淺析軸系校中過程中的幾個關注點

吳道娟，張云軍

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

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淺析軸系校中過程中的幾個關注點

吳道娟1，張云軍2

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

為確保軸系的長期安全運轉，保證船舶的安全營運，提出軸系校中過程中的幾個關注點。介紹了軸系校中過程中拉線照光、艉軸承安裝、復照光、法蘭端面的位移和曲折測量以及頂升測力試驗工藝流程，重點論述了在軸系校中工藝編制過程中的各個環節中的注意事項，包括前期送審資料的準備以及環境的影響。

軸系校中;拉線照光；法蘭位移曲折;頂升測力試驗

0 引言

1 拉線照光工藝

1.1 環境情況

為了確保船舶在進行拉線照光時的狀態與實際航行時的狀態相一致，所以在軸系校中開始前必須首先確認環境情況。

(1)船舶艉部的船體結構、主機基座、中間軸承基座是否完工(包括電焊、火工作業、油漆、機加工等)。

(2)船舶艉部的重型設施設備是否安裝完畢。

(3)由于溫度對船體整體變形的影響，所以要求室外陽光不是很強烈。

如果上述所有情況與相關退審文件的要求相符，可判定環境情況良好，可以進行拉線照光試驗。

1.2 預照光

學校每年會有20多項大大小小的學生活動，每項活動都經過精心設計，例如，春季遠足，最遠徒步20千米看家鄉美景；初一年級誠信宣誓儀式，邀請家長和社會誠信典型觀禮；初二年級離隊入團儀式；18歲成人儀式，邀請法制副校長宣講《憲法》；初高三年級畢業典禮，畢業生身穿畢業袍，校長以班級為單位簽發畢業賀書；迎國慶升旗儀式；青春儀式等。這些活動，對學生影響巨大，留下終生難忘的回憶。通過這些活動，學生獲得心靈的成長，人生也會樹立更高的目標。

預照光的步驟如下：在環境情況允許的情況下，用19號琴弦或者激光模擬出2條實際上不存在的“線”，就是通常所說的軸系中心線和舵系中心線，然后再檢驗軸系中心線和舵系中心線的相交度是否能達到規范要求，進而確定主機基座和中間軸軸承基座的高度。

在模擬2條中心線的時候，首先要預設定這2條直線上的幾個點，即為靶點。軸系中心線的靶點應該設置在艉管末端、艉管前端、中間軸承、主機前端或者齒輪箱處。舵系中心線的靶點應該設置在舵基座的中心、掛舵臂鑄鋼件的上下兩端。對于靶點位置的檢驗方法主要有：望光儀、19號琴弦、激光儀。望光儀檢驗靶點位置示意圖如圖1所示，圖中字母為靶點。望光儀法的基本原理為：在中心線的一端架設望光儀，通過望光儀去檢驗所有假設的靶點是否在同一條直線上；如果靶點有偏差，那么可以通過調節望光儀的偏心距來記錄這個偏差值，在以后的生產過程中根據這個記錄值對實際軸系、舵系進行修正。

1.3 鏜孔后艉軸管內徑尺寸測量

預照光結束后就進行艉軸管的鏜孔作業，鏜孔結束后要進行精確的內徑測量。在測量過程中，應該邀請現場驗船師參與，并且詳細記錄測量數據。內徑尺寸測量后，將根據船廠的質量體系文件和艉軸承廠家的設計資料，對艉軸管的橢圓度和直線度進行分析評估。此時的評估很重要，因為在以后艉軸承加工測量過程中，軸承的外徑尺寸、軸承標高以及軸承內斜率都將以此為依據。在這個過程中重點關注以下幾個方面：

(1)完整記錄鏜孔后的內徑數據，建議“米”字記錄。

(2)靶點中心要精確定位(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驗時用作參考依據。

2 艉軸承的安裝

艉軸管內徑尺寸合格后，在船廠質量部門、船東、船檢的見證下，進行艉軸承的安裝。

(1)安裝前，要確保艉軸管的清潔，潤滑劑已經準備到位。

(2)安裝過程中，要對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。該曲線一般來說是一條比較光順的曲線，如果在曲線上突然出現拐點，應該立刻停止安裝，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量軸承的內徑，計算出軸承的橢圓度，以此來確認軸承在壓入過程中的變形情況，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軸承的“TOP”位置，因軸承的偏心、斜率均以此為基準進行測量的。

3 復照光工藝

艉軸承斜度的不精確，可能會影響艉軸轉動時和艉軸承之間潤滑油膜的建立，在軸承上出現高負荷點而損傷艉軸承，引起艉軸承高溫報警。更有甚者，艉軸與軸承在航行過程中出現“抱死”情況，從而使艉軸承徹底損壞，船舶必須進行塢修，對船東造成巨大損失。所以在艉軸承安裝完工以后，需要進行再次照光，精確測量軸線以及艉軸承的斜度，以此來確定艉軸管及其軸承加工安裝是否都在要求的范圍之內，這就是所謂的復照光。復照光的工藝流程與預照光基本一致。復照光的測量數據需要和軸系校中計算書中的設計數據進行比對，比對結果應該與退審文件中的計算結果保持一致。

4 法蘭端面的位移和曲折的測量

當復照光驗收合格以后，船廠會即時安裝艉軸和中間軸。在連接艉軸和中間軸之前，還需要對艉軸、中間軸法蘭端面的位移、曲折進行測量。目前，由廣泛采用的擾性理論計算出的軸系安裝彎曲狀態，主要是使各軸承上的負荷能合理分配，在此彎曲狀態下所造成的附加負荷和軸內彎曲應力都應在允許的范圍內。但在軸系校中時，由于澆塑模塊的收縮率和氣溫與水溫差值大產生的船體變形，以及主機滑油投油加溫產生基座面變形的影響，使得傳動軸連接法蘭的位移和曲折數據超出了允許范圍。而法蘭面的位移及其曲折又是軸系校中的重要參考依據，所以在軸系校中計算書中會給出參考數據以及公差范圍。因此，為確保此項質量應做到以下幾點：

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

(2)中間軸的臨時支撐位置要精確、牢固，以減小自身重量對法蘭位移的影響。

(3)精加工的時候，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。在測量過程中盡可能保證清潔度，不能有細小的顆粒物附著在法蘭的表面，進而影響到最終的讀數。

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

5 頂升測力試驗

軸系法蘭端的曲折位移驗收合格，艉軸、中間軸和主機飛輪用螺栓連接完成后，進行頂升測力試驗。試驗前，各軸承上的負荷應該合理分配，并且軸系在彎曲狀態下所造成的附加負荷和軸內彎曲應力都應在允許的范圍內。頂升測力試驗對軸系在各軸承位置的受力進行測量，其結果需要進行2次審核。

(1)由船廠、船東和船檢進行現場審核。艉軸頂升測力計算圖如圖4所示。現場使用主機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右側的表格中，在圖4左側生成壓力與偏移量的曲線圖，再以此曲線圖和理論參考區間比對，如果結果顯示“OK”，則表示該軸承處受力在設計允許范圍之內，然后依次對所有需要校驗的軸承處進行逐一測量。

(2)把現場審核的數據送回主機制造商處再次進行審核。最終以主機制造商審核結果為準。

6 結語

通過對拉線照光、軸承安裝、復照光、軸系法蘭曲折位移的測量、軸系連接后頂升測力等幾個軸系校中的關鍵點的研究， 針對各個階段有可能產生的問題進行深入的分析，努力把隱患消除在萌芽狀態，從而確保整個軸系的安裝質量。在現代造船的過程中，有很多新工藝和新型的測量技術在不斷地更新，比如說分段階段鏜孔、成品艉軸管安裝、激光定位軸系以取代傳統的拉線照光，這些新技術的應用，必將提高軸系校中的質量，確保軸系的安全運轉。

[1] 程國瑞.船舶動力裝置原理[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；張云軍(1974—)，男，高級工程師，負責造船、修船、管理，節能等工作。

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