船舶推進(jìn)軸系的安裝校中

船舶推進(jìn)軸系的安裝校中王沛俊【摘要】軸系校中質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響傳動(dòng)系統(tǒng)工況及各軸承負(fù)荷分布情況，因此良好的軸系校中對(duì)保障船舶安全運(yùn)行具有重要意義.主要介紹了船舶推進(jìn)軸系的主要組件及軸系安裝校中，分別講述了軸系按直線校中的軸系按軸承允許負(fù)荷校中和軸系按軸承合理負(fù)荷校中.【期刊名稱】《現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備》【年(卷)，期】2019(000)005【總頁(yè)數(shù)】2頁(yè)(P169-170)【關(guān)鍵詞】船舶推進(jìn);軸系;安裝校中【作者】王沛俊【作者單位】中國(guó)遠(yuǎn)洋海運(yùn)集團(tuán)船員管理有限公司上海分公司，上海200126【正文語(yǔ)種】中文1船舶軸系校中簡(jiǎn)介1.1船舶推進(jìn)軸系的主要結(jié)構(gòu)船舶推進(jìn)軸系安裝時(shí),由前向后分為是動(dòng)力源主機(jī)、主要?jiǎng)恿鬏旚狠S及軸承，螺旋漿旋轉(zhuǎn)對(duì)水的推力經(jīng)軸系傳輸回到主機(jī)，經(jīng)與主機(jī)連接的基座作用使船舶運(yùn)動(dòng)，軸系部件通過(guò)聯(lián)軸器、錐面壓裝與對(duì)接法蘭進(jìn)行連接。螺旋槳是船舶前進(jìn)推力的起源點(diǎn)，軸系將水的反作用力傳輸給船體。螺旋槳分為固定與可調(diào)節(jié)螺距槳；艉軸后端連接螺旋槳，穿過(guò)尾軸管前后軸承后；前端與中間軸連接，尾軸穿過(guò)前后軸，直接摩擦前后軸承。安裝在尾軸管前后端的尾軸軸承多為雙軸承，對(duì)尾軸承的加工精度提出了很高要求，制造材料通常選用樹(shù)脂或白合金。船舶推進(jìn)軸系應(yīng)根據(jù)其設(shè)計(jì)要求，選擇是否安裝中間軸；中間軸安裝時(shí)，兩端法蘭螺栓多通過(guò)壓裝方式安裝。1.2軸系校中的含義船舶軸系運(yùn)轉(zhuǎn)中承受復(fù)雜的應(yīng)力，包括螺旋槳及軸系部件的重量以及軸系安裝時(shí)彎曲在軸內(nèi)造成的附加彎曲應(yīng)力等。另外，軸系還要承受因主機(jī)工況變化或者個(gè)別軸承失載造成的軸系震動(dòng)的附加應(yīng)力。為確保軸系正常運(yùn)轉(zhuǎn)，軸系設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證具有足夠強(qiáng)度，使軸系各軸段內(nèi)應(yīng)力處于合理范圍內(nèi)。安裝好的軸系各軸應(yīng)力是否合理，主要取決于軸系校中質(zhì)量。軸系設(shè)計(jì)計(jì)算與軸系校中密切相關(guān)。軸系校中是將軸系敷設(shè)成某種狀態(tài)，其全部軸承負(fù)荷應(yīng)處于允許范圍內(nèi)，保證軸系持續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)軸系校中原理及方法進(jìn)行研究，對(duì)提高船舶動(dòng)力裝置安裝工程經(jīng)濟(jì)性具有重要的意義。1.3軸系校中原理組成船舶軸系的各根軸段通常用法蘭聯(lián)軸器連成軸系，毗鄰兩根軸以其法蘭連接，通常用偏移6與曲折中表示連接法蘭的偏中。軸系校中時(shí)，調(diào)節(jié)毗鄰兩軸位置，如不計(jì)法蘭軸端自重下垂影響，可認(rèn)為軸系具有直線性。在實(shí)際校中時(shí)，完全達(dá)到各法蘭偏移和曲折為零往往是非常困難的，所以允許法蘭存在小的偏中值，允許偏中值在以往有關(guān)規(guī)范中有著嚴(yán)格的規(guī)定。1.4軸系安裝質(zhì)量檢驗(yàn)軸系安裝工作結(jié)束后，按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。軸系安裝質(zhì)量檢驗(yàn)過(guò)程包括軸系校中質(zhì)量檢驗(yàn)、部件裝配質(zhì)量檢驗(yàn)以及檢驗(yàn)主機(jī)曲軸臂距是否符合安裝標(biāo)準(zhǔn)等。軸系航行實(shí)驗(yàn)時(shí)，軸承工作溫度是評(píng)定軸系工作的主要依據(jù)。軸系試車先進(jìn)行低速系泊實(shí)驗(yàn)，軸系航行試驗(yàn)中應(yīng)檢驗(yàn)軸系的工作平穩(wěn)性、尾軸管裝置參數(shù)及密性等。2軸系校中方法2.1軸系按直線性校中—般直接用鋼皮尺和塞尺進(jìn)行法蘭上下左右4個(gè)點(diǎn)的偏移S和曲折中測(cè)量，如需更加精準(zhǔn)，可安裝兩只跳動(dòng)表進(jìn)行測(cè)量。首先在法蘭外圓對(duì)稱地裝上兩只跳動(dòng)表；然后兩根軸共同旋轉(zhuǎn)，分別旋轉(zhuǎn)到上下左右4個(gè)點(diǎn)時(shí)記錄跳動(dòng)量，計(jì)算出偏移S和曲折中。各國(guó)在軸系按直線校中時(shí)，對(duì)法蘭允許偏中值曾做過(guò)較嚴(yán)規(guī)定，起初規(guī)定允許偏中值8<0.05mm,^<0.05mm/m。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)對(duì)偏中值規(guī)定如此嚴(yán)格并沒(méi)有必要，后來(lái)對(duì)法蘭允許偏中值規(guī)定逐步放寬至8<0.10~0.30mm，中<0.15~0.30mm/m。另外，可直接通過(guò)借助光學(xué)儀器進(jìn)行直線校中，用于進(jìn)行軸系校中的光學(xué)儀器包括光學(xué)準(zhǔn)直儀及光學(xué)投影儀。在采用光學(xué)準(zhǔn)直儀時(shí)，直接用肉眼對(duì)目標(biāo)瞄準(zhǔn)定中；采用光學(xué)投影儀時(shí)，目標(biāo)應(yīng)按投射出的十字線進(jìn)行定中。2.2軸系按軸承允許負(fù)荷校中軸系采用測(cè)力計(jì)校中法，校中時(shí)通過(guò)用安裝在各道中間軸承上的測(cè)力計(jì)測(cè)力，調(diào)節(jié)軸承實(shí)際負(fù)荷，此方法校中好的軸系非直線，軸內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定的彎曲應(yīng)力，但能確保各道軸承實(shí)際負(fù)荷在允許范疇內(nèi)，對(duì)具有滑動(dòng)式軸承軸系是較為合理。采用彈簧式測(cè)力計(jì)進(jìn)行長(zhǎng)軸系統(tǒng)測(cè)力校中，進(jìn)行測(cè)量校中前，尾軸及主機(jī)均已安裝中間軸承基座地板，校中時(shí)將中間軸承吊放在各自基座地板上，并調(diào)節(jié)軸承位置。如按軸系結(jié)構(gòu)每根中間軸系只有一個(gè)軸承，就需增設(shè)個(gè)臨時(shí)支撐。先進(jìn)行粗略校中，軸系初校后，用法蘭連接螺栓把軸系全部連接妥。在每個(gè)中間軸承螺栓孔中對(duì)稱地裝測(cè)力計(jì)，將中間軸軸頸與軸承緊緊壓死，避免轉(zhuǎn)動(dòng)影響水平負(fù)荷的測(cè)量。然后，松掉調(diào)整螺栓，觀察測(cè)力計(jì)受力情況，記錄各軸承左右測(cè)力計(jì)負(fù)荷，計(jì)算軸承垂直及水平平面實(shí)際負(fù)荷，按公式計(jì)算出中間軸承實(shí)際負(fù)荷是否在允許負(fù)荷范圍內(nèi)；如果某軸承實(shí)際負(fù)荷超允許范圍時(shí)，需調(diào)節(jié)相應(yīng)軸承位置，直至所有中間軸承實(shí)際負(fù)荷均滿足要求。為避免因軸系安裝彎曲引起軸內(nèi)過(guò)大彎曲應(yīng)力，應(yīng)該使毗鄰的軸承實(shí)際負(fù)荷相接近。計(jì)算尾管前軸承負(fù)荷是否滿足要求，如超出允許負(fù)荷范圍，需用夾具將中間軸承部分負(fù)荷轉(zhuǎn)加到軸上，計(jì)算轉(zhuǎn)加的附加負(fù)荷，使其滿足允許負(fù)荷范圍；用夾具調(diào)整尾管前軸承負(fù)荷時(shí)，需將中間軸與尾軸連接法蘭脫開(kāi)，調(diào)整好負(fù)荷后再把中間軸與尾軸連接；最后，復(fù)校一遍中間軸承測(cè)力校中情況。軸承經(jīng)測(cè)力校中合格后在軸承下配制墊塊，并用基座螺栓把軸承緊固妥。短軸系測(cè)力計(jì)算校中，由于短軸系軸系韌性差，剛性較大，會(huì)在相關(guān)軸承上產(chǎn)生很大的附加負(fù)荷和彎曲應(yīng)力，所以對(duì)短軸系的校中應(yīng)該嚴(yán)格控制，保證各軸上的附加負(fù)荷不超過(guò)允許范圍。軸系按法蘭計(jì)算允許偏中值校中實(shí)質(zhì)，即校中時(shí)應(yīng)該使各法蘭的偏移S和曲折中均處于允許范圍內(nèi)，即可保證各道軸承上的負(fù)荷滿足允許范圍要求。按法蘭計(jì)算允許偏中值校中軸系工藝，將中間軸承用調(diào)節(jié)螺栓安裝在基座上，如每根中間軸承僅有一個(gè)中間軸承，應(yīng)增設(shè)臨時(shí)支撐。計(jì)算連接法蘭上偏移的允許范圍，當(dāng)出現(xiàn)負(fù)荷小于0.5P的軸承，應(yīng)修正允許偏中值。將已安裝好的尾軸法蘭作為基準(zhǔn)，由尾至首逐段按法蘭允許偏移6和曲折中來(lái)調(diào)節(jié)中間軸位置，并考慮法蘭端因自重下垂的影響。在軸承距法蘭端面0.2~0.25倍的軸長(zhǎng)時(shí)，下垂量最??；否則應(yīng)算出偏移6和曲折中的修正值。中間軸與發(fā)動(dòng)機(jī)軸連接法蘭處對(duì)中要求較中間軸各連接法蘭更加嚴(yán)格，在偏中值過(guò)大情況下，將引起曲軸臂距差不允許變化。軸系應(yīng)該按法蘭允許偏中值將各段位置調(diào)節(jié)好，各道軸承配妥墊塊后用螺栓將軸承緊固在基座上，然后復(fù)查各法蘭偏中值是否符合計(jì)算值允許范圍，最后將軸系連接好。2.3軸系按軸承合理負(fù)荷校中合理校中是通過(guò)校中計(jì)算確定各軸承合理位置，滿足各軸承上負(fù)荷合理分配。此方法優(yōu)點(diǎn)是在船軸系技術(shù)設(shè)計(jì)階段介入校中計(jì)算，實(shí)現(xiàn)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校中的緊密結(jié)合，能較好地改善軸系各軸承負(fù)荷情況及尾軸軸管軸承負(fù)荷情況。進(jìn)行軸系合理校中計(jì)算時(shí)，將軸系視為剛性鉸鏈支座的連續(xù)梁，求各支座反力、截面彎矩以及撓度等參數(shù)。目前已應(yīng)用三彎矩法與遷移矩陣法，按最優(yōu)理論求取各項(xiàng)參數(shù)的合理值。軸系各軸段直徑不同，校中計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)及各軸段截面變化的影響。軸系校中計(jì)算要求主要內(nèi)容是進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)要素處理的關(guān)鍵，需要根據(jù)給定約束條件，確定軸承的最佳位置。3結(jié)語(yǔ)主機(jī)推進(jìn)軸系的安裝校中是船舶的重要環(huán)節(jié)，會(huì)直接影響船舶主機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。船舶主機(jī)推進(jìn)軸系結(jié)構(gòu)雖較為簡(jiǎn)單，但作用卻十分重大，只有對(duì)軸系進(jìn)行了良好安裝校中，才能為船舶安全航行提