32 000 DWT散貨船軸系抽出設(shè)計(jì)方案

摘要：本文以新造32000DWT散貨船為例，簡要介紹了軸系組成，重點(diǎn)分析了軸系抽出開孔標(biāo)記、路徑設(shè)計(jì)等方案，闡述了軸系眼板的設(shè)計(jì)與布置，提出新造船軸系檢修需要引起高度重視的建議。

關(guān)鍵詞：新造；散貨船；軸系；抽出

中圖分類號(hào)：U664.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Shafting removal analysis of new building bulk carrier

LI Na，LIU Jiaping

( Guangzhou Wenchong Shipyard Co.，Ltd. Guangzhou 510725 )

Abstract:The paper introduce briefly 32 000 DWT bulk carrier shaft composition， analyze emphatically the shaft removal opening marking， removal route and the lifting eye plate design and arrangement， then advise to pay attention to shafting overhaul for new building vessel.

Key words: New building; bulk carrier;shafting;removal

1前言

船舶推進(jìn)軸系是船舶動(dòng)力裝置的重要組成部分，在動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)中占有極其重要的位置。軸系工作好壞，將直接影響船舶的推進(jìn)特性和正常航行，所以軸系設(shè)計(jì)、加工制造、安裝及調(diào)整均有較嚴(yán)格的技術(shù)要求，并且應(yīng)符合相關(guān)的船舶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。對(duì)于新造船的軸系，目前幾乎所有精力都集中在軸系的詳細(xì)設(shè)計(jì)、安裝等具體工作中，而往往忽略了新造船交船后軸系將面臨檢修的問題。

我司為FRONTLINE船東建造的32 000 DWT散貨船，船東監(jiān)造要求嚴(yán)格，輪機(jī)管理經(jīng)驗(yàn)豐富，在首制船安裝軸系時(shí)提出需要使用軸系維修時(shí)的吊耳安裝中間軸與尾軸，既考慮了維修的吊耳又檢驗(yàn)了其強(qiáng)度。同時(shí)主機(jī)落座后，船東又提出實(shí)軸抽出更苛刻的要求，因此軸系抽出方案必需詳盡且切實(shí)可行。

2軸系抽出設(shè)計(jì)方案

2.1 軸系特點(diǎn)

32 000 DWT散貨船是尾機(jī)型，單槳、單軸系，其軸系組成如圖1所示。

圖1推進(jìn)軸系布置圖

對(duì)于尾機(jī)艙短軸系，應(yīng)注意螺旋槳軸的抽出方案，包括抽出所需空間位置。一般考慮在船內(nèi)抽出，船內(nèi)抽出不可能時(shí)則向船舷外抽出。根據(jù)技術(shù)規(guī)格書要求，尾軸維修時(shí)向船舷外抽出，并在機(jī)艙內(nèi)做好開孔標(biāo)記。

2.2 軸系抽出外板開孔標(biāo)記

軸系抽出外板開孔位置需綜合考慮多方面的因素。因軸系中心線距基線高度2 950 mm，考慮到機(jī)艙底部結(jié)構(gòu)距基線4 500 mm處有舷側(cè)水平桁，為避免在強(qiáng)結(jié)構(gòu)處外板開孔，開孔位置設(shè)計(jì)在右舷BL2800 mm、高度約1 300 mm、寬度約2 150 mm處。為便于尾軸從機(jī)艙內(nèi)抽出后盡快移出，同時(shí)避開尾軸頂部BL4100、FR12～13肋位處的應(yīng)急海水箱，開孔起始肋位設(shè)計(jì)在FR13+100，盡可能給機(jī)艙底層的尾密封油柜、日用艙底水泵等設(shè)備讓出更多的布置空間。

開孔位置邊緣用焊道作標(biāo)記，根據(jù)船東要求區(qū)域內(nèi)涂成黑黃兩色交替的斑馬線涂層，油漆涂層可以在船舶下水后機(jī)艙涂裝時(shí)再噴涂，但開孔邊緣的焊道標(biāo)記必須在下水前完成，這點(diǎn)要特別注意，尤其對(duì)于首制船，軸系設(shè)計(jì)人員務(wù)必要及早聯(lián)系船體設(shè)計(jì)人員，最好在CATIA軟件建模時(shí)確定好軸系抽出開孔位置，出圖時(shí)不易疏漏，這樣開工后地面分段可將焊道焊好，避免下水前外板油漆涂好后再燒焊。

2.3軸系抽出路徑設(shè)計(jì)

該新造散貨船軸系需要進(jìn)塢檢修時(shí)，中間軸與尾軸均能從舷側(cè)外板開孔位置處抽出。

2.3.1中間軸的抽出

在拆卸中間軸前，應(yīng)對(duì)連接法蘭上的每只螺栓與螺母及螺栓孔的配對(duì)位置作好記號(hào)，以免安裝時(shí)相互掉錯(cuò)，容易發(fā)生過緊或過松現(xiàn)象。單支承的中間軸在拆卸連接螺栓前，應(yīng)先在靠近軸的兩端裝好臨時(shí)支撐。從法蘭上拆卸連接螺栓時(shí)，應(yīng)按對(duì)角線方向進(jìn)行，以免法蘭扭曲。中間軸連接法蘭螺栓的拆卸及測(cè)量每對(duì)連接法蘭之間的曲折值等工作后，即可拆開中間軸承上蓋，用手拉葫蘆等專用工具抽出放好，并檢查軸頸表面有無缺陷。

2.3.2尾軸的抽出

在抽出尾軸前，應(yīng)將尾軸末端的螺紋部分用帆布包扎好，以免碰損。用手拉葫蘆等專用工具先將尾軸緩慢地整體抽出后，法蘭端向左舷移動(dòng)，注意避開船體結(jié)構(gòu)、主機(jī)盤車機(jī)等位置，螺紋端移動(dòng)到開口位置后緩慢抽出。

根據(jù)船東檢修經(jīng)驗(yàn)，新造船達(dá)到船級(jí)社要求軸系檢修的年限時(shí)，有些船舶不一定要進(jìn)塢才能檢驗(yàn)，水中也可進(jìn)行，不需要在外板開孔。如圖2中間軸抽出后可以考慮懸吊，也可考慮放在底層花鋼板上，花鋼板支架強(qiáng)度要滿足要求。中間軸移到機(jī)艙中首部后，尾軸再緩慢抽出，放在兩端臨時(shí)支撐上，以便船檢定期檢驗(yàn)。

圖2軸系船舷內(nèi)抽出路徑

3軸系眼板的設(shè)計(jì)與布置

3.1眼板設(shè)計(jì)形式

根據(jù)軸系抽出路徑，結(jié)合船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、承受負(fù)荷、安裝方向等因素設(shè)計(jì)眼板的具體形式、位置等。

因該散貨船尾軸重量約為7 t，所以設(shè)計(jì)眼板承受負(fù)荷為10t。根據(jù)船東手拉葫蘆直接掛在眼板上的要求，中間沒有鋼絲繩或卸扣過渡，因10 t手拉葫蘆頂部掛鉤的開口約為40 mm，所以眼板中心圓半徑設(shè)計(jì)為45 mm。為便于加工，眼板的外圓直徑設(shè)計(jì)為160 mm，結(jié)合眼板的估算經(jīng)驗(yàn)公式，厚度取值為30 mm。

3.2眼板布置

眼板布置需要結(jié)合船體結(jié)構(gòu)、受力方向等因素。該散貨船的眼板設(shè)計(jì)成與中縱平行布置，有利于吊軸時(shí)手拉葫蘆的受力及拉放自如。同時(shí)根據(jù)應(yīng)急海水箱的位置、機(jī)艙BL6 900下平臺(tái)中縱結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖2尾軸船舷內(nèi)抽出路徑，在主甲板下對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)了3個(gè)懸掛中間軸眼板，如圖3所示機(jī)艙內(nèi)軸系吊裝眼板數(shù)量總計(jì)12個(gè)。

因軸系重量很重，若眼板處沒有結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形甚至被拉斷，所以在布置眼板時(shí)考慮盡可能位于強(qiáng)結(jié)構(gòu)處，無法避免時(shí)增加扶強(qiáng)材或肘板加強(qiáng)。

圖3眼板布置圖

4實(shí)軸抽出演示

船舶下水后軸系校中前，船東提出中間軸實(shí)軸抽出的苛刻要求，理由是機(jī)艙尾部FR15橫壁處空間狹窄，導(dǎo)致軸系無法抽出。實(shí)軸抽出風(fēng)險(xiǎn)很大，且耗費(fèi)人力物力，為消除船東的憂慮，設(shè)計(jì)人員從CATIA軟件中模擬中間軸尾軸抽出路徑的三維動(dòng)畫，軟件演示后船東還是堅(jiān)持其意見，建造節(jié)點(diǎn)不能拖延，最后還是滿足了其要求。

軸系抽出空間的核查是船廠軸系設(shè)計(jì)人員容易忽略的環(huán)節(jié)，一般此環(huán)節(jié)應(yīng)是在初步設(shè)計(jì)或詳細(xì)設(shè)計(jì)階段需完成的任務(wù)。但因現(xiàn)在專業(yè)分工很細(xì)，總體設(shè)計(jì)人員對(duì)于軸系不熟悉，軸系設(shè)計(jì)人員對(duì)于船體結(jié)構(gòu)缺少空間概念，沒有軸系檢修意識(shí)。所以軸系設(shè)計(jì)人員應(yīng)在軸法蘭外圓直徑確定后核對(duì)機(jī)艙尾部最窄艙壁的空間是否足夠拆檢，若不滿足，必須及時(shí)聯(lián)系總體設(shè)計(jì)者修改結(jié)構(gòu)與尾部線形，在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段還來得及，否則到施工階段才發(fā)現(xiàn)問題就為時(shí)晚矣。

5小結(jié)

軸系的設(shè)計(jì)與安裝是新造船舶的重點(diǎn)之一，任何環(huán)節(jié)都不能輕視，尤其是近年來越來越多的船東關(guān)注交船后軸系的檢修問題。尾軸及中間軸抽出船舷外，是船舶新造、安裝、修理的必備項(xiàng)目，因此其開孔的位置、對(duì)船體強(qiáng)度的影響、抽出的路徑、吊運(yùn)空間的大小、吊耳的設(shè)置和強(qiáng)度等，均需在船舶設(shè)計(jì)中予以充分的考慮。本文建議新造散貨船在軸系設(shè)計(jì)前期送審階段，設(shè)計(jì)詳細(xì)的軸系檢修圖送交船東確認(rèn)，避免后期的疏漏或船東現(xiàn)場報(bào)驗(yàn)引起較大修改量，提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 催東周， 溫小飛. 船舶推進(jìn)軸系的校中計(jì)算[J]. 浙江國際海運(yùn)職業(yè)技術(shù)

學(xué)院學(xué)報(bào)， 2007， 3 (2).

[2] 中國船舶工業(yè)總公司編. 船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)-輪機(jī)分冊(cè)[M].北京: 國防

工業(yè)出版社， 1998.

[3] 船舶鉗工工藝編寫組編. 船舶軸系及螺旋槳的修造與安裝[M]. 北京:

人民交通出版社， 1982.

作者簡介：李娜（1977- ），女，工學(xué)碩士，工程師。主要從事輪機(jī)軸系與項(xiàng)目技術(shù)管理工作。

劉嘉平（1984- ），男，工程師。主要從事輪機(jī)質(zhì)量檢驗(yàn)工作。

收稿日期：2013-04-16