32 500 DWT散貨船軸系安裝技術(shù)與檢驗(yàn)要求

摘要：本文介紹32 500 DWT散貨船軸系安裝技術(shù)與檢驗(yàn)要求，通過(guò)對(duì)軸系零部件制作加工、軸系中心線望光、軸系安裝和安裝后的檢測(cè)各環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，重點(diǎn)對(duì)關(guān)鍵工序進(jìn)行詳細(xì)介紹，指出本船軸系關(guān)鍵安裝技術(shù)要求和檢驗(yàn)過(guò)程應(yīng)注意的要點(diǎn)，保證本船軸系安裝滿足《軸系計(jì)算書》的設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：散貨船；軸系安裝；檢驗(yàn)要求

Installation Technology and Inspection Requirements for Shaft Line of 32 500 DWT Bulk Carrier

LIANG Qilong

(Jiangmen Nanyang Ship Engineering Co.， Ltd. Jiangmen 529145)

Abstract:This paper introduces the installation technology and inspection requirement for shaft line of 32500DWT Bulk carrier by analyzing all processes of fabricating and machining shaft line members， shaft centre line alignment， shaft line installation and inspection after installation to ensure shaft line is installed according to shaft line calculation.

Key words: Bulk carrier; Shaft line installation; Inspection requirement

1概述

江門市南洋船舶工程有限公司建造的32 500 DWT散貨船為單機(jī)單槳低速柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)。柴油機(jī)通過(guò)中間短軸與尾軸鋼性連接，這樣設(shè)計(jì)軸系對(duì)油耗經(jīng)濟(jì)性和船舶航行可操縱性有較大的意義。在船舶建造過(guò)程中，為滿足《軸系計(jì)算書》的設(shè)計(jì)要求，軸系安裝和檢驗(yàn)均提出了較高要求。通過(guò)分析軸系安裝整個(gè)過(guò)程每個(gè)環(huán)節(jié)，掌握關(guān)鍵的控制要素，為保障建造高質(zhì)量船舶提供技術(shù)支持，現(xiàn)將對(duì)軸系安裝與檢驗(yàn)要求展開(kāi)詳細(xì)論述。

2軸系組成

本船軸系總長(zhǎng)為11 727 mm。由低速柴油機(jī)、中間軸、尾軸、螺旋槳四大部分組成，其中主機(jī)通過(guò)緊配螺栓與中間軸鋼性連接、中間軸通過(guò)螺栓與尾軸鋼性連接、螺旋槳與尾軸之間通過(guò)液壓螺母壓裝連接。然而，軸系零部件機(jī)加工精準(zhǔn)度和軸系校中是本船軸系制造的關(guān)鍵工序，兩者質(zhì)量控制的優(yōu)劣直接決定軸系安裝是否滿足設(shè)計(jì)要求。

3軸系零部件加工制作與檢驗(yàn)要求

鍛鑄件是軸系的重要組成部分，設(shè)計(jì)階段依據(jù)軸系計(jì)算書，在設(shè)計(jì)零件圖上直接明確各零件的制作技術(shù)要求和檢驗(yàn)要求。通常制作各零部件的鑄鋼件在投入機(jī)加工制作前必須經(jīng)機(jī)械性能試驗(yàn)及化學(xué)成分分析，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足船級(jí)社規(guī)范要求。經(jīng)驗(yàn)船師檢驗(yàn)驗(yàn)證為合格的產(chǎn)品，相應(yīng)地打上船檢鋼印號(hào)和批次號(hào)并持有船級(jí)社認(rèn)可的證書。零件制作機(jī)加工第一次檢驗(yàn)即是鋼印號(hào)和批次號(hào)轉(zhuǎn)移報(bào)驗(yàn)，驗(yàn)船師依據(jù)QC提供的證書核對(duì)實(shí)物上的鋼印號(hào)和批次號(hào)，確信無(wú)誤后同意將原鋼印號(hào)和批次號(hào)從未加工表面轉(zhuǎn)移到已加工表面。這看似是簡(jiǎn)單的報(bào)驗(yàn)過(guò)程，實(shí)際是合格零部件的驗(yàn)證證明。零件制作機(jī)加工第二次檢驗(yàn)在精加工后進(jìn)行，零部件按技術(shù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行制作加工，通過(guò)驗(yàn)船師驗(yàn)證合格后即為合格的成品零部件。本船零部件制作加工重點(diǎn)是尾管與尾管軸承過(guò)盈配合（~0.02-0.04 mm）加工和螺旋槳與尾軸拂配加工。

3.1 尾軸管的制件與檢驗(yàn)要求

尾軸管制作過(guò)程重點(diǎn)監(jiān)控兩個(gè)鑄件與中間連接管的同軸度。焊前/焊后采用拉鋼線檢查保證同軸度。由取得三類焊資質(zhì)的焊工采用多層、多道對(duì)稱焊的焊接工藝，同時(shí)為避免鑄件產(chǎn)生裂紋，焊前對(duì)鑄件進(jìn)行預(yù)熱至大約175 ℃，焊后進(jìn)行保溫并退火處理，以消除焊接應(yīng)力。退火48小時(shí)后進(jìn)行100%UT探傷檢查和0.02 MPA水壓試驗(yàn)。尾管二次機(jī)加工后向質(zhì)量部門、船東代表和船檢報(bào)驗(yàn)。同時(shí)進(jìn)行配車尾管軸承，測(cè)量過(guò)程為滿足精度要求，必須保證尾軸管和尾管軸承應(yīng)在同等條件進(jìn)行，本船采取在同一溫度和同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行測(cè)量前的校準(zhǔn)，保證測(cè)量數(shù)值的真實(shí)性和有效性，達(dá)到過(guò)盈配合的公差（~0.02~0.04 mm）要求。尾軸軸承壓裝必須要對(duì)檢查“TOP”標(biāo)識(shí)的對(duì)齊，壓裝前全面清潔尾軸座和軸承內(nèi)外表面，無(wú)銹蝕、無(wú)污物涂上潤(rùn)滑油準(zhǔn)備壓裝，壓裝壓力達(dá)到CB/Z233-87標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2螺旋槳與尾軸的聯(lián)接

螺旋槳與尾軸的聯(lián)接設(shè)計(jì)成無(wú)鍵聯(lián)接形式，按技術(shù)要求螺旋槳與尾軸間存在有1：20的錐度配合，為保證螺旋槳錐孔與尾軸的錐孔精度要求，在螺旋槳加工前采用預(yù)制好錐度樣板進(jìn)行加工錐度的檢查。螺旋槳壓裝前必須以1:20與加工好的尾軸進(jìn)行拂配，以驗(yàn)證拂配的好與差通過(guò)涂藍(lán)油檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢查，一般地按船級(jí)社規(guī)范要求接觸面積不應(yīng)小于75%，且每25 mm×25 mm的面積上不少于3個(gè)藍(lán)點(diǎn)為合格。

3.3非關(guān)鍵零部件的制作

其它非關(guān)鍵零部件的制作按CSQS要求進(jìn)行加工和按技術(shù)圖紙要求檢驗(yàn)即滿足要求。

4軸系望光與檢驗(yàn)要求

本船采用激光經(jīng)緯儀望光方法確定軸系中心線。軸系望光檢查條件是機(jī)艙前壁往后主甲以下的主船體結(jié)構(gòu)焊接完工，機(jī)艙前壁向首第一條環(huán)形大接頭焊縫焊接完畢機(jī)艙區(qū)域的火工結(jié)束，機(jī)艙大型設(shè)備進(jìn)艙就位，機(jī)艙及雙層底油水艙完整性、密性試驗(yàn)完畢，保證船體變形對(duì)軸系中心線的影響為最小。望光選擇在晚上或陰天進(jìn)行，保證船體變形影響最小，望光前按理論技術(shù)要求先檢查確定船體中心線、基線和FR0肋位線，并取得駐船廠的船東代表和驗(yàn)船師的確認(rèn)認(rèn)可。在FR0設(shè)置激光經(jīng)緯儀，F(xiàn)R15、FR30+200肋位分別設(shè)置ABC三個(gè)標(biāo)桿靶。按表1（軸系望光測(cè)量表）要求分別檢測(cè)出實(shí)際軸系中心線，為定位主機(jī)安裝和軸系布置準(zhǔn)備。

5軸系安裝與檢驗(yàn)要求

1）軸系中心線望光報(bào)驗(yàn)合格后進(jìn)行主機(jī)定位安裝。分別在FR20+700肋位和FR28固定兩根輔助角鋼，通過(guò)投影法分別劃出主機(jī)地腳螺栓的半寬線，檢驗(yàn)公差不超出1 200±1 mm。用幾何法確定基座兩側(cè)首尾四個(gè)地腳螺栓孔位置，對(duì)角允許公差±2 mm。主機(jī)定位好后，分別劃出6個(gè)φ42測(cè)量銷孔線、劃出環(huán)氧墊塊位置，鉆6-φ42測(cè)量銷孔，鉆56-φ42地腳螺栓孔。

2）船舶下水后進(jìn)行主機(jī)軸系校中。軸系校中期間，為保證外界因素對(duì)校中結(jié)果最小干擾，船上應(yīng)無(wú)重大設(shè)備的遷移和壓載的變遷，軸系區(qū)域和相鄰區(qū)域的振動(dòng)作業(yè)。中間軸的法蘭螺栓孔與主機(jī)飛機(jī)法蘭螺栓孔配對(duì)鏜孔加工，并在法蘭外圓上作好標(biāo)記，還應(yīng)注意主機(jī)第1缸處于上死點(diǎn)時(shí)各法蘭孔的相對(duì)位置，鉸孔螺栓和孔的尺寸必須檢查并報(bào)驗(yàn)合格。法蘭鉸孔螺栓安裝時(shí)，螺栓(螺母)支承面與法蘭平面應(yīng)緊密接觸，接觸面75%周長(zhǎng)上用0.05 mm塞尺檢查應(yīng)插不進(jìn)。法蘭鉸孔螺栓及孔的圓柱度允差≤0.01 mm，圓柱度誤差方向必須與安裝方向相同。主機(jī)輸出法蘭與中間軸前法蘭鉸孔螺栓的配合過(guò)盈為0.005～0.02 mm。

3）尾軸法蘭與中間軸后法蘭鉸孔螺栓的配合過(guò)盈為0.025～0.035 mm。當(dāng)中間軸頸與中間軸承軸瓦底部間隙為零時(shí)，上部間隙為0.65～0.75 mm，左右間隙大致相等，記錄軸頸與軸瓦的實(shí)際間隙。采用塞尺法檢查每對(duì)法蘭的偏移(SAG)、開(kāi)口(GAP)值，偏移及開(kāi)口的允許公差±0.05 mm。各對(duì)法蘭橫向偏移、開(kāi)口允差≤0.03 mm。

4）軸系法蘭聯(lián)接安裝完后，采用千斤頂對(duì)軸承進(jìn)行冷態(tài)負(fù)荷測(cè)量，以驗(yàn)證軸系校中結(jié)果是否處理正常范圍。測(cè)量主機(jī)內(nèi)的軸承負(fù)荷時(shí)，利用主機(jī)附帶的專用工具作為千斤頂支撐在軸承兩檔之間。檢測(cè)前，軸系應(yīng)在自由狀態(tài)，然后開(kāi)主機(jī)盤車機(jī)，使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)1～2圈后，脫開(kāi)主機(jī)盤車機(jī)。液壓千斤頂?shù)牡鬃羞m當(dāng)較大的面積和足夠的剛性，百分表架應(yīng)單獨(dú)裝在不受軸及千斤頂影響的位置上。頂升軸的最大高度值應(yīng)小于其軸承間隙。將千斤頂放在被測(cè)軸承的指定位置，然后加壓千斤頂與軸接觸，這時(shí)千斤頂與軸承共同承受負(fù)荷，隨著千斤頂負(fù)荷的增加，軸逐漸上升，軸承受力減少，最后軸離開(kāi)軸承，千斤頂單獨(dú)承受負(fù)荷，當(dāng)軸升高至適當(dāng)高度(直至軸承上部間隙為0) ，然后利用調(diào)整手柄慢慢降低油泵壓力，直到零為止。千分表設(shè)置在液壓千斤頂同一軸截面的正上方。

5）為能繪制出準(zhǔn)確的頂舉曲線，記錄時(shí)應(yīng)在百分表指示穩(wěn)定后再讀數(shù)。油泵向千斤頂泵油，使軸頂起，記錄軸每上升0.05 mm時(shí)軸的頂升量及相應(yīng)的油壓力。當(dāng)軸頂升到一定程度，頂升位移曲線斜率產(chǎn)生突變時(shí)油泵停止加壓。油泵緩慢降壓，記錄軸每下降0.05 mm時(shí)的下降量及相應(yīng)的油壓力。按記錄的軸上升、下降量及相應(yīng)的油壓力，作出千斤頂油壓力與軸位置曲線，延長(zhǎng)曲線中上升與下降曲線的直線段與水平軸相交，交點(diǎn)分別為P1、P2，見(jiàn)圖1。

計(jì)算所測(cè)軸承的實(shí)際負(fù)荷：

軸承的實(shí)際負(fù)荷R=(P1+P2) /2×K×S （N）

式中：K——頂舉修正系數(shù)

S——千斤頂?shù)幕钊娣e（mm2）；

P1、P2——千斤頂上升及下降油壓力（MPa）；

根據(jù)CB*/Z 338-84標(biāo)準(zhǔn)，即按軸承的實(shí)際負(fù)荷與校中計(jì)算書文件的規(guī)定數(shù)值進(jìn)行比較，前尾管軸承及中間軸承的允許誤差應(yīng)不超過(guò)計(jì)算值的±20%。如實(shí)測(cè)值超過(guò)軸承負(fù)荷的允許值，則按計(jì)算書的推薦，通過(guò)調(diào)整中間軸承的垂向位移來(lái)調(diào)整各軸承的負(fù)荷。各軸承負(fù)荷測(cè)量合格后，即可進(jìn)行中間軸承墊片的測(cè)量、拂配、鉆孔、定位孔鉸孔及固定，并作中間軸承安裝報(bào)驗(yàn)。

軸承負(fù)荷及頂舉修正系數(shù)如表2。

6結(jié)束語(yǔ)

本文就32 500 DWT散貨船軸系安裝檢驗(yàn)進(jìn)行論述，經(jīng)實(shí)船操作演練，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果滿足本船《軸系計(jì)算書》設(shè)計(jì)要求，經(jīng)驗(yàn)船師和船東代表驗(yàn)收合格。在同類型船中得到進(jìn)一步的實(shí)踐驗(yàn)證。