船舶軸系安裝實訓平臺的設計

摘 要：船舶軸系安裝實訓是船舶動力裝置相關專業的重要實訓教學項目之一。文章依據船舶軸系安裝崗位職業能力要求，結合船舶軸系安裝新工藝，設計一套涵蓋船舶軸系安裝全過程的船舶軸系安裝實訓平臺，以訓練和強化學生的船舶軸系安裝綜合職業能力，促進具備一定技術管理能力、實踐能力及創新能力的高素質技術技能型人才的培養。

關鍵詞：船舶軸系；安裝；軸系校中；實訓平臺

引言

船舶主機和軸系安裝是船舶輪機設備系統安裝調整的關鍵技術，是船舶與海洋工程裝備類相關專業學生的專業核心技能要求。調研發現具備船舶主機和軸系安裝與調試能力的高技能人才較為緊缺。為更好地引導和推動船舶職業教育的改革和發展，促進高技能人才的培養，全國職業院校技能大賽專門設置了“船舶主機和軸系安裝”賽項，有效激發了學生對專業知識的學習興趣，也促進了船舶與海洋工程裝備類專業的建設和改革。文章便是以全國職業院校技能大賽“船舶主機和軸系安裝”賽項為背景，結合本專業教學資源建設，設計一套以職業能力培養為目標的船舶軸系安裝實訓平臺，依據船舶鉗工、裝配鉗工國家職業標準及崗位技能要求，結合船舶軸系安裝技術領域的特點，按照鋼質海船入級與建造規范和船舶推進軸系校中標準的要求等來規范教學，從而促進具備一定技術管理能力、實踐能力及創新能力的高素質技術技能型人才的培養。

1 船舶軸系安裝實訓內容設計

船舶軸系安裝實訓是船舶動力裝置相關專業的重要實訓教學項目之一，旨在使學生在完成相關理論課程的學習后進一步掌握船舶動力裝置關鍵設備的安裝工藝及調試方法，能對船舶軸系安裝過程中出現的具體問題進行分析和處理。依據當前造船企業對船舶主機和軸系安裝崗位的工作任務和職業能力要求，本實訓平臺的訓練任務涵蓋船舶軸系安裝全過程，包括軸系理論中心線的建立以及整個軸系中的尾軸管及尾管軸系、螺旋槳及螺旋槳軸、中間軸及中間軸承、推力軸及推力軸承、主機等主要設備的定位與安裝等工作。因此，文章中將船舶軸系安裝實訓劃分為“船舶軸系定位（建立軸系理論中心線）”“船舶軸系校中（工藝參數的測量與調整）”及“軸承負荷的測量、計算與調整”等子項目，包括對工藝編制、參數測量、數據處理、安裝實操等環節的訓練，強化學生的船舶軸系安裝綜合職業能力，提高學生的職業素養。

2 船舶軸系安裝實訓平臺的設計方案

2.1 船舶軸系定位的實訓設計

船舶軸系定位實訓的主要任務是確定軸系理論中心線的基準點，應用激光經緯儀建立軸系理論中心線，最后調整定位尾軸管，使尾軸管中心與軸系理論中心線同軸。

船舶軸系理論中心線是指尾軸管孔、隔艙壁孔以及各軸承孔中心的連線，是船舶主機和軸系安裝的基準。為了保證主機曲軸中心線與尾軸管及軸系的同軸度要求，在主機及軸系安裝前，必須建立軸系理論中心線。在軸系安裝時，人字架和尾軸管孔、前隔艙壁加強板孔的校中和鏜銷加工，以及確定軸系上各部件的相對位置，均以軸系理論中心線為基準。軸系理論中心線的確定一般采用拉線法或光學法。拉線法簡單實用，一般應用于長度小于20m的軸系；光學法是利用光在均勻介質中直線傳播的原理，有望光法和投射法，廣泛使用于軸系長度為15m以上的大中型船舶。

為了與當前國內大型船廠關于船舶軸系定位的先進技術和工藝要求保持一致，本實訓平臺模擬尾軸管環氧樹脂安裝工作場景，按照軸系理論中心線定位尾軸管，采用精密光學儀器激光經緯儀建立軸系理論中心線，在規定位置上安裝標靶、找正，使標靶的十字線中心在基準點位置上，安裝并調整激光經緯儀，使儀器光束（或主光軸）通過基準標靶上的十字線中心，此光束（或主光軸）即代表軸系理論中心線。用激光經緯儀建立軸系理論中心線的實訓裝置示意圖如圖1所示，主要設備包括簡易尾軸管及尾軸管支撐座、光靶（兩件）、基準點標靶和激光經緯儀。

2.2 船舶軸系合理校中的實訓設計

軸系校中是指將軸系按照一定的相對位置關系進行敷設，使該狀態下軸系全部軸承的負荷及各軸段的應力都處在允許的范圍內或具有最佳的數值，以確保主機和軸系持續正常運轉。軸系校中方法主要有按直線性校中原理校中（即將軸系敷設成一根直線）以及合理校中法等。軸系合理校中原理是按軸承合理位置和法蘭上合理偏中校中軸系，是在遵守規定的軸承負荷、應力、轉角等限制條件下，通過校中計算以確定各軸承的合理位置，將經過軸承調整后的軸系安裝成曲線狀態，使各軸承的負荷合理分配和最優化，進而保證軸系正常可靠運轉。軸系合理校中法被廣泛應用于各型船舶的建造中。

本實訓平臺模擬軸系合理校中的工作場景，根據法蘭的合理偏移曲折進行軸系校中。如圖2所示，以尾軸為基準，按照要求的偏移和曲折值定位中間軸Ⅰ及其軸承；再以中間軸Ⅰ為基準，按照要求的偏移和曲折值定位中間軸Ⅱ及其軸承。本子項目實訓所需設備主要包括尾軸、兩根中間軸、簡易軸承（4件）和臨時支承（2件）以及刀口尺和塞尺等工量具。

2.3 軸承負荷測量、計算與調整的實訓設計

軸承負荷的測量、計算和調整是軸系合理校中的一個重要環節。為保證軸系正常可靠地運轉，軸系校中應確保軸系各個軸承上的負荷及軸上的彎曲應力處于允許范圍內或具有合理的數值。為此對已校中好（或在校中過程中）的軸系，其軸承上的實際負荷以及軸上的彎曲應力（或力矩）均應采取有效的方法進行測量，并以實測數據作為驗收軸系校中質量的依據。目前船廠普遍采用頂升法校核軸承負荷。

本子項目實訓任務是模擬船舶軸系頂升測力的工作場景，如圖3所示，用頂升法測量軸承負荷、繪制頂升曲線圖并計算軸承負荷的大小。如果軸承負荷不滿足校中計算書的要求，則應按照校中計算書計算軸承所需調整的高度值，并加以調整，然后重新測量軸承負荷，直至合格為止，并測量柴油機曲軸臂距差。上述兩項要求均合格方可配中間軸承墊片及地腳螺栓并固緊。本子項目重點訓練學生測量、計算與調整軸承負荷和測量柴油機曲軸臂距差的專業技能，主要設備包括主機、中間軸及中間軸承、尾軸及尾軸承、尾軸管、螺旋槳以及油壓千斤頂和百分表等儀器。

3 結束語

文章設計的船舶軸系安裝實訓平臺功能較完善，將船舶軸系定位、船舶軸系合理校中等工作任務結合在一起，涵蓋了船舶軸系安裝的全過程。實訓方法采用當前國內大型船廠廣泛應用的船舶軸系安裝的先進工藝，并將單項技能和基本技能進行有效整合開展實訓教學，能有效促進學生船舶軸系安裝綜合職業能力的培養，進一步推進專業教學改革。

參考文獻

[1]孫世芳，陳永芳.基于任務引導的船舶推進系統安裝項目培訓研究[J].浙江國際海運職業技術學院學報，2013（7）.

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