某船軸系安裝與校中工藝研究

侯顯斌

摘 要：文章對某船軸系安裝工藝和校中方法進行介紹，通過測量、調(diào)整主機和軸系法蘭上的偏中值來控制軸系安裝和校中質(zhì)量，并通過測量軸系運轉(zhuǎn)時的動態(tài)參數(shù)，驗證該船軸系安裝工藝和校中方法的合理性和可行性，最后對選用的安裝工藝和校中方法進行分析，提出改進措施，為船舶建造提供參考意見。

關(guān)鍵詞：船舶 軸系安裝 軸系校中

在船舶的設(shè)計和建造過程中，船舶軸系的安裝及校中是輪機工程的一個關(guān)鍵項目。軸系安裝與校中是一項工作量大、耗時長、技術(shù)復雜的系統(tǒng)工程。文章簡要介紹了某船軸系的安裝工藝過程，重點介紹該船采用直線校中方法時校中數(shù)據(jù)的測量、計算和分析，并通過系泊試驗和航行試驗進行驗證，結(jié)果表明：軸系的運轉(zhuǎn)情況良好，滿足規(guī)范要求。最后對直線校中方法進行分析，提出改進措施，為提高軸系安裝質(zhì)量提供參考意見。

1.主要技術(shù)參數(shù)

船長：6 6米；船寬：1 1 米，船深：6米。主機型號：3 5 1 2 C（CATERPILLAR）；主機臺數(shù)：2臺；主機額定功率：1765 千萬；主機額定轉(zhuǎn)速：1800 rpm；齒輪箱型號：ZF7541（德國ZF公司生產(chǎn)）；主機安裝方式：彈性安裝；齒輪箱安裝方式：剛性安裝；軸系傳動方式：直線傳動。

2.軸系校中的方法

船舶軸系校中技術(shù)分為靜態(tài)校中和動態(tài)校中兩種。靜態(tài)校中技術(shù)又可分為直線校中、軸承上允許負荷校中和軸系合理校中三種方法。在船舶修理和建造過程中，軸系用直線校中時常采用三種方法，即用光學儀器校中法、按連接法蘭上規(guī)定的偏中值校中法和用樣軸校中法。

3.軸系的安裝過程

該船船型較小，為了提高軸系安裝的工作效率，選用直線校中方法，按連接法蘭上規(guī)定的偏中值進行校中。采用此法安裝和校中軸系時，通常按照從后往前的順序，先按軸系中心線裝好尾軸，然后以尾軸為基準，從船尾向船頭方向一段一段地調(diào)整各段軸的具體位置，并按照規(guī)范要求調(diào)節(jié)每一對連接法蘭上的偏移值和曲折值，最后，以推力軸的前法蘭作為基準對主機進行定位。具體步驟如下：

（1）確定軸系的理論軸線；

（2）根據(jù)軸系的中心線檢測支承軸承、齒輪箱、主機的基座位置；

（3）加工支承軸承、齒輪箱和主機基座固定墊片；

（4）安裝尾軸管及螺旋槳軸前托架軸轂和后托架軸轂；

（6）鏜削加工支撐尾軸的前、后托架軸轂的軸承座孔；

（7）安裝尾軸管前后托架軸轂軸承和尾軸前后托架軸轂軸承；

（8）安裝套筒液壓聯(lián)軸器、中間軸和螺旋槳軸（如圖1和圖2）；

（9）安裝調(diào)節(jié)尾軸管首密封裝置；

（10）初步定位中間軸支承軸承和齒輪箱以及主機；

（11）定位并固定齒輪箱、主機、中間軸支承軸承；

（12）連接尾軸聯(lián)軸器法蘭與齒輪箱輸出法蘭。

安裝軸系時，使用拉線法確定軸系理論軸線，為了減小誤差，要計算所用鋼線的擾度。安裝尾軸管時，要對尾軸管進行圓度和圓柱度以及兩端軸承孔同軸度檢查，檢測結(jié)果要滿足設(shè)計要求。

4.軸系的校中測量

該船采用軸系連接法蘭上的偏移值和曲折值校中軸系，用塞尺和直尺測量中間軸液壓聯(lián)軸器法蘭與齒輪箱輸出法蘭上的曲折值和偏移值，用百分表測量齒輪箱輸入法蘭與主機輸出法蘭上的偏移值和曲折值（如圖3），測量記錄見表1和表2。

（1）偏移值的測量和計算：測量時為了減小誤差，要注意直尺和塞尺的放置位置，把直尺緊貼在相鄰兩個法蘭其中一個法蘭的外圓上，要確保法蘭外圓平整，直尺貼合要緊密，然后用塞尺測量直尺與另外一個法蘭外圓之間的間隙。測量時防止振動和抖動，減小測量誤差。每次需要測量四個值，即在法蘭外圓的上、下、左、右四個區(qū)域進行測量，可得δ上、δ下、δ左、δ右四個值。測量記錄參見表1所示。根據(jù)所測四個值可以計算偏移值。

垂直方向平面內(nèi)相鄰兩軸的軸線偏移值為：

δ垂直=（δ上+δ下）/2（mm） （1）

水平方向平面內(nèi)相鄰兩軸的軸線偏移值為：

δ水平=（δ左+δ右）/2（mm） （2）

（2）曲折值的測量和計算：為了保證測量數(shù)據(jù)的準確，測量前要清潔干凈法蘭斷面，確保法蘭斷面平整。用塞尺在上下左右四個方位測量兩個法蘭端面之間的間隙，測量時以塞尺能夠平穩(wěn)進出為宜，不能太緊或者太松，可得到Φ上、Φ下、Φ左、Φ右四個數(shù)值，測量記錄見表2。根據(jù)所測四個值可以計算曲折值。

垂直方向平面內(nèi)相鄰兩軸軸線的曲折值為：

5.軸系安裝與校中的質(zhì)量評估

無論采用哪種軸系對中方法，都必須達到質(zhì)量要求。在系泊試驗和航行試驗時，通過測量和分析軸系運轉(zhuǎn)時的熱態(tài)參數(shù)來評估軸系校中質(zhì)量。測量記錄見表3和表4。

根據(jù)設(shè)計和規(guī)范要求，軸系正常運轉(zhuǎn)時必須達到以下要求：

（1）軸系工作穩(wěn)定，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沒有抖動和振動現(xiàn)象；

（2）無過熱現(xiàn)象，軸系相關(guān)部件溫度不能太高。尾軸管密封裝置的工作溫度不應(yīng)超過65℃，中間軸承的工作溫度不應(yīng)超過80℃；

（3）尾軸密封裝置工作穩(wěn)定，密封性能好，泄漏量應(yīng)小于40滴/分鐘。

該船自建成出廠后，在整個運行期間軸系工作正常，根據(jù)船上的測量記錄可知（見表3和表4），尾軸承溫度不大于65℃，中間軸承溫度不大于80℃，尾軸管前后密封處無滲漏，滿足設(shè)計和規(guī)范要求。

6.提高軸系安裝與校中質(zhì)量的措施

直線校中法是中小型船舶軸系安裝與校中常用的一種方法，為了提高直線校中法的校中質(zhì)量，提出以下改進措施：（1）直線校中法雖然工作效率高，但定位精度不是很高，可采取先拉線后望光的施工工藝，提高軸系中心線的定位精度；（2）改進鏜孔工藝，減小各種誤差，提高艉軸管鏜孔精度；（3）選擇合適的校中地點和時間，減少船體變形帶來的影響；（4）準確定位中間軸的臨時支承位置，合理分配軸系負荷，減少中間軸變形對軸系校中產(chǎn)生的影響；（5）提高軸系各部件加工精度，減少部件變形和加工誤差對軸系校中質(zhì)量的影響。

7.總結(jié)

文章介紹軸系安裝過程和軸系校中方法，通過測量分析軸系相鄰法蘭上的開口（曲折）值和偏移值對軸系安裝和校中質(zhì)量進行評估。實船應(yīng)用證明：軸系安裝和校中滿足規(guī)范和設(shè)計要求。通過現(xiàn)場觀察和分析總結(jié)，對直線校中法的具體工藝提出一些改進措施，以期進一步提高軸系安裝與校中的質(zhì)量。

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