船舶推進(jìn)軸系安裝與校中的分析研究

孫潭亮 吳木強(qiáng)

摘要：船舶推進(jìn)軸系是船舶動力系統(tǒng)中非常重要的組成部分之一，推進(jìn)軸系的安裝和校中的質(zhì)量和效率將會直接影響到船舶工作的穩(wěn)定性。而且隨著造船業(yè)的不斷發(fā)展，我國船舶建造的噸位也是越來越大，因此船舶推進(jìn)軸系安裝和校中也被提出了更高的要求，基于此，本文對船舶推進(jìn)軸系的安裝與校中進(jìn)行了分析研究，以期望對船舶工作的穩(wěn)定性和靈活性有所幫助。

關(guān)鍵詞：船舶;推進(jìn)軸系;安裝與校中;分析研究

在船舶的建造過程中，推進(jìn)軸系的設(shè)計和安裝的要求是非常嚴(yán)格的，因?yàn)槠滟|(zhì)量將直接影響到整個船舶的功能性。而整個船舶的整個推進(jìn)軸系主要由螺旋槳、艉軸、艉軸軸承、中間軸、中間軸承以及主機(jī)幾部分構(gòu)成，在推進(jìn)軸系的安裝過程中必須集中注意力防止出現(xiàn)失誤，同時在校中過程中也需要小心謹(jǐn)慎，以此保障傳播的正常工作。

一、船舶推進(jìn)軸系安裝的研究

（一）推進(jìn)軸系的安裝過程

隨著近年來造船業(yè)的不斷發(fā)展，噸位量比較大的船舶在建造的時候需要分段建造，所以在建造船體的時候還必須提前制定好艉軸管，保障艉軸管能夠通過光照或者拉線的方式在分段上進(jìn)行定位焊接，然后和分段一起進(jìn)行船體的合攏，隨后在重新實(shí)施光照或者拉線的步驟，以便于在調(diào)整軸系理論線的同時確定艉軸管的加工量。在艉軸加工完成之后，在根據(jù)軸系理論線為艉軸配置艉軸軸承，然后對艉軸軸承進(jìn)行安裝，隨后按照順序裝入艉軸、艉軸密封、螺旋槳、中間軸。其具體的安裝流程圖如下圖1所示[l]。

（二）推進(jìn)軸系安裝過程中的難點(diǎn)以及解決措施

1.推進(jìn)軸系安裝過程中的難點(diǎn)

一般而言，當(dāng)船舶的建造基本已經(jīng)成型的時候，船舶中最關(guān)鍵的核心動力推進(jìn)軸系的安裝也基本上已經(jīng)完成但是其中主機(jī)和中間軸的安裝需要在船舶下水后艉軸向前的時候才正式開始。并且軸系安裝是一個非常復(fù)雜的過程，對相關(guān)人員的操作水平要求是相當(dāng)高的，這些則是推進(jìn)軸系安裝過程中可能會遇到的難點(diǎn)。

2.推進(jìn)軸系安裝的措施

（1）重視艉軸管鏜孔

在對艉軸管進(jìn)行焊接安裝的時候，需要保障整個過程中艉軸管的實(shí)際中心線和理論上的軸線相一致，不能出現(xiàn)一絲一毫的偏差。如果想要保障整個安裝過程中不會出現(xiàn)失誤和偏差的現(xiàn)象，那么必須進(jìn)行的一個步驟就是對艉軸管進(jìn)行鏜孔。在鏜孔的過程中需要根據(jù)軸承線測量確定艉軸管內(nèi)部需要鏜孔的余量然后根據(jù)這一余量進(jìn)行鏜孔加工。除此之外，在這一過程中還需要保障鏜孔床具有足夠高的精確度，并且保障艉軸管鏜孔的尺寸精確度，以方便實(shí)施最后的安裝嘲。

（2）注重艉軸管裝配

在推進(jìn)軸系的安裝過程中需要注意艉軸管尾部向下傾斜的角度，保障能夠滿足推進(jìn)軸系校中的要求，防止艉軸管在工作過程中產(chǎn)生過量的負(fù)荷，進(jìn)而影響到整個推進(jìn)軸系的工作質(zhì)量和運(yùn)行效率。所以在艉軸管裝配的時候不僅要保障其中的精確度，又要在裝備過程中保障位置的準(zhǔn)確性。此外，應(yīng)為艉軸管本身的重量是比較大的且適宜液氮冷卻的方式進(jìn)行安裝，所以安裝難度比較大，因此，在設(shè)計的時候需要提前設(shè)計好裝配的方案，保證第一次就能安裝到位。

二、船舶推進(jìn)軸系校中的研究

（一）推進(jìn)軸系校中的發(fā)展

在船舶推進(jìn)軸系的安裝過程中，校中一直是人們比較關(guān)注的問題，因?yàn)樾Ｖ械男室仓苯佑绊懙搅送七M(jìn)軸系能否正常工作，進(jìn)而影響到了整個船舶的工作質(zhì)量。在早期，人們常用直線校中法對推進(jìn)軸系的安裝進(jìn)行校中，但是這種方式有其明顯的弊端，那就是不利于合理分布軸系的每個軸承，進(jìn)而造成每個軸承的負(fù)荷量不一樣，產(chǎn)生磨損的現(xiàn)象。為了改變直線校中法中的缺點(diǎn)，相關(guān)工作者進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，最終實(shí)驗(yàn)出一種名為合理校中的校中技術(shù)，這種方式有效改變的直線校中的不足，同時因?yàn)槠浜唵我撞僮?，校中?zhǔn)確性比較高，所以目前被很多造船廠所應(yīng)用[3]。

（二）推進(jìn)軸系校中所用的方法

1.建立簡單模型

建立簡單的模型是推進(jìn)軸系校中中比較常用的方式，這種簡單模型是建立在靜態(tài)校中的基礎(chǔ)之上的。其主要方式是將軸系當(dāng)做是剛性連續(xù)梁，將這個剛性連續(xù)梁的總長度作為整個推進(jìn)軸系的總長度，然后由推進(jìn)軸系的螺旋槳沿著整個軸線想愛你前指導(dǎo)主體內(nèi)部。在整個模型的建立過程中應(yīng)該注意的是對螺旋槳重量的簡化處理，因?yàn)樵诮ㄔ炷Ｐ偷臅r候可以將螺旋槳看作是一種集中的符合，而螺旋槳又是沉浸在水中的，所以處理的時候要考慮到浮力對其的影響[4]。

2.傳遞矩陣法

所謂的傳遞矩陣法就是指對有多個輸入和輸出的推進(jìn)軸系線性系統(tǒng)，利用矩陣的方式來表示其中的線性系統(tǒng)。在常規(guī)的傳遞矩陣方式之中，矩陣中的彈性構(gòu)建可以組成船舶的整個推進(jìn)軸系。然后利用線性的理論對其進(jìn)行理論分析，推進(jìn)軸系在其中被分為了幾個軸端，每個軸段的一側(cè)都會和其相鄰的另一側(cè)相互關(guān)聯(lián)，幾個軸段通過這樣的關(guān)聯(lián)方式形成矩陣。推進(jìn)軸系在不同的受力狀態(tài)之下可以對傳遞矩陣進(jìn)行不同的分析，以對推進(jìn)軸系進(jìn)行準(zhǔn)確的校中。并且利用傳遞矩陣法進(jìn)行校中的時候可以充分的考慮不到溫度變化。水的浮力、發(fā)動機(jī)的動力對推進(jìn)軸系的影響，所以這一方式被廣泛的應(yīng)用。

3.有限元法

有限元法即指將物體離散為有限個單元，同時這些單元優(yōu)勢具有一定關(guān)系的組合體。在進(jìn)行推進(jìn)軸系校中的時候可以將這些離散的單元通過某種方式進(jìn)行一定的組合，進(jìn)而對推進(jìn)軸系進(jìn)行準(zhǔn)確校中。有限元法能夠?qū)⒉蝗菀捉鉀Q的問題離散為相互關(guān)聯(lián)的單元組合進(jìn)而降低問題解決的難度。所以利用有限元法對推進(jìn)軸系的安裝進(jìn)行校中可以大大降低校中的難度，提高校中的精確性[5]。

三、結(jié)語

總而言之，在造船業(yè)快速發(fā)展的今天，提高船舶推進(jìn)軸系的安裝與校中的質(zhì)量和效率是非常有必要的，因?yàn)橥七M(jìn)軸系是船舶正常工作中非常關(guān)鍵的核心系統(tǒng)之一，提高其安裝和校中的難度，有利于船舶的穩(wěn)定工作，提高船舶的工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙秀忠.船舶推進(jìn)軸系安裝與校中的分析研究[D].山東：山東大學(xué)，2013.

[2]周瑞平，肖能齊，林唏晨.船舶推進(jìn)軸系振動與校中關(guān)鍵技術(shù)[J].船海工程，2016，45 （1）：78-85

[3]顧興晨.船舶推進(jìn)軸系曲線軸線模型及軸承承載特性研究[D]湖北：華中科技大學(xué)，2017.

[4]趙子昂.艉軸承對軸系狀態(tài)影響的研究[D]遼寧：大連海事大學(xué)，2017.

[5]劉宏偉.3900箱集裝箱船軸、舵系統(tǒng)的安裝流程與校中方法[D].遼寧：大連海事大學(xué)，2015。