淺析軸系校中過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)注點(diǎn)

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(1.滬東中華造船(集團(tuán))有限公司，上海 200135；2.長(zhǎng)江南京航道局，江蘇 南京 210011)

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淺析軸系校中過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)注點(diǎn)

吳道娟1，張?jiān)栖?

(1.滬東中華造船(集團(tuán))有限公司，上海 200135；2.長(zhǎng)江南京航道局，江蘇 南京 210011)

為確保軸系的長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)，保證船舶的安全營(yíng)運(yùn)，提出軸系校中過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)注點(diǎn)。介紹了軸系校中過(guò)程中拉線照光、艉軸承安裝、復(fù)照光、法蘭端面的位移和曲折測(cè)量以及頂升測(cè)力試驗(yàn)工藝流程，重點(diǎn)論述了在軸系校中工藝編制過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)中的注意事項(xiàng)，包括前期送審資料的準(zhǔn)備以及環(huán)境的影響。

軸系校中;拉線照光；法蘭位移曲折;頂升測(cè)力試驗(yàn)

0 引言

1 拉線照光工藝

1.1 環(huán)境情況

為了確保船舶在進(jìn)行拉線照光時(shí)的狀態(tài)與實(shí)際航行時(shí)的狀態(tài)相一致，所以在軸系校中開始前必須首先確認(rèn)環(huán)境情況。

(1)船舶艉部的船體結(jié)構(gòu)、主機(jī)基座、中間軸承基座是否完工(包括電焊、火工作業(yè)、油漆、機(jī)加工等)。

(2)船舶艉部的重型設(shè)施設(shè)備是否安裝完畢。

(3)由于溫度對(duì)船體整體變形的影響，所以要求室外陽(yáng)光不是很強(qiáng)烈。

如果上述所有情況與相關(guān)退審文件的要求相符，可判定環(huán)境情況良好，可以進(jìn)行拉線照光試驗(yàn)。

1.2 預(yù)照光

學(xué)校每年會(huì)有20多項(xiàng)大大小小的學(xué)生活動(dòng)，每項(xiàng)活動(dòng)都經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，例如，春季遠(yuǎn)足，最遠(yuǎn)徒步20千米看家鄉(xiāng)美景；初一年級(jí)誠(chéng)信宣誓儀式，邀請(qǐng)家長(zhǎng)和社會(huì)誠(chéng)信典型觀禮；初二年級(jí)離隊(duì)入團(tuán)儀式；18歲成人儀式，邀請(qǐng)法制副校長(zhǎng)宣講《憲法》；初高三年級(jí)畢業(yè)典禮，畢業(yè)生身穿畢業(yè)袍，校長(zhǎng)以班級(jí)為單位簽發(fā)畢業(yè)賀書；迎國(guó)慶升旗儀式；青春儀式等。這些活動(dòng)，對(duì)學(xué)生影響巨大，留下終生難忘的回憶。通過(guò)這些活動(dòng)，學(xué)生獲得心靈的成長(zhǎng)，人生也會(huì)樹立更高的目標(biāo)。

預(yù)照光的步驟如下：在環(huán)境情況允許的情況下，用19號(hào)琴弦或者激光模擬出2條實(shí)際上不存在的“線”，就是通常所說(shuō)的軸系中心線和舵系中心線，然后再檢驗(yàn)軸系中心線和舵系中心線的相交度是否能達(dá)到規(guī)范要求，進(jìn)而確定主機(jī)基座和中間軸軸承基座的高度。

在模擬2條中心線的時(shí)候，首先要預(yù)設(shè)定這2條直線上的幾個(gè)點(diǎn)，即為靶點(diǎn)。軸系中心線的靶點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置在艉管末端、艉管前端、中間軸承、主機(jī)前端或者齒輪箱處。舵系中心線的靶點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置在舵基座的中心、掛舵臂鑄鋼件的上下兩端。對(duì)于靶點(diǎn)位置的檢驗(yàn)方法主要有：望光儀、19號(hào)琴弦、激光儀。望光儀檢驗(yàn)靶點(diǎn)位置示意圖如圖1所示，圖中字母為靶點(diǎn)。望光儀法的基本原理為：在中心線的一端架設(shè)望光儀，通過(guò)望光儀去檢驗(yàn)所有假設(shè)的靶點(diǎn)是否在同一條直線上；如果靶點(diǎn)有偏差，那么可以通過(guò)調(diào)節(jié)望光儀的偏心距來(lái)記錄這個(gè)偏差值，在以后的生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)這個(gè)記錄值對(duì)實(shí)際軸系、舵系進(jìn)行修正。

1.3 鏜孔后艉軸管內(nèi)徑尺寸測(cè)量

預(yù)照光結(jié)束后就進(jìn)行艉軸管的鏜孔作業(yè)，鏜孔結(jié)束后要進(jìn)行精確的內(nèi)徑測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)該邀請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)船師參與，并且詳細(xì)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。內(nèi)徑尺寸測(cè)量后，將根據(jù)船廠的質(zhì)量體系文件和艉軸承廠家的設(shè)計(jì)資料，對(duì)艉軸管的橢圓度和直線度進(jìn)行分析評(píng)估。此時(shí)的評(píng)估很重要，因?yàn)樵谝院篝狠S承加工測(cè)量過(guò)程中，軸承的外徑尺寸、軸承標(biāo)高以及軸承內(nèi)斜率都將以此為依據(jù)。在這個(gè)過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面：

(1)完整記錄鏜孔后的內(nèi)徑數(shù)據(jù)，建議“米”字記錄。

(2)靶點(diǎn)中心要精確定位(用千分尺)。

(3)艉軸管鏜孔的參考中心線要記錄保留以備下次復(fù)驗(yàn)時(shí)用作參考依據(jù)。

2 艉軸承的安裝

艉軸管內(nèi)徑尺寸合格后，在船廠質(zhì)量部門、船東、船檢的見證下，進(jìn)行艉軸承的安裝。

(1)安裝前，要確保艉軸管的清潔，潤(rùn)滑劑已經(jīng)準(zhǔn)備到位。

(2)安裝過(guò)程中，要對(duì)壓入量與壓力完整記錄，并繪制壓入力與壓入量曲線，曲線圖如圖2所示。該曲線一般來(lái)說(shuō)是一條比較光順的曲線，如果在曲線上突然出現(xiàn)拐點(diǎn)，應(yīng)該立刻停止安裝，以免損壞軸承。分析出原因后采取必要的補(bǔ)救措施，或者把軸承與艉軸管拆開重新安裝。

(3)軸承安裝完成后再次測(cè)量軸承的內(nèi)徑，計(jì)算出軸承的橢圓度，以此來(lái)確認(rèn)軸承在壓入過(guò)程中的變形情況，確保軸承安裝的正確性。 需要注意的是，在軸承安裝前一定要確認(rèn)軸承的“TOP”位置，因軸承的偏心、斜率均以此為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量的。

3 復(fù)照光工藝

艉軸承斜度的不精確，可能會(huì)影響艉軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)和艉軸承之間潤(rùn)滑油膜的建立，在軸承上出現(xiàn)高負(fù)荷點(diǎn)而損傷艉軸承，引起艉軸承高溫報(bào)警。更有甚者，艉軸與軸承在航行過(guò)程中出現(xiàn)“抱死”情況，從而使艉軸承徹底損壞，船舶必須進(jìn)行塢修，對(duì)船東造成巨大損失。所以在艉軸承安裝完工以后，需要進(jìn)行再次照光，精確測(cè)量軸線以及艉軸承的斜度，以此來(lái)確定艉軸管及其軸承加工安裝是否都在要求的范圍之內(nèi)，這就是所謂的復(fù)照光。復(fù)照光的工藝流程與預(yù)照光基本一致。復(fù)照光的測(cè)量數(shù)據(jù)需要和軸系校中計(jì)算書中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)結(jié)果應(yīng)該與退審文件中的計(jì)算結(jié)果保持一致。

4 法蘭端面的位移和曲折的測(cè)量

當(dāng)復(fù)照光驗(yàn)收合格以后，船廠會(huì)即時(shí)安裝艉軸和中間軸。在連接艉軸和中間軸之前，還需要對(duì)艉軸、中間軸法蘭端面的位移、曲折進(jìn)行測(cè)量。目前，由廣泛采用的擾性理論計(jì)算出的軸系安裝彎曲狀態(tài)，主要是使各軸承上的負(fù)荷能合理分配，在此彎曲狀態(tài)下所造成的附加負(fù)荷和軸內(nèi)彎曲應(yīng)力都應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。但在軸系校中時(shí)，由于澆塑模塊的收縮率和氣溫與水溫差值大產(chǎn)生的船體變形，以及主機(jī)滑油投油加溫產(chǎn)生基座面變形的影響，使得傳動(dòng)軸連接法蘭的位移和曲折數(shù)據(jù)超出了允許范圍。而法蘭面的位移及其曲折又是軸系校中的重要參考依據(jù)，所以在軸系校中計(jì)算書中會(huì)給出參考數(shù)據(jù)以及公差范圍。因此，為確保此項(xiàng)質(zhì)量應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

(1)軸系校中計(jì)算書已經(jīng)退審，并且在該計(jì)算書中明確可以在干船塢中進(jìn)行軸系校中。

(2)中間軸的臨時(shí)支撐位置要精確、牢固，以減小自身重量對(duì)法蘭位移的影響。

(3)精加工的時(shí)候，需要保證軸的法蘭面與軸線的垂直度，以及2根軸的同心度。在測(cè)量過(guò)程中盡可能保證清潔度，不能有細(xì)小的顆粒物附著在法蘭的表面，進(jìn)而影響到最終的讀數(shù)。

(4)法蘭端的位移以及曲折必須詳實(shí)記錄，根據(jù)軸系校中計(jì)算書中給出的數(shù)據(jù)來(lái)審核其是否合格。圖3所示的就是軸系在外加力作用下，法蘭端產(chǎn)生的位移和曲折的示意圖以及必要的數(shù)據(jù)。

5 頂升測(cè)力試驗(yàn)

軸系法蘭端的曲折位移驗(yàn)收合格，艉軸、中間軸和主機(jī)飛輪用螺栓連接完成后，進(jìn)行頂升測(cè)力試驗(yàn)。試驗(yàn)前，各軸承上的負(fù)荷應(yīng)該合理分配，并且軸系在彎曲狀態(tài)下所造成的附加負(fù)荷和軸內(nèi)彎曲應(yīng)力都應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。頂升測(cè)力試驗(yàn)對(duì)軸系在各軸承位置的受力進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果需要進(jìn)行2次審核。

(1)由船廠、船東和船檢進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)審核。艉軸頂升測(cè)力計(jì)算圖如圖4所示?，F(xiàn)場(chǎng)使用主機(jī)制造商提供的軟件程序，把各軸承處的液壓裝置壓力及其偏移量輸入圖4右側(cè)的表格中，在圖4左側(cè)生成壓力與偏移量的曲線圖，再以此曲線圖和理論參考區(qū)間比對(duì)，如果結(jié)果顯示“OK”，則表示該軸承處受力在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)，然后依次對(duì)所有需要校驗(yàn)的軸承處進(jìn)行逐一測(cè)量。

(2)把現(xiàn)場(chǎng)審核的數(shù)據(jù)送回主機(jī)制造商處再次進(jìn)行審核。最終以主機(jī)制造商審核結(jié)果為準(zhǔn)。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)拉線照光、軸承安裝、復(fù)照光、軸系法蘭曲折位移的測(cè)量、軸系連接后頂升測(cè)力等幾個(gè)軸系校中的關(guān)鍵點(diǎn)的研究， 針對(duì)各個(gè)階段有可能產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行深入的分析，努力把隱患消除在萌芽狀態(tài)，從而確保整個(gè)軸系的安裝質(zhì)量。在現(xiàn)代造船的過(guò)程中，有很多新工藝和新型的測(cè)量技術(shù)在不斷地更新，比如說(shuō)分段階段鏜孔、成品艉軸管安裝、激光定位軸系以取代傳統(tǒng)的拉線照光，這些新技術(shù)的應(yīng)用，必將提高軸系校中的質(zhì)量，確保軸系的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

[1] 程國(guó)瑞.船舶動(dòng)力裝置原理[M]. 北京：人民交通出版社，1995.

[2] 周繼良，鄒鴻鈞.船舶軸系校中原理及其應(yīng)用[M].北京：人民交通出版社，1985.

2016-08-29

吳道娟(1981—)，女，工程師,主要從事船舶與海洋工程方面的研究；張?jiān)栖?1974—)，男，高級(jí)工程師，負(fù)責(zé)造船、修船、管理，節(jié)能等工作。

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