“勝利404”船艉軸軸承改造

李 峰

(中國石化勝利油田海洋石油船舶中心,山東 龍口 265725)

“勝利404”船艉軸軸承改造

李 峰

(中國石化勝利油田海洋石油船舶中心,山東 龍口 265725)

文章論述了艉軸橡膠軸承的失效形式，艉軸承改造的修復方案，進行了2種方案的對比，論證了實施方案的可行性。制作了方案實施的專用工具，改造后取得了良好的使用效果。

橡膠套軸承；黏結；銅法蘭；漲管器；改造工藝

“勝利404”船是一艘擔負交通運輸任務的交通艇，總長14.28 m，船寬4.61 m,航速20 kn。全船殼體系鋁合金制造，艉軸承采用海水潤滑，配2臺底特律8v-71主機，每臺功率235 kW，最高轉速2 200 r/min，屬于雙軸雙槳式快艇。

1 艉軸承結構及失效形式

“勝利404”船艉軸是不銹鋼軸，前后軸承處軸徑D56 mm，前軸徑與銅套形成配合，后軸徑與橡膠套形成配合。銅套與橡膠套全部鑲嵌在船體底孔內，以過盈形式安裝。作為后軸承的橡膠套結構，是橡膠套在銅套內徑整體鑄造，然后整體裝入船體底孔。后軸承為水潤滑形式，因為此軸長期在海水環境下工作，因此，將前后軸承之間的中間段用環氧樹脂黏玻璃絲布包裹進行保護。前軸承處使用盤根密封，保證海水無法進入船艙。后軸承采用V型托架固定，艉軸前端錐部安裝法蘭盤，與主機離合器輸出軸法蘭盤連接，形成完整的主機、離合器、艉軸、螺旋槳推進系統。“勝利404”船夏季出海作業，冬季放置陸地。

塢修時發現該船艉軸承的橡膠套已經嚴重損壞，主要是因為長年的海水腐蝕，放置陸地上的風干裂紋及艉軸旋轉時的沖擊、振動和磨損等綜合原因，導致橡膠套已經無法正常使用，需要重新換新。在拆卸時發現一個問題，橡膠套的底套(銅質)拿不下來，它的結構是將橡膠套粘貼在銅套的內圈上，然后將整套以過盈配合壓入艉軸承支架的底孔內，形成艉軸承結構。

2 修復方案論證

正常的修復方案是將銅套取出，整體鑄造橡膠套與銅套，然后再整體壓入底孔內。因為銅套絕對不可能完整取出，只有將它破壞才能取出，所以針對這個情況我們迅速制定了2套修復方案：①拆掉銅套，再原樣加工一套進行安裝；②銅套不拆，加工橡膠套粘貼銅套成形。我們對這2種方案進行了分析論證，因為銅套與鋁合金之間的過盈，銅套又是壁厚4 mm的薄壁套，所以不可能將它完整的拆下，只有把它破壞才可能拿出來。即使鑄造加工銅套與橡膠套后，在安裝時還有一個關鍵的因素是支架底孔的變形及變形量的大小還起制約作用，在沒拆銅套的情況下測量銅套內孔的圓度，其橢圓度值達到0.7～0.8 mm，估計其底孔的變形可能會更大，這就存在使薄壁銅套在安裝時造成很大的變形，這個關鍵因素必須在分析的基礎上定論，不可能在安裝后再去測量它的變形量到底有多大，這樣做是很不科學的。因為銅套變形后使得橡膠套也出現變形，而且很有可能變形后的尺寸與艉軸無法形成間隙配合，這樣艉軸就無法在橡膠套內旋轉。

通過以上的技術論證，我們采取了第2種修復方案。無論哪種方案都要在可行的基礎上進行，于是我們又論證了第2種方案的可行性。如果只加工橡膠套，它有很強的可塑性，雖然銅套有0.7～0.8 mm的橢圓度，但比起底孔的橢圓度應該是小的，因為它能保持原樣。而如果將銅套取下，會失去原來的位置，而且，在安裝時會產生新的變形，更有可能加大變形量。所以， 如果能將兩者很好的黏結在一起，是能夠滿足其使用要求的。

由此，又引發了一個新的問題，橡膠套原有的形狀是圓柱形的，沒有固定點，如果用膠黏結后強度是否能夠滿足要求，這是必須考慮的問題，如果能夠是最好的，如果不夠就有可能在使用過程中整個開膠脫落，所以必須將黏結強度進行加強，我們想到了一個辦法，將橡膠套加工成帶凸肩法蘭型式，在法蘭上加工8個D7 mm螺栓孔，再加工一個厚度10 mm的銅法蘭，其上也加工8個D7 mm螺栓孔，這樣就可以用M6×35的不銹鋼螺栓將橡膠套、法蘭緊固到底孔的圓周上,這樣就提高了橡膠套的固定強度，是一種非常理想的修復方法。

3 修復方案經濟性對比

通過以上2種方案的論證，可以得出第2種方案是比較理想的。因為第1種方案要整體鑄造橡膠套與銅套，加工成本非常高，加工周期比較長，確定與底孔配合過盈量的難度系數高；而且，底孔需要進行修磨，盡量消除橢圓度，但是，底孔的內徑太小，手工進行修磨是不容易辦到的。更不可能將整船吊運工廠進行鏜孔，所以必須就地修復。第2種方案只加工橡膠套的成本就大大降低了，還可以利用原先的銅套進行裝配，并且由確定過盈配合改為確定間隙配合，減小了施工工藝難度，取消了底孔橢圓修正的工作量，縮短了修復周期。所以，第2種方案是非常經濟、適用的。

4 施工工藝的確定

修復方案已經確定，就要全盤考慮工程施工工藝，于是制定如下工藝：①測繪橡膠套、銅法蘭圖紙；②外協加工橡膠套；③銅法蘭車削加工；④用加工好的銅法蘭在底孔圓周上配鉆8個M6螺紋底孔，攻絲；⑤安裝橡膠套；⑥安裝艉軸、螺旋槳、舵葉；⑦下水、試航。

在安裝橡膠套上又出現了新的問題：如何安裝橡膠套。因為此套長度達225 mm,內徑57 mm,屬于典型的細長套類型。如果涂上膠以后，要解決如何使兩者緊密的黏結。孔內徑太小使不上勁，如果不用等長的物體進行壓制，又怕局部黏結不牢固，而且套內徑會出現凹凸不平的情況，會造成橡膠套的安裝失敗。必須想辦法解決這個難題，最大的困難是裝入橡膠套后怎樣使他們在整個長度的圓周上緊密地結合，所以必須施加一定的壓力才能達到要求，而且壓力要平均，壓力點接觸面要平整，還要有一定的保壓時間。根據這個思路就設計了一套專用工具，取名“漲管器”。

5 專用工具的研究與制作

絲杠采用45#圓鋼車制，錐形壓帽采用黃銅車制，用尼龍棒車成尼龍套，然后沿橫剖面鋸開形成兩半。并在絲杠的一端銑出2個平面，就可以用活動扳手將絲杠固定，然后上緊螺母。事先將橡膠套與銅套之間涂上401膠，將整個漲管器在橡膠套長度內安裝，用開口扳手不斷的旋緊螺母，這樣就將旋緊螺母的力傳到2個錐形的壓帽上，壓帽的軸向移動擠壓兩半式的尼龍套，這樣尼龍套就作徑向運動，就可以將橡膠套緊緊地壓在銅套內孔上。雖然，銅套內徑是橢圓的，但橡膠套是可以壓縮的，保證能夠使銅套內徑的凹陷部位被橡膠套接觸，并牢固黏結。

間隔24 h以后，取下漲管器，經過觀察和觸摸檢查，確認橡膠套與銅套已經牢固黏結。便可以實現橡膠套與銅套內孔的緊密黏結。

6 試驗

艉軸承改造完成，繼而完成艉軸、螺旋槳、舵葉的安裝工程，船下水航行試驗時，沒有發現任何異常的情況。航速正常，沒有振動，主機功率發揮正常，通過航行試驗，證明此項改造工程非常成功。

In this paper,the failure of rubber shaft bearing and repair scheme are introduced by comparison between the two schemes,the selected one of which proves feasible. And some tools for special purpose are manufactured,that achieves good effect in the use.

rubber sleeve bearing;cohere;copper flange;tube expander;remoulding technique

李峰(1974-)，男，山東濱州人，工程師，大學本科，主要從事船舶修理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.03.010

2016-03-04