪增壓器聯(lián)合裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),廢氣渦輪增壓器容易產(chǎn)生渦輪殼體腐蝕、軸承損壞、葉片損傷、振動(dòng)等故障。輪機(jī)員日常維護(hù)管理工作良好、可減少這些故障的發(fā)生。1渦輪殼體的腐蝕與修理廢氣渦輪增壓器渦輪殼體是由廢氣進(jìn)氣殼與排氣殼(即廢氣經(jīng)過渦輪葉片后排出的部分)組成。進(jìn)氣殼與排氣殼通常采用合金鑄鐵制成,分為冷卻式和非冷卻式。冷卻式殼體為雙層,形成水夾層。進(jìn)氣殼與排氣殼內(nèi)表面經(jīng)常與具有腐蝕性的高溫廢氣和水接觸。殼體內(nèi)部水夾層——冷卻水腔的冷卻水自底部引入,經(jīng)上部排出。為了防止電化學(xué)腐蝕,除用淡水冷卻外,還在淡水中加防銹劑和在殼體上安裝防腐鋅塊等。1.1渦輪殼體腐蝕部位渦輪殼體內(nèi)表面與廢氣接觸發(fā)生腐蝕,特別是在排氣殼的底部A處常發(fā)生腐蝕爛穿,如圖9-7所示。通常由于對(duì)渦輪殼體腐蝕缺乏認(rèn)識(shí)和應(yīng)有的重視,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕,以致故障突然發(fā)生,造成增壓器不能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),需停航修理。因此突然故障需臨時(shí)緊急訂購備件,造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。1.2原因分析殼體一般分為三部分:廢氣進(jìn)氣殼和排氣殼:一般為鑄鐵材料,采用冷卻水腔冷卻。壓氣機(jī)殼,一般為鋁殼,無冷卻水腔。受腐蝕的主要是廢氣進(jìn)氣殼和排氣殼。低溫酸腐蝕是主要原因。1.3殼體腐蝕的防止與修理方法1)防止腐蝕的方法提高冷卻水進(jìn)口溫度防止硫酸腐蝕;徹底清除渦輪端噴水清洗后的殘水;選用非冷卻式增壓器等。在進(jìn)、排氣殼內(nèi)表面容易腐蝕部位釬焊一層耐熱耐蝕M合金的非冷卻式增壓器可使其殼體壽命從3~6年延長至10年以上。2)修理(1)殼體腐蝕使其最小壁厚不小于設(shè)計(jì)壁厚的50%,殼體冷卻水腔經(jīng)1.5倍工作壓力(不少于0.4MPa)水壓試驗(yàn),合格后可繼續(xù)使用。(2)殼體腐蝕后,局部最小壁厚超過設(shè)計(jì)壁厚的50%或破損時(shí),允許焊補(bǔ)或用無機(jī)膠粘劑修補(bǔ),1.5倍工作壓力的水壓試驗(yàn)合格后可繼續(xù)使用。(3)殼體腐蝕使壁厚很薄或已爛穿時(shí),采用低溫焊補(bǔ)厚度適宜的鋼板,經(jīng)水壓試驗(yàn)合格后方可使用。2軸承的檢修船用增壓器多為滾動(dòng)軸承,另外還有止推軸承。滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)小,產(chǎn)生熱量少,潤滑油消耗量少,一般采用透平油只要設(shè)置油池和自帶油泵。滾動(dòng)軸承拆裝方便,但是受其使用壽命的限制(8000h),使用壽命期滿,必須換新。壓氣機(jī)端軸承采用成對(duì)雙列向心推力球軸承,除起支承轉(zhuǎn)子外還起止推作用;渦輪端軸承采用單列向心球軸承或單列向心短圓柱滾子軸承,起支承轉(zhuǎn)子作用。徑向減震彈簧片安裝在軸承外圈和軸承座之間,彈簧片間有0.25~0.55mm的間隙,用以減少震動(dòng);軸向減震彈簧片用以減震和調(diào)整、確定轉(zhuǎn)子的軸向位置。彈簧片是由數(shù)個(gè)薄鋼片疊成,彼此之間有0.13~0.18mm的間隙。渦輪端軸承中只有徑向減震彈簧片,如圖9-8所示。增壓器轉(zhuǎn)子兩端的軸承均設(shè)有自帶油泵,應(yīng)根據(jù)增壓器使用說明書定期進(jìn)行油泵檢查。例如ABBVTR-…0,1,4型增壓器每隔12000h~16000h對(duì)油泵進(jìn)行一次檢查,以掌握其磨損和漏泄情況。一般應(yīng)由生產(chǎn)廠專門維修。油泵的軸線必須與轉(zhuǎn)子同軸,偏差在0.01mm以內(nèi)。注意潤滑油的使用和管理。3葉片與氣封裝置檢修3.1葉片損傷形式:渦輪葉片和壓氣機(jī)葉片的損傷形式主要是碰撞引起的葉片變形、裂紋和斷裂。渦輪葉片變形主要是異物撞擊所致。如吊缸檢修時(shí)由于粗心使工具等物特別是尺寸不大的工具或螺帽等遺在氣缸中,或者活塞環(huán)折斷后的碎塊,甚至由于安裝不良使噴油頭落入中等。當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),這些異物被排氣自排氣口吹至排氣管和增壓器渦輪進(jìn)口殼,這些高速飛來的異物沖破廢氣進(jìn)口處的金屬隔柵進(jìn)入渦輪,與高速回轉(zhuǎn)的渦輪葉片相撞擊,輕者使葉片變形、裂紋,重者造成葉片折斷,并隨之碰撞其它葉片導(dǎo)致渦輪葉片的大部分乃至全部損壞。例如,某輪副機(jī)在75%負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn),突然增壓器發(fā)生劇烈震動(dòng)和巨響,值班輪機(jī)員立即切換另一臺(tái)副機(jī)。后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),由于渦輪上有一葉片折斷,其碎塊在增壓器高速回轉(zhuǎn)時(shí)又接連打傷3只、打彎1只葉片,因及時(shí)停車才免遭更嚴(yán)重的破壞。3.2修理:1)葉片變形:檢查有無裂紋存在,如有裂紋,換新。海上條件下更換葉片不便時(shí),可將斷葉取出并將其對(duì)稱位置的葉片取下,以保持轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡性,減少增壓器的振動(dòng)。如葉片有輕微變形可進(jìn)行冷校。2)壓氣機(jī)葉輪葉片的彎曲變形:如果是鋼制的,加熱矯正;鋁制的換新。渦輪葉片凹面上的撞擊傷痕等少量缺陷允許修磨;磨去深度不得超過相應(yīng)部位葉片厚度的1/6,磨去的面積符合規(guī)定要求。葉片上的上、中部區(qū)域內(nèi)的一定缺陷允許焊補(bǔ)修復(fù)(詳見CB/T3563-94)。3)渦輪葉片的腐蝕:較淺(<0.2mm)時(shí),用砂輪、砂布打磨;較深時(shí),換新。增壓器的轉(zhuǎn)子或葉片經(jīng)修理或換新后均應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn),并使之符合要求。3.3密封裝置的檢修1)密封裝置廢氣渦輪增壓器的密封裝置包括氣封和油封兩種。氣封的作用是防止壓氣機(jī)端的壓縮空氣和渦輪端的燃?xì)饴┬?。壓氣機(jī)端的壓縮空氣大量漏泄使增壓效率降低,渦輪端燃?xì)饴┬乖斐蓽u輪功率下降,高溫燃?xì)饴┤溯S承箱污染滑油和損壞軸承。油封的作用是防止增壓器軸承箱中潤滑油的漏泄。滑油漏泄不僅增加潤滑油的消耗量和造成軸承潤滑不良,還會(huì)因潤滑油漏至渦輪進(jìn)氣殼燃燒使燃?xì)鉁囟壬咭灾聹u輪葉片燒毀。所以,良好的密封裝置是廢氣渦輪增壓器正常可靠地工作不可缺少的組成部分。密封裝置的結(jié)構(gòu)分為接觸式、活塞式和迷宮式三種。活塞環(huán)式密封裝置如圖9-9,常用于小型廢氣渦輪增壓器中作為油封。迷宮式密封裝置的結(jié)構(gòu)很多,圖9-10a)為大型增壓器的軸向密封裝置,b)為徑向密封裝置。氣封片的間隙越小,密封效果越好。從壓氣機(jī)端引入增壓空氣到密封裝置,可增強(qiáng)密封效果。2)密封裝置的安裝部位渦輪端:轉(zhuǎn)子與廢氣進(jìn)口殼體之間有一定的徑向間隙,為防止廢氣進(jìn)入軸承箱和潤滑油泄入廢氣排氣殼,在轉(zhuǎn)子軸上安裝迷宮式軸向密封裝置;為了防止增壓空氣自壓氣機(jī)葉輪背部與隔熱墻之間的間隙漏入渦輪端使轉(zhuǎn)子的軸向推力增大,所以在壓氣機(jī)葉輪背面和隔熱墻之間安裝迷宮式徑向密封裝置。壓氣機(jī)端:在轉(zhuǎn)子與進(jìn)氣殼體之間的間隙安裝迷宮式軸向密封裝置。3)密封裝置的檢修密封裝置的損壞,大多是在增壓器拆裝過程中不慎碰傷密封帶,或增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)中的劇烈振動(dòng),或者安裝間隙不符合要求等造成。密封帶頂部有較輕的彎曲變形時(shí),可用于嘴鉗將其夾直校正;若損傷嚴(yán)重時(shí)則應(yīng)換新密封帶和壓緊絲。在船上條件下更換新的密封帶可按增壓器說明書中規(guī)定的要求和步驟進(jìn)行。4增壓器振動(dòng)檢修廢氣渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生劇烈振動(dòng),使轉(zhuǎn)速下降,柴油機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。作高速回轉(zhuǎn)的精密動(dòng)力機(jī)械的廢氣渦輪增壓器,要保持平穩(wěn)、無振動(dòng)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件:其一是動(dòng)平衡精度符合要求,即轉(zhuǎn)子的重心在其回轉(zhuǎn)中心線上或保持要求的偏心距;其二是增壓器的安裝精度高,對(duì)中性好,即回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)子與固定件殼體的對(duì)中精度符合要求;其三是運(yùn)轉(zhuǎn)中良好的管理與正確地操作,增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)中由于種種不能滿足以上條件的原因使增壓器產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。4.1振動(dòng)原因:1)壓氣機(jī)喘振引起強(qiáng)烈振動(dòng)這種振動(dòng)包含徑向振動(dòng)和軸向振動(dòng)。喘振是由于壓氣機(jī)流通部分出現(xiàn)氣流與葉片強(qiáng)烈撞擊與脫流現(xiàn)象的結(jié)果。增壓系統(tǒng)流道阻塞是增壓器喘振的常見原因。管理中注意壓氣機(jī)進(jìn)氣濾器、葉輪、擴(kuò)壓器、空氣冷卻器、進(jìn)氣口和排氣口、渦輪噴嘴環(huán)、葉片等流通部分的清潔,就會(huì)防止和消除喘振,也就會(huì)使振動(dòng)消失。2)軸承損壞引起振動(dòng)軸承長時(shí)間使用后產(chǎn)生磨損、變形、裂紋和燒傷時(shí),使摩擦力矩增大,轉(zhuǎn)速下降,振動(dòng)和噪聲大增。軸承中的減振彈簧片的磨損、變形或斷裂等使轉(zhuǎn)子安裝位置發(fā)生變化,轉(zhuǎn)子對(duì)中不良產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。為此應(yīng)按軸承規(guī)定的使用期按時(shí)更換軸承,發(fā)生損壞時(shí)更應(yīng)即時(shí)更換軸承。3)轉(zhuǎn)子彎曲變形引起振動(dòng)增壓器轉(zhuǎn)子軸上安裝著壓氣機(jī)和渦輪的葉輪等部件,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大。若船舶停航時(shí)間較長,增壓器轉(zhuǎn)子就會(huì)由于長期不運(yùn)轉(zhuǎn)自重使其產(chǎn)生彎曲變形,破壞了轉(zhuǎn)子與殼體、氣封等的配合間隙,使轉(zhuǎn)子失中。嚴(yán)重時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)困難,摩擦嚴(yán)重;運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生很大的離心力使增壓器產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。所以,船舶長時(shí)間停航,應(yīng)注意增壓器的管理,防止轉(zhuǎn)子變形。4)轉(zhuǎn)子不平衡引起振動(dòng)增壓器經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn),由于渦輪葉片上嚴(yán)重積炭或葉片變形、折斷;壓氣機(jī)葉輪、葉片變形或損壞等都會(huì)使轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布發(fā)生變化,改變了轉(zhuǎn)子原有的重心位置,破壞了轉(zhuǎn)子原有的動(dòng)平衡精度,即偏心距e值增大超過規(guī)范要求,造成轉(zhuǎn)子不平衡。當(dāng)增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡而產(chǎn)生劇烈振動(dòng),工作不平穩(wěn)。5)增壓器裝配、修理質(zhì)量差增壓器進(jìn)行自修或廠修時(shí),如修理質(zhì)量差或修后裝配不良時(shí),就會(huì)造成增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子與殼體或氣封相碰,產(chǎn)生摩擦導(dǎo)致振動(dòng)。例如氣封、軸封安裝不正、軸承安裝不正確或軸承間隙不符合要求、轉(zhuǎn)子軸線不對(duì)中等。特別是軸承安裝問題不容忽視。例如VTR型增壓器壓氣機(jī)端采用雙列滾珠止推軸承,渦輪端為單列滾柱軸承。在軸承座內(nèi)裝有彈性減振裝置,滾動(dòng)軸承裝于其上。彈性減振裝置是由一組帶孔的彈簧鋼片組成,潤滑油在鋼片之間形成油膜,產(chǎn)生阻尼作用,吸收和緩沖轉(zhuǎn)子可能產(chǎn)主的振動(dòng),并有助于延長軸承壽命和使增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。如果減振彈簧片安裝不正確或產(chǎn)生變形、斷裂或軸承在減振裝置內(nèi)安裝不正確等,都直接影響軸承的位置,因而與轉(zhuǎn)子軸線對(duì)中不良,各配合間隙不符合標(biāo)準(zhǔn),增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。4.2振動(dòng)檢修:1)清洗利用增壓器上的噴水裝置清洗渦輪端和壓氣機(jī)端的葉片和通道,減輕或完全消除由此引起的振動(dòng)。2)換新軸承若產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)軸承已接近換新時(shí)間,則可能是因軸承損壞引起的振動(dòng),故應(yīng)首選換新軸承的措施來消除增壓器振動(dòng)。3)檢查轉(zhuǎn)子的磨損和變形增壓器解體抽出轉(zhuǎn)子檢查壓氣機(jī)和渦輪的葉輪、氣封和工作軸頸外圓表面有無擦傷、變形和磨損。必要時(shí)吊入車間在平臺(tái)上檢測(cè)轉(zhuǎn)子軸線狀態(tài),以判斷轉(zhuǎn)子的彎曲變形和變形程度。4)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡檢驗(yàn)在專用動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)上檢測(cè)轉(zhuǎn)子的平衡精度,依測(cè)量出的不平衡質(zhì)量的大小與位置進(jìn)行修理,除去不平衡質(zhì)量后再次檢驗(yàn),直至達(dá)到要求的平衡精度為止。5)安裝間隙的檢查安裝間隙反映了轉(zhuǎn)子與增壓器殼體的對(duì)中情況。進(jìn)行粗檢:手動(dòng)轉(zhuǎn)子使之回轉(zhuǎn)、聽聲判斷對(duì)中情況;精檢:測(cè)量L、M等配合間隙,精確判斷對(duì)中情況。應(yīng)該注意的是壓氣機(jī)進(jìn)氣道殼體如果發(fā)生下沉也會(huì)影響對(duì)中性,從而引起增壓器振動(dòng),這種情況雖少見,但在ABBVTR631-1N型增壓器上曾出現(xiàn)過,而且一般不易發(fā)現(xiàn)是由此引發(fā)的振動(dòng)故障。5增壓器的拆裝與檢驗(yàn)(重點(diǎn))5.1拆裝:要求:熟悉增壓器的結(jié)構(gòu)、拆裝的順序和要求、采用專用的工具等。組裝時(shí)要求保證說明書中規(guī)定的裝配間隙,并按一定方法進(jìn)行間隙調(diào)正與檢驗(yàn)。1)拆裝增壓器的要求(1)認(rèn)真閱讀增壓器說明書,結(jié)合實(shí)際掌握增壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu):壓氣機(jī)和渦輪的結(jié)構(gòu)形式、軸承的結(jié)構(gòu)形式、潤滑方式、葉輪與轉(zhuǎn)子軸的連結(jié)方式、密封裝置的形式與位置、各零部件的相對(duì)安裝位置、配合間隙等。(2)拆卸時(shí)正確使用隨機(jī)專用拆裝工具,才能保證順利地拆裝。按照規(guī)定的拆卸順序和要求進(jìn)行,不可破壞零部件原有的精度與表面粗糙度,尤其是軸承和軸頸工作表面,應(yīng)清潔、上油、防止生銹。(3)安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照說明書的安裝順序和要求、規(guī)定的裝配間隙進(jìn)行增壓器的組裝,并按照一定的方法進(jìn)行間隙檢驗(yàn)與調(diào)整,以保證轉(zhuǎn)子與殼體的對(duì)中性,保證增壓器可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。2)增壓器拆裝順序在對(duì)增壓器結(jié)構(gòu)了解、要求明確的基礎(chǔ)上進(jìn)行拆卸和安裝。在船上拆裝增壓器,不必拆下增壓器殼體,只需拆下轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢修。下面以VTR400為例簡要說明拆下和安裝轉(zhuǎn)子的順序。(1)拆卸壓氣機(jī)端:拆開放油旋塞,放出潤滑油;拆下軸承端蓋;拆下油泵(自帶油泵式);拆下整個(gè)軸承組,并用蠟紙包好,以免弄臟。(2)拆卸渦輪機(jī)端:拆下放油旋塞放出軸承箱中的潤滑油;拆下軸承端蓋;拆下油泵(自帶油泵式)。(3)拔出軸承的內(nèi)部零件:軸向減震彈簧片組、滾柱軸承外座圈等。(4)拆下壓氣機(jī)端的空氣進(jìn)氣殼。(5)把轉(zhuǎn)子從壓氣機(jī)端抽出并用兩個(gè)木墩支承使之立放。在重新安裝前應(yīng)把軸承箱清潔干凈、軸承備件準(zhǔn)備好、自帶油泵軸線進(jìn)行檢查。按與拆卸相反的順序進(jìn)行安裝。最后測(cè)量壓氣機(jī)端的K值,并應(yīng)符合要求。3)渦輪增壓器的主要裝配間隙增壓器是高溫下高速回轉(zhuǎn)的精密機(jī)械,為了保證正常運(yùn)轉(zhuǎn),必須嚴(yán)格控制運(yùn)動(dòng)件與固定件之間的配合間隙。間隙太小,引起擦碰,如葉片與殼體、密封裝置與殼體相碰,輕者損壞零件,重者造成嚴(yán)重的事故;間隙過大,漏氣損失增大,使增壓器的效率大大降低。增壓器的主要裝配間隙如圖9-11所示。圖中間隙A為壓氣機(jī)端導(dǎo)風(fēng)輪與殼體的徑向配合間隙;間隙B為擴(kuò)壓器與殼體的軸向間隙;間隙L為壓氣機(jī)葉輪與殼體之間的間隙;間隙M為壓氣機(jī)葉輪背面與氣封板之間的軸向間隙;間隙D為軸流式渦輪葉片與噴嘴葉片之間的軸向間隙;間隙E為軸流式渦輪葉片與噴嘴外環(huán)之間的徑向間隙;N為轉(zhuǎn)子軸向串動(dòng)量,或者說是轉(zhuǎn)子軸向熱膨脹量。以上各間隙隨機(jī)型而異,具體數(shù)值在增壓器說明書中均有明確規(guī)定。注意:拆裝時(shí),轉(zhuǎn)子軸上的運(yùn)動(dòng)件均有確定位置,不可改動(dòng),軸上的零件也不允許隨便更換,以免破壞動(dòng)平衡精度和與固定件的配合間隙。5.2增壓器的校中:通過測(cè)量推力軸承處的軸向間隙N和測(cè)量壓氣機(jī)葉輪前后與殼體的間隙L和M,使之符合說明書的技術(shù)要求,這就是增壓器的校中??傃b后,檢查運(yùn)動(dòng)件與固定件之間的相當(dāng)位置是否正確,特別是壓氣機(jī)葉輪在殼體中的位置。粗檢是手動(dòng)增壓器轉(zhuǎn)子使之回轉(zhuǎn),傾聽轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有無擦碰聲音。如果有擦碰說明轉(zhuǎn)子對(duì)中不良,應(yīng)查明原因予以消除。精檢是在粗檢合格后采用測(cè)量方法進(jìn)行校中檢驗(yàn)。1)主要測(cè)量間隙(1)間隙N:N為壓氣機(jī)端推力軸承與轉(zhuǎn)子軸端面之間的軸向間隙,即轉(zhuǎn)子的軸向串動(dòng)量。使在保證轉(zhuǎn)子軸向熱膨脹的情況下不會(huì)產(chǎn)生壓氣機(jī)葉輪或氣封與增壓器殼體相碰;(2)間隙L:L為壓氣機(jī)葉輪前方與殼體之間的間隙;(3)間隙M:M為壓氣機(jī)葉輪背面與氣封板之間的軸向間隙。2)測(cè)量方法(1)測(cè)量N:測(cè)量前首先取下增壓器兩端的軸承端蓋,分別在轉(zhuǎn)子軸的左、右端施以軸向推力,使轉(zhuǎn)子軸分別處于左、右兩個(gè)極端位置,分別測(cè)出轉(zhuǎn)子軸端面至壓氣機(jī)殼體端面之間的距離K3、K4值,則測(cè)量推力軸承軸向間隙N=K4-K3,如VTR630型增壓器的止推軸承軸向間隙N=0.17~0.23mm。(2)測(cè)量K:測(cè)量壓氣機(jī)葉輪前后的間隙L和M,先使轉(zhuǎn)子軸恢復(fù)到不受軸向力作用的狀態(tài),然后測(cè)量出轉(zhuǎn)子軸左端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離K,如圖9-12a)。(3)測(cè)量L:旋出壓氣端的連接螺釘2的長度約5mm,在渦輪端轉(zhuǎn)子軸上施一軸向推力,使轉(zhuǎn)子軸向左移動(dòng),間隙L消失,測(cè)量轉(zhuǎn)子軸左端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離K1,則壓氣機(jī)葉輪前方與殼體之間的間隙L=K-K1,如圖9-12b)。VTR631型增壓器L=1.055~1.665mm。(4)測(cè)量M:將螺母4、5及甩油壞6拆下,在轉(zhuǎn)子軸右端裝一吊環(huán)螺釘,將轉(zhuǎn)子軸向右拉動(dòng),使間隙M消失,測(cè)量轉(zhuǎn)子軸左端面至壓氣機(jī)殼體端面的距離K2,則壓氣機(jī)葉輪背面與氣封板之間的間隙M=K2-K,如圖9-12c)。VTR631型增壓器M=0.275~1.185mm。當(dāng)各間隙值符合要求時(shí)說明增壓器轉(zhuǎn)子與殼體對(duì)中性良好,否則應(yīng)查明原因,調(diào)整后再度測(cè)量。5.3動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),除了作等速移動(dòng)的構(gòu)件和作等角速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)且慣性主軸(回轉(zhuǎn)主軸)通過其質(zhì)心的構(gòu)件外,作其它運(yùn)轉(zhuǎn)的構(gòu)件均會(huì)產(chǎn)生慣性力。慣性力的大小和方向隨機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)作周期性的變化。這種不平衡慣性力將加速機(jī)器中運(yùn)動(dòng)副的磨損和使機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)、特別是高速、精密機(jī)器更為嚴(yán)重。為此應(yīng)使慣性力得到平衡,消除或減輕振動(dòng)。1)剛性回轉(zhuǎn)件的平衡繞固定軸回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)件常因結(jié)構(gòu)不對(duì)稱、質(zhì)量分布不均勻等在回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生不平衡。剛性回轉(zhuǎn)件的平衡分為兩種:(1)質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)的構(gòu)件:軸向長度小于直徑的回轉(zhuǎn)件,如螺旋槳、葉輪、砂輪、飛輪等,可視為質(zhì)量近似分布于同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)。當(dāng)回轉(zhuǎn)件以等速回轉(zhuǎn)時(shí),所產(chǎn)生的離心慣性力構(gòu)成匯交于回轉(zhuǎn)中心的平面匯交力系。為了平衡慣性力,在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)增加一定的平衡質(zhì)量(或相反位置減去),使其產(chǎn)生的離心力與原有質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力的向量和等于零,該力系為平衡力系,回轉(zhuǎn)件達(dá)到平衡狀態(tài),在任何位置可保持靜止。這種平衡稱為靜平衡。(2)質(zhì)量分布不在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)的構(gòu)件:軸向長度大于直徑的回轉(zhuǎn)件,如電機(jī)轉(zhuǎn)子、增壓器轉(zhuǎn)子、多缸柴油機(jī)曲軸等,不能視為質(zhì)量近似分布于同一回轉(zhuǎn)面內(nèi),回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力不再是平面匯交力系,而是空間力系。為了平衡離心力,可以任意選定兩個(gè)平面,將各不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力分解到兩個(gè)平面上,從而將空間力系的平衡轉(zhuǎn)化成兩個(gè)平面上匯交力系的平衡。只需將兩個(gè)平面內(nèi)分別加以適當(dāng)?shù)钠胶赓|(zhì)量,使兩個(gè)平面內(nèi)的慣性力的向量和均為零,離心力所引起的力偶矩向量和也等于零,回轉(zhuǎn)件達(dá)到完全平衡。這種平衡稱為動(dòng)平衡。2)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)由于計(jì)算、制造和安裝的誤差以及由于材料的不均勻、毛坯缺陷等,使回轉(zhuǎn)件實(shí)際上仍然存在不平衡。因此必須通過平衡試驗(yàn)來測(cè)定不平衡質(zhì)量的大小和方位,然后再用加重或減重的方法予以平衡。營運(yùn)船舶的增壓器轉(zhuǎn)子上零部件經(jīng)修理或更換時(shí)也必須進(jìn)行平衡試驗(yàn),船舶螺旋槳槳葉變形或經(jīng)修理后也須進(jìn)行平衡試驗(yàn)。根據(jù)回轉(zhuǎn)件的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)速平衡試驗(yàn)分為靜平衡試驗(yàn)和動(dòng)平衡試驗(yàn),如表9-1所示。靜平衡試驗(yàn):靜平衡試驗(yàn)是為了測(cè)定D/L≥5的回轉(zhuǎn)件不平衡質(zhì)量的大小和方向,確定平衡質(zhì)量的大小、位置和進(jìn)行調(diào)整,使之達(dá)到靜平衡要求。這種測(cè)量方法稱為靜平衡試驗(yàn)法。靜平衡試驗(yàn)是將回轉(zhuǎn)件安裝在專用心軸上,然后一并裝于靜平衡試驗(yàn)架上(導(dǎo)軌式或軸承式),如圖11-21。若回轉(zhuǎn)件重心偏離回轉(zhuǎn)軸,所產(chǎn)生的靜力矩作用于回轉(zhuǎn)軸,回轉(zhuǎn)件在導(dǎo)軌上滾動(dòng)或在軸承支架上轉(zhuǎn)動(dòng),待運(yùn)動(dòng)停止后重心部位處于最低位置。由此確定重心偏離方位,在其反向加平衡質(zhì)量,逐步試驗(yàn)調(diào)整平衡質(zhì)量的大小和位置,直至回轉(zhuǎn)件在任意位置均可靜止不動(dòng)。最后在回轉(zhuǎn)件上確定部位去掉實(shí)測(cè)的重量,回轉(zhuǎn)件達(dá)到靜平衡。(2)動(dòng)平衡試驗(yàn):動(dòng)平衡試驗(yàn)是為了測(cè)定D/L≤1的回轉(zhuǎn)件不平衡質(zhì)量的大小和方位。由于不平衡質(zhì)量不是在一個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)和不平衡慣性力偶矩不可忽略,必須在任意兩個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)分別加一適當(dāng)?shù)钠胶赓|(zhì)量才能達(dá)到平衡。利用動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)使回轉(zhuǎn)件在其上試驗(yàn),測(cè)定兩個(gè)選定平面內(nèi)所需加的平衡質(zhì)量或重徑積的大小和方位,從而使回轉(zhuǎn)件達(dá)到動(dòng)平衡。一般機(jī)械式動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)是利用補(bǔ)償重徑積法求不平衡重徑積的原理,此外,還有利用電子技術(shù)測(cè)量校正面內(nèi)不平衡量的各種動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)。激光動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)、帶真空筒的大型高速動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)和整機(jī)平衡測(cè)振動(dòng)平衡儀等,為高速、高精度、高生產(chǎn)率和大型撓性回轉(zhuǎn)件的動(dòng)平衡試驗(yàn)提供了先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)。3)平衡精度回轉(zhuǎn)件通過平衡試驗(yàn)后,已將不平衡慣性力及其引起的動(dòng)力效果減少到相當(dāng)?shù)偷某潭龋€會(huì)有些殘存的不平衡存在。這種殘存的不平衡愈小,不平衡慣性力的不良影響就愈小,回轉(zhuǎn)件的平衡狀況就愈好。所以,把回轉(zhuǎn)件經(jīng)平衡后的不平衡程度稱為平衡精度,它是用來度量回轉(zhuǎn)件不平衡程度的物理量。對(duì)于質(zhì)量分布在同一平面內(nèi),軸向長度較小的回轉(zhuǎn)件,假定其為一重心與回轉(zhuǎn)中心重合的薄圓盤,當(dāng)距回轉(zhuǎn)半徑為R處有一不平衡重量F(或不平衡力F)時(shí),回轉(zhuǎn)件的不平衡度為F?R(N·m),或稱為重徑積。它反映了不平衡慣性力的大小和方向。不平衡慣性力造成的不良影響由其在軸承中引起的附加負(fù)荷和振動(dòng)振幅來衡量。軸承附加負(fù)荷與回轉(zhuǎn)件的重徑積、回轉(zhuǎn)角速度有關(guān);振動(dòng)振幅與重徑積、軸承剛度和回轉(zhuǎn)件整機(jī)質(zhì)量有關(guān)。所以僅僅依據(jù)回轉(zhuǎn)件的重徑積大小是不足以表達(dá)出不平衡慣性力所造成的不良影響。用重徑積表示回轉(zhuǎn)件的不平衡度,沒有反映出其與回轉(zhuǎn)件質(zhì)量的關(guān)系。因?yàn)橥徊黄胶舛戎迪鄬?duì)于不同質(zhì)量的回轉(zhuǎn)件來說,精度是不同的。例如,重徑積為0.5mN?m的不平衡度對(duì)于500kg和5kg的轉(zhuǎn)子的精度不同。所以,應(yīng)采用回轉(zhuǎn)件的不平衡度(重徑積)與其質(zhì)量中心上的重力之比來表示回轉(zhuǎn)件的平衡精度,即:e=FR/G式中:e——偏心距或偏移量,mm;G——回轉(zhuǎn)件的重力,N。偏心距e是回轉(zhuǎn)件重心相對(duì)于回轉(zhuǎn)中心的距離,或稱平衡精度。例如,當(dāng)回轉(zhuǎn)件的偏心距e=10-6m時(shí),說明回轉(zhuǎn)件重心相對(duì)于回轉(zhuǎn)中心偏移1μm或0.001mm對(duì)于動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)的回轉(zhuǎn)件,則應(yīng)以兩個(gè)選定平面上的代替重量和平衡重量的總重心的偏心距e和回轉(zhuǎn)件角速度ω的乘積表示慣性力的不良影響,即平衡精度。目前,我國尚未定出平衡精度的標(biāo)準(zhǔn),一般均是以回轉(zhuǎn)件的許用偏心距[e]與回轉(zhuǎn)件的角速度ω的乘積[e]?ω表示回轉(zhuǎn)件的平衡精度,并按[e]?ω分級(jí),如表9-2。圖9-13為各種平衡精度等級(jí)下,回轉(zhuǎn)件最高轉(zhuǎn)速與許用偏心距e的關(guān)系。對(duì)于靜不平衡回轉(zhuǎn)件,由圖9-13中所查到的[e]與回轉(zhuǎn)件重量G的乘積即為該回轉(zhuǎn)件的許用重徑積[e]?G;對(duì)于動(dòng)不平衡回轉(zhuǎn)件、則是在求得許用重徑積[e]?G后,再將它分配到兩個(gè)平衡基面上去。6增壓器損壞后的應(yīng)急措施航行中,當(dāng)廢氣渦輪增壓器發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí),既不能修理又無法繼續(xù)使用,這種情況下只有停止增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)。但是廢氣渦輪增壓器與柴油機(jī)是聯(lián)合裝置,工作密切相關(guān),增壓器停止工作后必須采取相應(yīng)措施保證柴油機(jī)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。具體作法可依增壓器說明書的規(guī)定進(jìn)行。一般原則如下:1)航行中主機(jī)增壓器損壞時(shí)的處置原則(1)為避免事故繼續(xù)擴(kuò)大,在海況、海域等情況允許時(shí)應(yīng)立即停車進(jìn)行檢修;(2)在海況及海域等情況惡劣時(shí),如風(fēng)浪太大或航行在狹水道等不允許停車的特殊情況下,應(yīng)使主機(jī)轉(zhuǎn)速降至較低水平保持船舶航行。2)對(duì)損壞增壓器的應(yīng)急處置(1)允許短時(shí)停車時(shí),鎖住轉(zhuǎn)子。當(dāng)主機(jī)增壓器損壞停止工作時(shí),主柴油機(jī)仍要繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),以保證船舶繼續(xù)航行。為了防止廢氣沖擊轉(zhuǎn)子,應(yīng)將轉(zhuǎn)子鎖住。定壓增壓系統(tǒng)中的增壓器損壞時(shí),只需鎖住轉(zhuǎn)子的壓氣機(jī)端;一般原則:當(dāng)柴油機(jī)的平均有效壓力≥0.5MPa(或平均指示壓力>0.57MPa)時(shí),就應(yīng)鎖住轉(zhuǎn)子兩端。當(dāng)柴油機(jī)設(shè)有旁通排煙管時(shí)為最佳,廢氣由此排放大氣不再流經(jīng)增壓器;當(dāng)柴油機(jī)無此設(shè)施時(shí),廢氣不斷地流經(jīng)鎖住的轉(zhuǎn)子后排至煙囪。廢氣不斷地加熱轉(zhuǎn)子,熱量傳至壓氣機(jī)端使葉輪有過熱的危險(xiǎn)。為此需要一定量的空氣循環(huán)流過壓氣機(jī)進(jìn)行冷卻。對(duì)于僅設(shè)一臺(tái)增壓器的四沖程柴油機(jī),吸入的空氣流經(jīng)停用的增壓器,自然進(jìn)行冷卻。對(duì)于具有兩臺(tái)增壓器的二沖程柴油機(jī),當(dāng)一臺(tái)增壓器損壞停用時(shí),為防止掃氣箱的新氣倒灌而漏損,在鎖住轉(zhuǎn)子的增壓器空氣出口安裝封閉的蓋板,并在蓋板上開一小孔,使由此小孔漏過的空氣冷卻壓氣機(jī)葉輪。封閉蓋板上的通氣小孔隨增壓器型號(hào)不同而異。例如,VTR400型增壓器通氣小孔直徑為25mm;VTR500型孔徑為32mm;VTR630型和VTR631-1型孔徑為40mm。利用隨機(jī)專用工具鎖住轉(zhuǎn)子,并按說明書操作。轉(zhuǎn)子鎖住后,增壓器殼體繼續(xù)冷卻,但應(yīng)停止其軸承潤滑。增壓器損壞后鎖住轉(zhuǎn)子的應(yīng)急措施,具有簡便、緩解故障和防止事故擴(kuò)大的優(yōu)點(diǎn),但轉(zhuǎn)子受到高溫廢氣和自重作用,短時(shí)間尚可,長時(shí)間作用將會(huì)引起轉(zhuǎn)子變形。(2)允許長時(shí)間停車時(shí),可拆除轉(zhuǎn)子。增壓器損壞后由于時(shí)間充裕,可采用拆除轉(zhuǎn)子和在增壓器殼體兩端和中間安裝封閉蓋板的措施,如圖9-14所示。此法不僅防止事故擴(kuò)大,而且使轉(zhuǎn)子受到較好的保護(hù),但工作量較大,需要較長的工作時(shí)間?!?-2概述船舶軸系是船舶動(dòng)力裝置中的重要組成部分,承擔(dān)著將主機(jī)發(fā)出的功率傳遞給螺旋槳,再將螺旋槳產(chǎn)生的軸向推力傳遞給船體實(shí)現(xiàn)推船航行的目的。軸系shaft1定義:軸系是指從柴油機(jī)輸出端法蘭至螺旋槳為止的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。2組成:對(duì)于直接傳動(dòng)的推進(jìn)系統(tǒng),包括傳遞功率的傳動(dòng)軸及其軸承等零部件,主要有:中間軸(intermediateshaft)、推力軸和推力軸承、中間軸承、尾軸(sternshaft)、尾軸承、螺旋槳等。對(duì)于間接傳動(dòng)的推進(jìn)系統(tǒng),除有上述傳動(dòng)軸和軸承外,還有離合器、彈性聯(lián)軸器和減速齒輪箱等部件。3作用:傳遞主機(jī)功率螺旋槳將產(chǎn)生的推力船體推動(dòng)船航行。4種類:(1)單軸系:軸系布置在船體的縱剖面上,并且平行于船體的基線,多用于大型海船。單軸系的長度主要由中間軸數(shù)目來定,而中間軸的數(shù)目則取決于機(jī)艙位置。中機(jī)艙的中間軸數(shù)量多,軸系長。凡具有兩節(jié)或兩節(jié)以上中間軸的軸系稱為長軸系;尾機(jī)艙的中間軸數(shù)量少甚至沒有中間軸,軸系較短。凡具有一節(jié)中間軸或無中間軸的軸系稱為短軸系。所以目前造船趨勢(shì)都是采用尾機(jī)艙或近尾機(jī)艙的船舶結(jié)構(gòu)。單軸系的結(jié)構(gòu)如圖11-1所示。單軸系的特點(diǎn)是:直接傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡單可靠、傳動(dòng)損失小,便于操縱。單軸系多用于大型海船、拖輪及內(nèi)河中小型船舶,如油船、集裝箱船及散貨船等。(2)雙軸系:雙軸系結(jié)構(gòu)如圖11-2所示。兩個(gè)軸系分別平行對(duì)稱布置在船體中縱剖面的兩側(cè),相對(duì)船體基線略有傾斜,以保證螺旋槳充分沒入水中。需在船體外架設(shè)人字架,將船外部分的尾軸托起。為了便于拆裝將尾軸分為兩段制造,中間用聯(lián)軸器連接。在船體尾軸管內(nèi)的軸段仍稱為尾軸;懸伸在船外的軸段與螺旋槳連接,并由人字架支承,這段軸稱為螺旋槳軸。雙軸系船舶具有高速、機(jī)動(dòng)性好和生命力強(qiáng)的特點(diǎn)。但雙軸系結(jié)構(gòu)復(fù)雜、配套設(shè)備多,如雙軸系為雙機(jī)雙槳;建造和修理工作量大、費(fèi)用高。一般多用于客船和軍用艦船。5軸系理論中心線的確定:軸系理論中心線是船舶設(shè)計(jì)時(shí)所確定的軸系中心線。軸系和主機(jī)安裝時(shí)軸系理論中心線是重要安裝基準(zhǔn),根據(jù)軸系理論中心線確定主機(jī)的安裝位置和軸系各傳動(dòng)軸和軸承的安裝位置。所以,軸系理論中心線十分重要,新造船舶在船體建造時(shí)確定軸系理論中心線的實(shí)際位置。確定軸系理論中心線常采用拉線法和光學(xué)儀器法。拉線法適用于短軸系船舶,鋼絲線的直徑為0.5~lmm。光學(xué)儀器法適用于長軸系船舶。1)基準(zhǔn)點(diǎn)的確定軸系理論中心線是根據(jù)其基準(zhǔn)點(diǎn)來定位的?;鶞?zhǔn)點(diǎn)有兩個(gè),即首基點(diǎn)和尾基點(diǎn)?;鶞?zhǔn)點(diǎn)的三維位置:縱向(軸向)位置:由機(jī)艙設(shè)計(jì)圖紙確定。首基準(zhǔn)點(diǎn)一般取距主機(jī)首端1~2個(gè)肋位處或在機(jī)艙前隔艙壁上;尾基準(zhǔn)點(diǎn)取在船尾零號(hào)肋位或其后1~2m處,如圖11-3。左右位置:單軸系的首、尾基準(zhǔn)點(diǎn)位于船中縱剖面線(即軸系理論中心線的投影線)上,一般在船體建造時(shí)確定中縱剖面線的位置;雙軸系以中縱剖面線為基準(zhǔn),在其左、右按圖紙規(guī)定的尺寸確定兩條軸系的中線。高度位置:用鋼直尺在指定肋位處從雙層底平面上的船中縱剖面線向上量取圖紙規(guī)定的尺寸。在首、尾基準(zhǔn)點(diǎn)和尾軸管首、尾端等處設(shè)立基準(zhǔn)靶或拉線架便可以確定軸系理論中心線。2)確定軸系理論中心線的方法依確定的首、尾基準(zhǔn)點(diǎn)確定軸系理論中心線。(1)拉線法在首、尾基準(zhǔn)點(diǎn)處安裝拉線架以固定鋼絲線的兩端,根據(jù)首、尾基準(zhǔn)點(diǎn)的三維位置調(diào)節(jié)鋼絲線的位置,使鋼絲線通過基準(zhǔn)點(diǎn)。拉線前,應(yīng)先在機(jī)艙后隔艙壁、尾隔艙壁等壁面上相應(yīng)位置開孔,以便鋼絲線穿過。固定后的鋼絲線即代表軸系理論中心線,如圖11-4所示。由于鋼絲線自重產(chǎn)生下垂而不能準(zhǔn)確代表軸系理論中心線,軸系越長誤差越大。為此應(yīng)進(jìn)行修正:求出鋼絲線在各隔艙壁、中間軸承等處的下垂量,使鋼絲所定位置升高相應(yīng)的下垂量即可。利用所拉出軸系理論中心線進(jìn)行以下的檢查:①檢查人字架軸轂孔、尾柱軸轂孔中心線是否在此線上;②檢查主機(jī)底座面板、各中間軸承底座面板相對(duì)于鋼絲線的高度尺寸和左右位置。利用鋼絲線確定各加工部位的中心點(diǎn)。即在人字架軸轂前、后端面,尾軸轂后端面,尾隔艙壁加強(qiáng)墊板端面,機(jī)艙前、后隔艙壁上,以鋼絲線為中心畫出十字線、加工圓線和檢查圓線。首先依鋼絲線在上述各面上畫出十字線并打沖孔,隨后拆去鋼絲線,依十字線沖孔定出中心并打沖孔(在各面開孔處嵌上木板),即理論中心。再依此中心沖孔在各面上畫出加工圓線、檢查圓線,打沖孔作為加工和永久檢查的記號(hào)。拉線法所用工具簡單、操作方便、適用于短軸系。(2)光學(xué)儀器法當(dāng)軸系較長時(shí),可采用光學(xué)儀器來確定軸系理論中心線。首先在首、尾基準(zhǔn)點(diǎn)處各放一基準(zhǔn)光靶,調(diào)節(jié)光靶使其十字線中心位于基準(zhǔn)點(diǎn)上;其次,調(diào)節(jié)光學(xué)儀器使其光軸通過基準(zhǔn)靶上的十字線中心;則光軸即是軸系理論中心線。當(dāng)然,在光線通過的隔艙壁上應(yīng)預(yù)先開孔。望光法:采用準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡或經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡等;投射法:采用投射儀;激光技術(shù):采用激光導(dǎo)向準(zhǔn)直儀或激光衍射準(zhǔn)直儀等。3)按照軸系理論中心線鏜孔軸系理論中心線確定后,依此在人字架軸轂和尾柱軸轂端面、各隔艙壁面劃出的加工圓線,以其為基準(zhǔn)進(jìn)行上述部位的鏜孔。采用專用鏜削裝置(鏜排)加工各端面、壁面上的孔達(dá)到要求的精度,保證軸系的安裝質(zhì)量。6軸系工作條件及故障船舶軸系的主要零件——中間軸、尾軸等雖然結(jié)構(gòu)簡單,但尺寸大、重量大,一般軸長L與軸徑d之比均超過10,所以是撓性軸、容易產(chǎn)生變形。軸系位于船體水線以下部位,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不僅受到主機(jī)傳遞的扭矩作用、軸系自重引起的彎曲變形,而且還受到螺旋槳產(chǎn)生的阻力矩和推力作用。此外,還受到船體變形、船舶振動(dòng)及螺旋槳水動(dòng)力等引起的附加應(yīng)力的周期作用。船舶主機(jī)的緊急停車及機(jī)動(dòng)操車,上述情況就更加嚴(yán)重,并使軸承負(fù)荷加重、傳動(dòng)軸工作表面與軸承的相對(duì)運(yùn)動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生過度磨損,在海水和滑油介質(zhì)中受到腐蝕。所以,船舶軸系在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生聲音異常、振動(dòng)、軸承溫度升高、傳動(dòng)軸磨損加劇、密封裝置漏泄等損壞,嚴(yán)重時(shí)甚至產(chǎn)生斷軸事故。輪機(jī)人員應(yīng)作好日常的維護(hù)管理,使軸系處于良好的技術(shù)狀態(tài)并應(yīng)掌握船舶軸系的有關(guān)理論知識(shí)和實(shí)際檢驗(yàn)方法。
§9-3船舶軸系和螺旋槳的拆驗(yàn)為了保持船級(jí),中國船級(jí)社對(duì)入級(jí)的民用鋼質(zhì)海上營運(yùn)船舶的軸系和螺旋槳進(jìn)行各種定期檢驗(yàn),如塢內(nèi)檢驗(yàn)、螺旋槳軸與尾軸檢驗(yàn)和特別檢驗(yàn)等,使軸系和螺旋槳在航期間保持良好的技術(shù)狀態(tài)。航行中螺旋槳、軸系可能產(chǎn)生各種故障,需要進(jìn)行自修或廠修。為了準(zhǔn)確地確定修理范圍、修理項(xiàng)目、修理方案和修理工作量,在修理前必須進(jìn)行各種檢驗(yàn)。值得注意的是,船舶軸系和螺旋槳等零件都很笨重,所在位置狹窄和不便,拆卸和安裝的工作量大、周期長,并且需要進(jìn)塢,修理費(fèi)用高,所以軸系檢修是一項(xiàng)艱巨而又復(fù)雜的工程。因此,對(duì)軸系和螺旋槳的修理要特別慎重。修理時(shí)對(duì)修理質(zhì)量的監(jiān)督和檢驗(yàn)亦應(yīng)嚴(yán)格。1軸系修前的檢查軸系修理前,應(yīng)對(duì)軸系的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行有針對(duì)性的航行檢查和拆卸中及拆卸后的檢查。1)航行檢查航行檢查主要了解軸系在運(yùn)轉(zhuǎn)中的技術(shù)狀態(tài)。各種測(cè)量數(shù)據(jù)和運(yùn)轉(zhuǎn)情況,不僅是進(jìn)行修理的依據(jù),而且是修理質(zhì)量評(píng)估的依據(jù),主要檢查內(nèi)容:(1)軸系振動(dòng)情況的檢查:檢查軸系零部件的振動(dòng)情況、測(cè)量各軸承處軸頸的徑向跳動(dòng)量;(2)檢測(cè)各軸承的溫度;(3)檢查軸系潤滑油和冷卻水漏泄情況。2)拆卸過程中和拆卸后的檢查(1)檢查軸系校中狀態(tài);(2)檢查螺旋槳與尾軸配合情況;(3)檢查尾軸、中間軸、推力軸等軸頸表面質(zhì)量和形位公差;(4)檢查密封裝置磨損情況;(5)檢查軸系各軸承的軸承間隙和磨損情況;(6)檢查與軸系相關(guān)的管系及各附件的工作狀況。2軸系中心線狀態(tài)的檢驗(yàn)檢驗(yàn)方法:通過對(duì)軸系中心線彎曲程度和尾軸與曲軸軸線同軸度的檢查來確定軸系中心線狀態(tài)。軸系校中狀態(tài)的檢查包括軸系中心線偏差程度的檢查、尾軸與中間軸及中間軸與推力軸(或齒輪減速箱輸出軸、離合器軸)同軸度誤差的檢查。檢查時(shí),為了提高測(cè)量精度減少溫度、振動(dòng)與船體變形的影響,要求在夜間或陰雨天氣和平潮時(shí)進(jìn)行檢測(cè),并且應(yīng)停止一切沖擊、敲打等振動(dòng)性作業(yè)。2.1軸系中心線偏差度的檢查軸系實(shí)際中心線與軸系理論中心線的偏差即為軸系中心線的偏差度。1)相鄰軸連接法蘭的相對(duì)位置軸系發(fā)生彎曲變形將會(huì)引起傳動(dòng)軸之間連接法蘭處相對(duì)位置變化,發(fā)生偏移和曲折。相鄰軸兩連接法蘭的相對(duì)位置有圖11-5所示的四種情況:a)為相鄰軸兩連接法蘭的軸心線在同一直線上,即相鄰兩軸同軸。連接法蘭處的偏移值δ(sagofcouplings)和曲折值φ(gapofcouplings)均為零;b)為相鄰軸兩連接法蘭處只產(chǎn)生偏移。偏移是指相鄰兩法蘭的軸心線不同軸但平行的現(xiàn)象。兩軸心線之間的距離為偏移值,用符號(hào)δ表示。c)為相鄰軸兩連接法蘭處僅產(chǎn)生曲折。曲折是指相鄰兩法蘭的軸心線相交成一定角度的現(xiàn)象。兩法蘭或兩軸的中心線的交角為曲折值,用符號(hào)φ表示,d)為相鄰軸兩連接法蘭軸心線不同軸也不平行而相交成一定角度,即在兩法蘭處同時(shí)產(chǎn)生偏移和曲折,這是通常發(fā)生的情況。由于軸系的實(shí)際變形難以直接檢測(cè)、所以通過測(cè)量軸系各對(duì)連接法蘭上的偏移值和曲折值,或者采用光學(xué)儀器來檢驗(yàn)軸系中心線的偏差度,則可了解軸系的實(shí)際變形情況。2)偏移值和曲折值的測(cè)量和計(jì)算方法:(1)直尺—塞尺法(alignmentofshaftingbystraightedge-feelermethod):采用鋼直尺和塞尺測(cè)量相鄰軸連接法蘭上的偏移值和曲折值。測(cè)量時(shí),將直尺依次緊貼于法蘭的外圓面的上、下、左、右4個(gè)位置上,用塞尺依次測(cè)量直尺與另一個(gè)法蘭外圓面的間隙Z上、Z下、Z左、Z右4個(gè)數(shù)值,如圖11-6a)所示。在垂直平面內(nèi)相鄰軸連接法蘭上的偏移值δ⊥為:垂直=(Z上+Z下)/2;在水平平面內(nèi)相鄰軸連接法蘭上的偏移值δ-為:水平=(Z左+Z右)/2在垂直平面內(nèi)相鄰軸連接法蘭的曲折值φ⊥為:垂直=(Y上-Y下)/D;在水平平面內(nèi)相鄰軸連接法蘭的曲折值φ-為:水平=(Y左-Y右)/D(mm/m)D—法蘭直徑m。一般后法蘭軸心線高于前法蘭軸心線或后法蘭偏向左舷時(shí),偏移值δ規(guī)定為正,相反為負(fù)。相鄰兩法蘭之間的開口向上或向左舷時(shí),規(guī)定曲折值φ為正,相反為負(fù)。生產(chǎn)上為便于施工常用開口值代替曲折值φ。開口值是指相鄰兩法蘭不平行時(shí)其最大間隙與最小間隙之差,用符號(hào)Y表示。開口與曲折的關(guān)系為:Y=φ·Dmm式中:D——法蘭直徑,mm。方法特點(diǎn):測(cè)量簡單、精度低,修船時(shí)常用。(2)指針法(alignmentofshaftingbyindicatingneedlemethod):采用兩對(duì)指針對(duì)稱地安裝在相鄰兩法蘭的外圓上測(cè)量偏移值和曲折值,如圖11-6b)所示。測(cè)量時(shí)將相鄰兩根軸同時(shí)同方向回轉(zhuǎn),每轉(zhuǎn)900用塞尺分別測(cè)量兩對(duì)指針間的徑向間隙Z和軸向間隙Y。上、下兩對(duì)指針分別以注腳1和2標(biāo)記,可測(cè)得垂直方向Z1上、Z1下、Z2上、Z2下和Y1上、Y1下、Y2上、Y2下和水平方向Z1左、Z1右、Z2左、Z2右和Y1左、Y1右、Y2左、Y2右間隙。依下式計(jì)算出垂直平面內(nèi)的偏移值δ⊥和曲折值φ-:δ⊥=[(Z1上+Z2上)+(Z1下+Z2下)]/4mmφ⊥=[(Y1上+Y2上)-(Y1下+Y2下)]/2Dmm/m水平平面內(nèi)的偏移值δ-和曲折值φ-:δ-=[(Z1左+Z2左)+(Z1右+Z2右)]/4mmφ-=[(Y1左+Y2左)-(Y1右+Y2右)]/2Dmm/m方法特點(diǎn):測(cè)量精度較高,當(dāng)法蘭外圓腐蝕或兩法蘭直徑不等時(shí)采用指針法測(cè)量可保證精度。但此法較麻煩。3)用相鄰軸連接法蘭上的偏中值檢驗(yàn)軸系中心線的偏差度相鄰軸連接法蘭上的偏中值是其偏移值和曲折值的統(tǒng)稱。檢查修理船舶的軸系中心線偏差度是用直尺——塞尺法或指針法測(cè)量的軸系各對(duì)法蘭上的偏移值和曲折值來衡量。(1)臨時(shí)支撐的設(shè)置:通常軸系的每節(jié)中間軸只安裝一個(gè)中間軸承,測(cè)量偏中值時(shí)又需要拆去法蘭連接螺栓。因此,當(dāng)修理船舶的軸系是按直線校中安裝時(shí),應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙加設(shè)臨時(shí)支承,或在距法蘭端面(0.18~0.22)l(l——中間軸長度)處加設(shè)臨時(shí)支承,以使軸自重引起的附加偏移值Δδ、曲折值Δφ最小,如圖11-7所示。(2)拆去法蘭連接螺栓:臨時(shí)支承加設(shè)后,拆去軸系各對(duì)法蘭的連接螺栓。如相鄰法蘭用凸肩定位,應(yīng)在拆去螺栓后使之脫開,兩法蘭間有0.5~1.0mm的間隙。若法蘭連接螺栓銹死,應(yīng)設(shè)法拆除,但一定要保護(hù)法蘭螺栓孔的精度。(3)測(cè)量:采用直尺——塞尺法或指針法測(cè)量每對(duì)法蘭上的徑向間隙Z和軸向間隙Y,計(jì)算出每對(duì)法蘭的偏移值和曲折值。(4)與標(biāo)準(zhǔn)比較:實(shí)測(cè)法蘭上的偏移值和曲折值應(yīng)符合船舶軸系修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),如表11-1所示。長軸系為撓性軸,對(duì)彎曲變形不敏感,故偏差要求較高;短軸系為剛性軸,軸系稍有彎曲變形就會(huì)引起主機(jī)尾端軸承和尾軸的尾前軸承較大的附加負(fù)荷,故偏差要求較低。當(dāng)修理船舶的軸系是按合理校中方法安裝時(shí),檢查軸系中心線的偏差度應(yīng)根據(jù)合理校中計(jì)算書中規(guī)定的部位設(shè)置臨時(shí)支承。2.2尾軸與曲軸同軸度的檢查尾軸和主機(jī)曲軸位于軸系的兩端,稱為端軸。軸系校中狀態(tài)檢查時(shí),還應(yīng)對(duì)尾軸與中間軸、中間軸與推力軸(或齒輪減速箱輸出軸、離合器軸)的同軸度偏差進(jìn)行檢查。也就是對(duì)軸系的兩端軸同軸度偏差進(jìn)行檢查,即測(cè)量兩端軸軸心線的總偏移值δ總和總曲折值φ總,以判斷軸系中心線的技術(shù)狀態(tài)。船舶軸系經(jīng)過長期運(yùn)轉(zhuǎn),由于軸承過度磨損、船體或機(jī)座變形,致使軸系兩端發(fā)生偏離,產(chǎn)生同軸度偏差,影響軸系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。測(cè)量兩端軸的同軸度偏差可采用平軸法、平軸計(jì)算法、拉線法及光學(xué)儀器法等。1)平軸法測(cè)量前,應(yīng)在各中間軸設(shè)置臨時(shí)可調(diào)支撐,其后應(yīng)拆去連接螺栓和使法蘭脫開。此時(shí),各中間軸和軸承亦可上下、左右移位。測(cè)量時(shí),以尾軸的法蘭為基準(zhǔn),自尾向首(或相反)逐個(gè)調(diào)節(jié)中間軸承和臨時(shí)支撐來調(diào)整中間軸的位置,使每對(duì)連接法蘭上的偏移值δ和曲折值φ均為零,即δ=0、φ=0。這樣,在最前一節(jié)中間軸首端法蘭與曲軸或推力軸尾端法蘭(或最后一節(jié)中間軸尾端法蘭與尾軸法蘭)上的偏移值和曲折值,就是該軸系或兩端軸的總偏移值δ總和總曲折值φ總。如圖11-8所示。軸系的總偏中值(δ總和φ總)應(yīng)符合船舶軸系修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),如表11-2。表中,L計(jì)算為軸系受連接偏中的影響發(fā)生彎曲部分的長度,它隨主機(jī)與軸系的連接形式不同有不同的選取方法,如圖11-9所示。軸系中心線允許的總偏差可按以下公式計(jì)算:當(dāng)φ總=0,δ總=5.2×10-3(L計(jì)算2/d)mm當(dāng)δ總=0,φ總=7.8×10-3(L計(jì)算2/d)mm/m軸系中心線允許的總偏差,根據(jù)所測(cè)軸系的計(jì)算長度L計(jì)算和最小軸徑d從表11-2中查出δ總和φ總,并以此作出φ總-δ總坐標(biāo)三角形,如圖11-10所示。例如,采用平軸法測(cè)得某軸系的總偏中值φA、δA,其在坐標(biāo)上的交點(diǎn)A處在三角形內(nèi)(陰影部分),則該軸系的同軸度偏差在要求的范圍之內(nèi)。若測(cè)得的總值中值φB、δB在坐標(biāo)上的交點(diǎn)B處在三角形之外,說明該軸系的同軸度偏差過大,超過規(guī)范要求。2)平軸計(jì)算法平軸計(jì)算法是根據(jù)測(cè)量軸系上每對(duì)法蘭上的偏中值δi、φi,計(jì)算求得軸系的總偏中值δ總和φ總。利用直尺——塞尺法或指針法測(cè)量出軸系各對(duì)法蘭在垂直方向和水平方向上的偏移值和曲折值,如圖11-8b)所示。按照公式計(jì)算出軸系在垂直方向和水平方向上的總偏中值δ總和φ總:垂直方向的總偏移值δ總⊥和總曲折值φ總⊥為:δ總⊥=φ1⊥(l1+l2+l3+……+ln)+φ2⊥(l2+l3+……+ln)+φ3⊥(l3+……+ln)+……+δ1⊥+δ2⊥+δ3⊥+……+δn+1⊥(mm)φ總⊥=φ1⊥+φ2⊥+φ3⊥+……+φn+1⊥(mm/m)水平方向的總偏移值δ總-和總曲折值φ總-為:δ總-=φ1-(l1+l2+l3+……+ln)+φ2-(l2+l3+……+ln)+φ3-(l3+……+ln)+……+δ1-+δ2-+δ3-+……+δn+1-(mm)φ總-=φ1-+φ2-+φ3-+……+φn+1-(mm/m)式中:δ1⊥、δ2⊥、δ3⊥……δn+1⊥——軸系各對(duì)法蘭在垂直方向的偏移值,mm;δ1-、δ2-、δ3-……δn+1-——軸系各對(duì)法蘭在水平方向的偏移值,mm;φ1⊥、φ2⊥、φ3⊥……φn+1⊥——軸系各對(duì)法蘭在垂直方向的曲折值,mm/m;φ1-、φ2-、φ3-……φn+1-——軸系各對(duì)法蘭在水平方向的曲折值,mm/m:l1、l2、l3……ln——軸系各中間軸的長度,mm;n——軸系中間軸的數(shù)目。平軸計(jì)算法求得的總偏中值δ總、φ總亦應(yīng)符合表11-2的要求。3)光學(xué)儀器法采用光學(xué)儀器法檢驗(yàn)軸系同軸度偏差是一種較為準(zhǔn)確的測(cè)量方法。測(cè)量前,需將全部中間軸拆下吊離原位,將光學(xué)儀器,如光學(xué)投射儀分別安裝在主機(jī)曲軸(或推力軸)法蘭和尾軸法蘭上,分別自首向尾和自尾向首兩次照光檢驗(yàn)。自首向尾照射時(shí),在曲軸尾法蘭上安裝投射儀,在尾軸法蘭上安裝光靶。先調(diào)節(jié)投射儀的位置,使其投射光束與曲軸中心線的延長線重合后,將其在曲軸上的位置固定。然后調(diào)節(jié)尾軸上的光靶,使光靶上的十字線中心與尾軸中心重合。當(dāng)投射儀投射到光靶的十字線中心與光靶十字線中心重合時(shí),表明兩端軸同軸。不重合時(shí),兩十字線中心在垂直方向上的偏差為a,在水平方向上的偏差為aˊ,如圖11-11所示。自尾向首照光時(shí),同樣測(cè)得光靶上兩十字線中心在的偏差b和bˊ。用光學(xué)投射儀測(cè)得的a、aˊ、b、bˊ均為軸系的總偏移值。與平軸法相比,a、aˊ相當(dāng)于自主機(jī)曲軸向尾軸進(jìn)行平軸,在尾軸法蘭處測(cè)得的總偏移值;而b、bˊ則相當(dāng)于自尾軸向曲軸進(jìn)行平軸,在曲軸尾法蘭處測(cè)得的總偏移值。軸系的總曲折值可依下式計(jì)算:垂直方向總曲折值φ總⊥:φ總⊥=(a+b)/L(mm/m)水平方向總曲折值φ總-:φ總-=(aˊ+bˊ)/L(mm/m)軸系的總偏移δ總⊥和δ總-可按下式計(jì)算:δ總⊥=b+φ總⊥·Cmm;δ總-=bˊ+φ總-·Cmm式中:L——尾軸法蘭端面至曲軸尾端法蘭端面的距離,m;C——見圖11-11所示,m;a、b——垂直方向偏差,投射儀十字線中心在光靶十字線中心上方為正,下方為負(fù),rnm;aˊ、bˊ——水平方向偏差,投射儀十字線中心在光靶十字線中心左方為正,右方為負(fù),mm。用光學(xué)儀器法求出的總偏中值δ總和φ總應(yīng)符合表11-2的規(guī)定。3軸系的拆卸中國船級(jí)社的《鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范》(1996)對(duì)于船舶保持船級(jí)的塢內(nèi)檢驗(yàn)規(guī)定:所有船舶應(yīng)經(jīng)塢內(nèi)檢驗(yàn),貨船5年內(nèi)不少于2次,最長間隔不超過3年;客船每年1次。塢內(nèi)檢驗(yàn)除對(duì)船體各部分檢驗(yàn)外,主要對(duì)螺旋槳、舵、螺旋槳軸和尾軸檢驗(yàn)。要求螺旋槳軸和尾軸進(jìn)行抽軸檢驗(yàn)各零部件的損傷情況;可調(diào)螺旋槳或全方位螺旋槳拆開檢驗(yàn);抽軸前和安裝后的安裝間隙和配合情況的檢查等。交通部對(duì)營運(yùn)船舶維修制度的規(guī)定中要求船舶的定期維修有航修、小修、檢修。小修的間隔期:客、貨船為12個(gè)月,遠(yuǎn)洋貨船為12~18個(gè)月。它是結(jié)合塢內(nèi)檢驗(yàn)和年度檢驗(yàn)進(jìn)行的檢修。所以,對(duì)于小修、檢修的船舶需要進(jìn)塢進(jìn)行抽軸檢驗(yàn);對(duì)于范圍更大的修理或需要調(diào)整軸系中心線的船舶,通常不僅拆槳抽尾軸,而且在軸系中心線狀態(tài)檢驗(yàn)之后,進(jìn)行軸系的拆卸工作。軸系拆卸分為兩個(gè)階段:1)水上拆卸階段水上拆卸階段是指船舶進(jìn)塢前海上停泊時(shí)進(jìn)行的拆卸和檢測(cè)工作。(1)拆卸:首先拆去軸系附件,如法蘭連接處的護(hù)板、外罩、管系等;加設(shè)臨時(shí)支承和拆去所有的法蘭連接螺栓。法蘭連接螺栓的松開和拔出應(yīng)按一定的對(duì)角順序進(jìn)行??捎勉~錘把螺栓敲出或用液壓千斤頂壓出,并注意千萬別碰傷螺紋。上述方法均不能奏效時(shí),可采用氣割或鉆孔法除掉螺栓,但勿損傷法蘭螺栓孔。(2)測(cè)量:為了軸系修理后安裝尾軸時(shí)能準(zhǔn)確軸向定位,應(yīng)測(cè)量尾軸法蘭端面至尾軸管前端面或尾隔艙壁之間的距離A,并制作測(cè)量樣棒和標(biāo)記,如圖11-12所示。測(cè)量各對(duì)法蘭上的偏中值以查明軸系中心線狀態(tài)。2)塢內(nèi)拆卸階段船舶進(jìn)塢后,進(jìn)行螺旋槳與尾軸的拆卸與測(cè)量。(l)螺旋槳的拆卸與測(cè)量①拆下螺旋槳防護(hù)罩,清除泥垢;②測(cè)量螺旋槳前端面與尾軸管后端面或人字架后端面之間的距離,為上、下、左、右4個(gè)數(shù)值a1、a2、a3、a4,如圖11-12。③記下螺旋槳與軸的裝配位置及螺旋槳鎖緊螺母與槳轂的緊配位置的標(biāo)記,并注意拆卸時(shí)槳與軸的配合緊固情況及配合錐面的接觸情況等;④拆下螺旋槳的鎖緊螺母,卸下螺旋槳。用液壓千斤頂拆卸螺旋槳,可有效地減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)量,提高工作效率;對(duì)于無鍵液壓套合連接的螺旋槳,只要用專用液壓工具使槳轂錐孔擴(kuò)大,用千斤頂將螺旋槳頂下即可。(2)尾軸的拆卸與測(cè)量①拆下尾軸管前后端的密封裝置或前端的填料函密封裝置;②采用長塞尺測(cè)量尾軸和尾軸管前、后端軸承的徑向間隙。測(cè)量應(yīng)在圓周的上下左右4個(gè)部位上進(jìn)行,塞尺插入深度約為軸承長度的1/10,但不得少于100mm;③抽出尾軸。(3)檢查與測(cè)量①尾軸、中間軸和推力軸的檢查與測(cè)量:對(duì)尾軸、中間軸和推力軸進(jìn)行外觀檢查以發(fā)現(xiàn)表面損傷,必要時(shí)進(jìn)行無損探傷檢驗(yàn)。測(cè)量軸徑,檢查磨損情況等。②密封裝置的檢查:檢查橡膠環(huán)或金屬環(huán)的磨損等情況,檢查防蝕襯套的磨損并進(jìn)行測(cè)量。③中間軸承及推力軸承間隙的測(cè)量及檢查:測(cè)量軸承間隙和檢查軸承的損傷情況等。4確定修理方案4.1彎曲度不合格,同軸度合格:改變中間軸的位置,使法蘭的偏移值和曲折值合格。4.2同軸度不合格(彎曲度也必然不合格)調(diào)正方法:☆偏鏜尾軸承(或尾軸管),要保證最薄處的壁厚要求;☆誤差大時(shí),移動(dòng)主機(jī)的位置,工作量大,適用于小機(jī);兩種方法同時(shí)使用,工作量也大。
§9-4螺旋槳(Propeller)的檢修1螺旋槳螺旋槳是海船普遍采用的推進(jìn)器。螺旋槳的作用是將船舶主機(jī)發(fā)出的功率轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)船舶運(yùn)動(dòng)的推力。1.1概述圖11-13所示螺旋槳是由槳葉和緊轂構(gòu)成。整體式定距槳是槳葉與槳轂鑄成一體;組合式定距槳是槳葉和槳轂分別鑄造,加工后用螺栓緊固成一體??烧{(diào)螺距螺旋槳不僅槳葉與槳轂分別制造,而且組裝后槳葉螺旋面可相對(duì)槳轂運(yùn)動(dòng),以達(dá)到改變螺距的要求。槳葉的數(shù)目一般為3~6個(gè),中小型船舶常為3~4個(gè)槳葉,大型船舶常采用3~5個(gè)槳葉。螺旋槳的直徑一般為800~6000mm,目前世界上最大的螺旋槳直徑已超過8200mm。自船尾面向船頭看到的槳葉表面稱葉面(壓力面),它是螺旋面的一部分;槳葉的另一面稱葉背(吸力面)。當(dāng)主機(jī)正車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),槳葉先人水的一邊稱導(dǎo)邊,另一邊則稱隨邊。槳葉與槳轂連接的一端稱葉根,槳葉的另一端稱葉梢。由槳轂中心至槳葉葉梢最外端的距離為螺旋槳半徑。螺旋槳是一個(gè)形狀復(fù)雜、尺寸和重量均較大的笨重零件,例如:1993年我國為15萬噸油輪制造的7.73m直徑的5葉銅質(zhì)大槳重達(dá)29t。槳葉加工制造較為困難,中、小型螺旋槳槳葉采用專用機(jī)床加工,如仿形機(jī)床、數(shù)字程序控制機(jī)床等。大型螺旋槳槳葉,尺寸大且多為單件(或幾件)生產(chǎn),所以大多采用劃線手工加工,使用風(fēng)鏟、砂輪、挫刀和刮刀等工具,生產(chǎn)效率低。目前采用鑄造成形小余量或無余量加工的螺旋槳,生產(chǎn)率大大提高。螺旋漿的材料主要有錳黃銅(ZHMn55-3-1)、鋁青銅(ZQAl12-8-3-2)、鑄鋼(ZG200-400)、鑄鐵(HT200、HT250)、球墨鑄鐵(QT400-18)和塑料(尼龍6、尼龍610、尼龍1010)以及復(fù)合材料(玻璃鋼)等。1.2螺旋面的形成及螺距螺旋槳槳葉葉面是螺旋面的一部分,螺旋面的形成如圖11-14所示。以圖中ABC線段繞軸線OO′作等角速度旋轉(zhuǎn),同時(shí)沿OO′軸線作等速直線運(yùn)動(dòng),則ABC線段在空間劃過的軌跡形成的曲面即為螺旋面。線段ABC繞OO′軸線回轉(zhuǎn)一周時(shí),沿OO′軸線上升或下降的距離稱為螺旋面的螺距,用符號(hào)H表示。由于線段ABC上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度相同,所移動(dòng)的直線距離也相等,線段上各點(diǎn)在空間的軌跡——螺旋線的螺距相等。因?yàn)闃~葉面是螺旋面的一部分,所以槳葉上不同半徑處的螺旋線螺距相等的螺旋槳稱為定螺距螺旋槳(定距槳);槳葉不同半徑處的螺旋線螺距不等的螺旋槳稱為變螺距螺旋槳(變距槳)。1.3螺旋槳與螺旋槳軸的連接方式螺旋槳是通過槳轂與螺旋槳軸(尾軸)連接在一起的,主要有以下三種方式:1)機(jī)械連接采用傳動(dòng)鍵連接螺旋槳與螺旋槳軸是一種傳統(tǒng)的連接方式。通過螺旋槳槳轂錐孔與螺旋槳軸錐體部分的緊配合與傳動(dòng)鍵來連接,并用螺帽鎖緊,以便傳遞扭矩和承受推力作用。但是鏈槽處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。如圖11-15所示。為確保槳的錐孔與軸錐部配合面緊密接觸,全長均勻貼合,軸、孔應(yīng)進(jìn)行研配。要求鍵裝配后65%以上面積均勻接觸,錐部大端必須接觸良好,色油檢查在25×25mm2面積上沾點(diǎn)不少于2~4個(gè)。小船螺旋槳廣泛采用此種連接方式。2)環(huán)氧樹脂膠粘劑連接沿海及內(nèi)河船舶的螺旋槳直徑D<4.5m時(shí),允許同時(shí)采用鍵連接與環(huán)氧樹脂膠粘劑膠合裝配,對(duì)槳轂錐孔與軸錐體的接觸要求、鍵和槳轂鍵槽的配合要求適當(dāng)降低;小型船舶的螺旋槳直徑D<1.5m時(shí)、允件采用無鍵環(huán)氧樹脂膠粘劑膠合安裝。要求在槳轂錐孔兩端長40~60mm環(huán)形面積均勻接觸,色油檢查在25×25mm2面積上沾點(diǎn)不少于2個(gè)。此種連接方式省去鍵和鍵槽及大量的刮研工作。廣泛用于內(nèi)河及沿海中、小船舶,如圖11-16。3)油壓無鍵套合連接目前國內(nèi)外新造船舶的螺旋槳與螺旋槳軸均采用油壓無鍵套合連接。它是把槳轂錐孔內(nèi)表面車有螺旋槽的螺旋槳裝在螺旋槳軸上,如圖11-17所示。利用油泵5的高壓油從槳轂上的油孔打進(jìn)槳轂錐孔與槳軸錐體配合面之間,使槳轂和軸產(chǎn)生彈性變形。錐孔脹大而槳軸收縮,二者之間的間隙增大。利用油泵6的高壓油使千斤頂1產(chǎn)生的軸向推力把螺旋槳推至槳軸上規(guī)定位置。釋放高壓油后,槳轂錐孔與槳軸的彈性變形消失形成過盈配合,從而可傳遞較大的扭矩。用油壓安裝無鍵螺旋槳時(shí),關(guān)鍵是螺旋槳套合到螺旋槳軸上的軸向推入量S,保證槳與槳軸套合后正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的推入量為最小推入量S1;套合后產(chǎn)生的應(yīng)力為螺旋槳材料屈服極限的70%時(shí)的軸向推入量為最大推入量S2。油壓無鍵套合安裝螺旋槳時(shí),槳在槳軸上的軸向推入量S應(yīng)在S1與S2之間,即滿足下式:S1≤S≤S2最大與最小軸向推入量S2、S1的計(jì)算公式參見《鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范》或《船舶軸系、螺旋槳和舵系修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。油壓無鍵套合連接方式是目前國內(nèi)外最先進(jìn)的安裝工藝,省去鍵和鍵槽及大量的刮研工作,使螺旋槳與槳軸連接可靠,拆裝方便。2螺旋槳的檢修螺旋槳是船舶的重要設(shè)備,由于螺旋槳位于水下,所以對(duì)其維護(hù)檢修依賴于定期的進(jìn)塢檢修。螺旋槳的缺陷主要發(fā)生在槳葉上,常見的缺陷有腐蝕、裂紋和斷裂、變形等。2.1船舶航行中的螺旋槳異?,F(xiàn)象1)螺旋槳失去平衡由于螺旋槳的材料不佳、鑄造缺陷、槳葉受到嚴(yán)重的腐蝕和海生物的污損,或者槳葉碰到礁石、纜繩等導(dǎo)致槳葉的剝蝕、變形、斷裂,甚至槳葉丟失,造成螺旋槳失去平衡性。螺旋槳失去平衡會(huì)在尾軸承處產(chǎn)生敲擊,軸系和船體產(chǎn)生異常振動(dòng)。例如,某輪航行時(shí),主機(jī)轉(zhuǎn)速正常,海面平靜。突然船體劇烈振動(dòng),值班輪機(jī)員立即采取降速航行,則振動(dòng)減輕,繼續(xù)降速,振動(dòng)更小。所以初步判斷是螺旋槳的問題,拋錨停車檢查發(fā)現(xiàn)4葉螺旋槳有1葉自根部斷掉,造成螺旋槳嚴(yán)重失衡,引起船舶振動(dòng)。2)螺旋槳鳴音船舶航行中螺旋槳發(fā)出有節(jié)奏的“嗡、嗡”或“吭、吭”聲。這種現(xiàn)象是由于螺旋槳回轉(zhuǎn)時(shí),在槳葉隨邊0.4R(R為螺旋槳半徑)以外部位產(chǎn)生有規(guī)律的渦流。在某幾個(gè)轉(zhuǎn)速下,渦流所引起的振動(dòng)頻率恰好與槳葉的固有頻率接近而產(chǎn)生共振,使螺旋槳發(fā)出鳴音,如圖11-18所示。消除螺旋槳鳴音是用改變槳葉隨邊0.4R以外的渦流,使其引起的振動(dòng)頻率大于或小于螺旋槳的固有頻率來避免產(chǎn)生共振。具體方法是把槳葉隨邊0.4R以外的AB部分加厚或減薄,或做成鋸齒狀、鉆一排孔等抗鳴邊緣。例如,使AB邊緣減薄,由渦流引起的振動(dòng)頻率大于槳葉固有頻率;使之加厚則由渦流引起的振動(dòng)頻率小于槳葉固有頻率,都避免了共振,有效地消除了鳴音。2.2槳葉表面缺陷分布及修理1)槳葉表面缺陷分布區(qū)域槳葉表面的缺陷主要包括裂紋、斷裂、腐蝕和穴蝕。通常將漿葉表面(壓力面和吸力面)分為三個(gè)區(qū)域,如圖11-19所示。A區(qū)位于槳葉壓力面0.4R以內(nèi)范圍;B區(qū)位于槳葉壓力面0.4R~0.7R的范圍和A區(qū)兩側(cè)邊緣;吸力面0.7R以內(nèi)范圍;C區(qū)位于槳葉壓力面和吸力0.7R以外的部分。2)槳葉各區(qū)域允許的缺陷表11-3示出槳葉表面三個(gè)區(qū)域、槳轂表面、錐孔及鍵槽表面上所允許的缺陷類型、最大允許尺寸、150×150mm2面積內(nèi)允許存在的缺陷數(shù)量、缺陷間最小距離及密集的允許面積。3)各區(qū)域缺陷的修理(1)A區(qū)內(nèi)的缺陷一般不允許焊補(bǔ)修理。缺陷深度不超過t/40(t為局部葉厚,mm)或4mm,允許磨去兩值中較大缺陷,特殊情況下必須焊補(bǔ)時(shí),應(yīng)采用特殊工藝措施。(2)B區(qū)僅從外觀考慮的小缺陷應(yīng)避免焊補(bǔ)。缺陷深度不超過t/30或3mm,允許磨去兩值中較大缺陷,需焊補(bǔ)時(shí),應(yīng)采用完善的工藝措施。(3)C區(qū)的缺陷通常允許焊補(bǔ)修理,焊補(bǔ)工藝應(yīng)符合規(guī)定。槳葉邊緣和表面的微小缺陷允許磨去修光。(4)不嚴(yán)重的穴蝕小孔及凹陷,在不便焊補(bǔ)時(shí)允許采用環(huán)氧環(huán)脂等膠粘劑涂補(bǔ)或采用金屬噴涂,使槳葉表面平整光順。(5)一般裂紋,在限定條件下允許用鉆止裂孔作為臨時(shí)處理措施。裂紋嚴(yán)重時(shí),已經(jīng)多次大面積焊補(bǔ)修理后,則應(yīng)采取換新辦法。4)焊后的處理(1)焊補(bǔ)后應(yīng)進(jìn)行磨光,采用目測(cè)觀察和著色探傷檢驗(yàn)焊補(bǔ)質(zhì)量。如有呈線狀分布和長度或深度大于3mm的缺陷應(yīng)再次焊補(bǔ)修理。(2)進(jìn)行退火處理。焊補(bǔ)后,除鎳鋁青銅材料外,其它材料的螺旋槳均應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力退火處理。2.3螺旋槳槳葉變形的矯正1)冷態(tài)矯正加熱溫度在250℃以下的矯正為冷態(tài)矯正。冷態(tài)矯正適用于葉尖和槳葉邊緣厚度小于30mm2)熱態(tài)矯正熱態(tài)矯正適用于所有的情況,可用動(dòng)載荷或靜載荷。熱態(tài)矯正加熱溫度如表11-4所示。槳葉矯正處整個(gè)截面厚度應(yīng)保持加熱溫度直到矯正完畢。3)退火處理除鎳鋁青銅外,其它材料的螺旋槳均應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力退火處理。退火溫度見表11-4。4)矯正后的檢查螺旋槳經(jīng)冷態(tài)或熱態(tài)矯正后均應(yīng)進(jìn)行目測(cè)觀察和著色探傷檢查,并對(duì)缺陷進(jìn)行修整。3螺旋槳修理后的檢驗(yàn)凡經(jīng)過修理的螺旋槳,如槳葉變形的矯正、裂紋和剝落的焊補(bǔ)、槳葉折斷的接補(bǔ)等,完工后除對(duì)修理質(zhì)量的檢驗(yàn)外,還應(yīng)對(duì)螺旋槳的螺距和靜平衡性進(jìn)行檢驗(yàn)。3.1螺旋槳螺距的檢驗(yàn)測(cè)量螺旋槳螺距時(shí),把槳平放在平整的地上,槳葉葉面朝上,隨后將螺距規(guī)安裝在槳轂的錐孔中,調(diào)整螺距規(guī)的中心線使其垂直槳轂端面,最后固緊在上面,如圖11-20所示。1)測(cè)量螺旋槳半徑R將螺旋槳上的螺距規(guī)量桿水平移至槳葉的最外邊緣處,并繞中心回轉(zhuǎn)一周,視量桿是否與其它槳葉邊緣相碰。量桿在最長槳葉邊緣處時(shí)該最長的槳葉的長度就是螺旋槳的半徑R。2)測(cè)量局部螺旋h′局部螺距是根據(jù)槳葉上任意半徑截面上任意角度對(duì)應(yīng)的部分螺距值所計(jì)算出的螺距。測(cè)量時(shí),一般要在槳葉上0.3R、0.4R、0.5R、0.6R、0.7R、0.8R、0.9R等截面中任選一截面,在此截面上任選三點(diǎn)a、o、b,如圖11-20。先將量桿5移至o點(diǎn),記錄下量桿高度數(shù)值lo,然后將水平尺繞心軸2轉(zhuǎn)過選定角度α,使量桿5與葉面上a點(diǎn)接觸,記下量桿讀數(shù)l1,則該半徑截面上o、a兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的α角的部分螺距值為高度差值lo-l1。由此計(jì)算出的局部螺距h′為:h′=3600(lo-l1)/αmm同樣方法測(cè)出水平尺繞心軸2轉(zhuǎn)過2α后量桿5與b點(diǎn)相接觸,記下高度數(shù)值l2。求出o、b兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的α角的部分螺距值l2-lo。由此計(jì)算出局部螺距h″。α角度可從刻度盤上讀出,一般為便于計(jì)算均取α為3600的因數(shù)。3)截面螺距hi槳葉上同一半徑截面上的局部螺距的算術(shù)平均值即為該半徑截面的截面螺距hi。測(cè)得同一截面上幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)的局部螺距h′、h″等,計(jì)算其算術(shù)平均值,即得該半徑截面的截面螺距hi:hi=(h′+h″+……)/nmm式中:n——測(cè)得同一截面上的局部螺距數(shù)目。4)槳葉平均螺距Hi測(cè)量并計(jì)算出槳葉上各半徑截面的截面距hi,計(jì)算其算術(shù)平均值則得到該槳葉的平均螺距Hi。5)螺旋槳總平均螺距H測(cè)量并計(jì)算出螺旋槳各槳葉的平均螺距Hi,計(jì)算其算術(shù)平均值,即得該螺旋槳的總平均螺距H。修理后的螺旋槳的半徑和各種螺距的偏差應(yīng)不超過表11-5的規(guī)定數(shù)值(以設(shè)計(jì)值的百分?jǐn)?shù)表示),偏差值為設(shè)計(jì)值與實(shí)測(cè)值之差。3.2螺旋槳靜平衡試驗(yàn)當(dāng)螺旋槳回轉(zhuǎn)時(shí),槳葉不平衡量就會(huì)引起離心力和不平衡力矩,使螺旋槳失去平衡。為此應(yīng)對(duì)螺旋槳進(jìn)行靜平衡試驗(yàn),把槳葉上的不平衡質(zhì)量限制在一定的范圍內(nèi)。試驗(yàn)時(shí),把螺旋槳安裝在專用平衡芯軸上,再將此帶槳的芯軸置于試驗(yàn)支架上,如圖11-21所示,用手轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳,待其自行停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),觀察停在下方最重的槳葉,若幾次轉(zhuǎn)動(dòng)后總是某一槳葉停在下方,說明該槳葉較重。為了測(cè)量不平衡質(zhì)量,通常在較輕的槳葉葉尖附近加重物,使其回轉(zhuǎn),直至各槳葉質(zhì)量均衡出現(xiàn)隨遇平衡為止。取下加在葉尖處的重物,稱其質(zhì)量為P要求P不超過規(guī)定值[P]。槳葉葉尖處允許的不平衡質(zhì)量[P]由下式計(jì)算出:[P]≤K?G/D式中:G——螺旋槳的質(zhì)量,t;D——螺旋槳的直徑,mm;K——系數(shù),按表11-6選取。當(dāng)槳葉上不平衡質(zhì)量P超允許值[P]時(shí),通常對(duì)質(zhì)量較大的槳葉進(jìn)行修整,在該槳葉葉背距邊緣不少于1/10葉寬處鏟削槳葉金屬,但鏟削后槳葉截面厚度應(yīng)在允許范圍之內(nèi),靜平衡試驗(yàn)符合要求。
§9-5船軸(Stern-shaft)的檢修船軸是對(duì)鋼質(zhì)海船的尾軸(螺旋槳軸)、中間軸和推力軸的統(tǒng)稱。1船軸1.1尾軸尾軸位于船舶軸系的尾端與螺旋槳連接,首端與最后一節(jié)中間軸連接。如圖11-22b)。1)按尾軸與其法蘭的連接方式分為可拆式和固定式圖11-22b)的可拆式尾軸與可拆法蘭聯(lián)軸器d)分別制造,靠錐面緊配、對(duì)中,用鍵和螺紋連成一體,拆裝方便,尾軸可從船外裝入或抽出;圖11-22b)的固定式尾軸,尾軸與法蘭為一體鍛造,或分別鍛造焊成一體,結(jié)構(gòu)簡單,但拆裝不便。只能在船內(nèi)拆裝尾軸,工程量大,甚至為吊出尾軸需移開最后一節(jié)中間軸和軸承。2)按尾軸潤滑方式分為油潤滑式和水潤滑式油潤滑式尾軸的工作軸頸較非工作軸頸尺寸大,精度和表面粗糙度要求高;水潤滑式尾軸工作軸頸包覆銅套,以防腐蝕,一般采用熱套工藝將銅套裝于軸上。非工作軸軸可包覆玻璃鋼或橡膠保護(hù)層。尾軸銅套一般應(yīng)為整體鑄造。大型海船尾軸工作軸頸較長可達(dá)3m以上。銅套過長,制造加工和套裝均較困難,一般銅套長度不超過600~1000mm,否則分段制造。要求分段套合的銅套必須保證接縫處的水密性,絕不能滲漏。如果水自接縫滲入將會(huì)造成尾軸銹蝕引起斷軸的危險(xiǎn)。接縫允許采用氬弧焊填補(bǔ),搭接縫采用錫焊填補(bǔ)、機(jī)械滾壓接平或環(huán)氧樹脂填補(bǔ),如圖11-23所示。接縫搭口處的水密性用0.2MPa的試驗(yàn)壓力進(jìn)行油壓試驗(yàn),合格后將泵油孔用銅螺絲和紅丹白漆封堵。螺旋槳與尾軸用鍵連接時(shí),尾軸錐體上的鍵槽首端加工成雪撬形(軸徑d大于500mm時(shí)),以減少應(yīng)力集中和裂紋與斷軸事故。1.2中間軸中間軸位于主機(jī)曲軸(或推力軸)與尾軸之間,承擔(dān)傳遞主機(jī)動(dòng)力作用。中間軸由法蘭和軸構(gòu)成,可采用整體鍛造或分鍛焊接成一體,工作軸頸較非工作軸頸一般大5~20mm。如圖11-22a)所示。各中間軸法蘭用螺栓連接。中、小船舶普遍采用加工容易的圓柱形螺栓;大、中型船舶廣泛采用圓錐形緊配螺栓,對(duì)中性好、不易松動(dòng),但加工較難。對(duì)采用圓柱形連接螺栓的法蘭,其緊配螺栓數(shù)應(yīng)不少于總數(shù)的50%,二者相間排列。錐形緊配螺栓與孔均勻接觸面積達(dá)75%以上。1.3推力軸推力軸位于曲軸和中間軸之間,主要承受螺旋槳產(chǎn)生的軸向推力和防止此力作用于主機(jī)曲軸。按法蘭與軸的連接方式分為整體式和可拆式兩種。整體式為船上廣泛采用,可拆式用于滾動(dòng)式推力軸承的船上。推力軸直徑較大,長度較短、剛性好,如圖11-22c)所示。2船軸的檢修2.1船軸的磨損檢修1)船軸的磨損船軸工作軸頸磨損后采用外徑千分尺檢測(cè)并計(jì)算圓度、圓柱度誤差;采用百分表測(cè)量軸頸和法蘭的徑向圓跳動(dòng)量,測(cè)量值應(yīng)分別符合表11-7、表11-8規(guī)定。非工作軸頸圓度公差不得大于表11-7規(guī)定值的2.5倍;工作軸頸長度大于軸頸時(shí),每增大100mm,圓柱度公差值增加0.005mm。2)磨損修復(fù)(1)光車修理:工作軸頸磨損后采用光車修理,其最小工作軸頸可至非工作軸頸。修后的圓度、圓柱度應(yīng)符合表11-7規(guī)定。(2)噴涂金屬恢復(fù)尺寸,噴涂金屬層不超過3mm。(3)小船或內(nèi)河船舶的船軸可用堆焊金屬和鑲鋼套恢復(fù)軸頸尺寸。(4)換新船軸。2.2船軸裂紋檢修1)船軸裂紋主要是尾軸的裂紋損壞。尾軸錐部大端截面變化處、鍵槽根部、尾軸銅套接縫處軸頸等均易產(chǎn)生裂紋。尤其是柴油機(jī)扭振引起銅套缺陷處尾軸表面的十字形裂紋,嚴(yán)重時(shí)尾軸斷裂。尾軸產(chǎn)生裂紋的主要原因:截面變化處和鍵槽根部的應(yīng)力集中;銅套接縫漏泄尾軸腐蝕,在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)主腐蝕疲勞;尾軸承間隙過大產(chǎn)生過大的沖擊負(fù)荷;軸系安裝不正確及軸系振動(dòng)等。2)船軸裂紋的修理(1)采用著色探傷、磁粉探傷、超聲波探傷或鉆孔法檢查船軸表面裂紋的長度和深度;(2)船軸上線性尺寸小于d/15(d為軸徑,mm)的短小裂紋用挖修、打磨光滑的方法修理;(3)當(dāng)船軸裂紋深度不大于軸徑的5%、長度不大于軸徑的10%時(shí),采用焊補(bǔ)修理。焊后應(yīng)保溫緩冷。2.3船軸腐蝕檢修1)船軸的腐蝕船軸中以尾軸的工作條件最為惡劣。油潤滑尾軸部分在海水中工作,大部分在油中工作;水潤滑尾軸全部在海水中工作,尾軸受到嚴(yán)重的海水腐蝕。尾軸錐部腐蝕最為嚴(yán)重,銅套接縫不良處海水滲入腐蝕尾軸。2)船軸腐蝕修理(1)尾軸槳端錐體銹蝕呈圓弧狀,當(dāng)個(gè)別銹蝕長度不大于該處圓周長的1/8,深度不超過軸徑的3%;較長銹蝕長度不大于該處圓周長的1/3,深度不超過軸徑的2%;船軸整個(gè)圓周銹蝕深度平均值不超過軸徑的1.5%時(shí),經(jīng)清理檢查后可繼續(xù)使用。(2)船軸銹蝕呈尖角狀,應(yīng)仔細(xì)檢查深度和周長,修挫或光車,探傷檢查符合上述情況時(shí),可繼續(xù)使用。(3)尾軸錐部車削使其尺寸變化較大時(shí),堆焊修復(fù)。2.4尾軸銅套檢修尾軸銅套磨損較重時(shí)可采取以下修理方法:(1)光車銅套,消除幾何形狀誤差后銅套厚度應(yīng)符合表11-9規(guī)定。(2)為了延長銅套使用壽命,光車時(shí)允許在工作軸頸部分殘留磨痕,其深度一般在0.2~0.4mm,面積不超過0.25d2。(3)銅套上局部裂紋或局部磨損嚴(yán)重時(shí),可進(jìn)行局部更換,接縫應(yīng)符合規(guī)定。(4)已套裝在尾軸上的銅套不允許焊補(bǔ)修復(fù)。
§9-6尾軸管裝置的檢修1尾軸管裝置尾軸管裝置是用以支承尾軸和螺旋槳、密封船體不使海水進(jìn)入尾軸承和潤滑油自尾軸承溢出的設(shè)備。由尾軸管本體、尾軸承、密封裝置和冷卻、潤滑系統(tǒng)等組成。分為水潤滑尾軸管裝置和油潤滑尾軸管裝置,如圖11-24所示。1.1尾軸管尾軸管本體可用鑄鋼(ZG230-450)、鑄鐵(HT250、QT450-10)、20鋼管或船用鋼板焊接而成。單軸系尾軸管及船體尾部如圖11-25。尾軸管首端法蘭與尾隔艙壁平面間加密封墊片后用螺栓固緊;尾軸管尾端外圓有螺紋用鎖緊螺母將尾軸管緊固在尾柱轂上,螺母與尾柱轂后端面緊貼,0.05mm塞尺插不進(jìn)。尾軸管在船體上裝好后,進(jìn)行尾尖艙水密試驗(yàn),各結(jié)合部位不允許有任何滲漏。1.2尾軸承單軸系尾軸承分為兩段:位于尾軸管前端的尾前軸承,較短;位于尾軸管后端的尾后軸承,較長。有的大型船舶尾軸管較短,將尾前軸承移至尾隔艙壁和尾法蘭之間。現(xiàn)在絕大多數(shù)船舶的尾軸承采用滑動(dòng)軸承。根據(jù)尾軸承材料和潤滑劑的不同,分為水潤沿尾軸承和油潤滑尾軸承。目前大多采用油潤滑尾軸承。尾軸承是由軸承襯套和軸承襯構(gòu)成。水潤滑尾軸承襯套材料主要采用鑄銅(ZCuSnl0Zn2、ZCuZn40Mn2),軸承襯材料采用鐵梨木、層壓膠木、橡膠和合成材料等;油潤滑尾軸承襯套采用鑄鋼(ZG230-450)或鑄銅(ZCuSn10Zn2),軸承襯采用白合金。1)水潤滑尾軸承水潤滑尾軸承襯的材料主要有鐵梨木、層壓膠木、橡膠、合成材料(尼龍、賽龍等)。尾軸承的長度應(yīng)不小于尾軸直徑的4倍。尾軸承的潤滑與冷卻是利用舷外海水自然流入尾軸承。在尾軸管前端尾軸處裝有密封裝置。航行時(shí),旋松密封填料壓蓋的螺栓,使海水順利流進(jìn)軸承滿足潤滑與冷卻之需;停航時(shí),旋緊螺栓,防止海水大量漏入機(jī)艙。(1)鐵梨木尾軸承:鐵梨木是自1854年以來一直被用作海船水潤滑尾軸承的傳統(tǒng)軸承材料。鐵梨木盛產(chǎn)中美洲、西印度群島和南美北部等熱帶地區(qū)。鐵梨木生長緩慢、直徑20mm的樹需10年,材質(zhì)細(xì)密堅(jiān)硬、比重大(約為1.2),含有豐富的樹脂,具有耐水浸、耐蝕和耐磨等特點(diǎn)。干燥時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形和裂紋。鐵梨木中還含有樹脂精汁等,精汁與水作用形成乳膠狀粘液,具有潤滑作用使摩擦系數(shù)大大降低。摩擦系數(shù)為0.003~0.007。此外,摩擦系數(shù)隨水溫度升高而增大。如果保持水溫低(50℃左右)、水量充足,鐵梨木則具有很高的耐磨性。鐵梨木軸承的結(jié)構(gòu)如圖11-26所示。將鐵梨木板條(一般厚度:15~35mm、寬度:60~80mm、長度:150~300mm)緊密地鑲在軸承襯套中,為防止木板條位置錯(cuò)動(dòng)在襯套內(nèi)鐵梨木板條之間安裝2~3根銅質(zhì)止動(dòng)條(厚度為鐵梨木條厚度的60%),緊貼襯套內(nèi)表面并用螺釘固定。襯套內(nèi)下半部分鐵梨木板條表面為立紋(纖維方向與尾軸中心線垂直),上半部分木板條表面為順紋(纖維方向與尾軸中心線平行)。木板條之間形成V形、U形或梯形水槽,以利海水流通進(jìn)行潤滑和冷卻,但在下半瓦90°范圍內(nèi)無水槽。(2)層壓膠木尾軸承:鐵梨木需要進(jìn)口,價(jià)格昂貴。我國試驗(yàn)研究的層壓膠木已成功代替鐵梨木應(yīng)用于生產(chǎn)中,它
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