船舶推進(jìn)軸系的安裝校中

季晨龍　李曉晨

摘 要：為確保船舶轉(zhuǎn)動系統(tǒng)運(yùn)行情況與每個軸承負(fù)荷分布狀況的正常，及保障船舶運(yùn)行的安全可靠，必須確保軸系校中具有良好的質(zhì)量。本文主要闡述船舶推進(jìn)軸系的關(guān)鍵組件與軸系安裝校中的具體內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：船舶推進(jìn)軸系;安裝;校中

現(xiàn)如今，民用船舶逐漸朝著大型化發(fā)展，大大提升了軸系的剛性，降低了船體的剛性，使得船舶推進(jìn)軸系的校中難度進(jìn)一步增大，這就影響到船舶運(yùn)行的安全性。加上以往的軸系校中方法已無法滿足恰當(dāng)校中的需求，所以需要探究更加有效、合理的軸系校中方法，以此來確保船舶推進(jìn)軸系安裝校中的合理性，有效確保船舶動力裝置系統(tǒng)具有良好的性能，及船舶航行的安全[1]。

1簡述船舶軸系校中

1.1船舶推進(jìn)軸系的具體結(jié)構(gòu)

對于民用船舶推進(jìn)軸系的安裝工作，安裝流程為從前到后，即先對動力源主機(jī)進(jìn)行安裝，再對主要動力傳輸艉軸進(jìn)行安裝，然后對軸承進(jìn)行安裝。螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生水的推力，通過軸系傳輸至主機(jī)，通過和主機(jī)相連的基座作用來使船舶運(yùn)動，而軸系部件借助錐面壓裝、聯(lián)軸器來連接起對接法蘭[2]。其中，螺旋槳作為船舶前進(jìn)推力的起源點(diǎn)，借助軸系把水的反作用傳輸至船體，通常螺旋槳包括固定螺旋槳和可調(diào)節(jié)螺距槳，螺旋槳與艉軸后端相連，穿過尾軸管前后軸承后，中間軸與其前端相連，尾軸經(jīng)過前后軸，與前后軸承產(chǎn)生摩擦。對于尾軸管前后端的軸承安裝，通常選擇雙軸承，這就對尾軸承的加工精度提出了更高的要求，要求選擇白合金或是樹脂作為制造材料。此外，對于船舶推進(jìn)軸系的安裝，需嚴(yán)格按照其設(shè)計規(guī)范，來明確是否應(yīng)對中間軸進(jìn)行安裝，在安裝中間軸的過程中，應(yīng)結(jié)合壓裝方式來對兩端法蘭螺栓進(jìn)行安裝。

1.2概述軸系校中

當(dāng)船舶軸系處于運(yùn)行狀態(tài)時，往往會承受諸多復(fù)雜的應(yīng)力，主要有：軸系部件的重量、螺旋槳的重量、軸系安裝過程中彎曲在軸內(nèi)導(dǎo)致的附加彎曲應(yīng)力、個別軸承失載導(dǎo)致的軸系振動附加應(yīng)力等。對于船舶推進(jìn)軸系的設(shè)計，需確保具備足夠的強(qiáng)度，及軸系所有軸端內(nèi)應(yīng)力處于標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，這樣才能夠保證軸系運(yùn)作的正常。只有確保軸系校中質(zhì)量的良好，才能夠確保已安裝的軸系應(yīng)力是合理的。軸系校中指把軸系敷設(shè)為某種狀態(tài)，確保其所有軸承負(fù)荷均滿足相關(guān)規(guī)范，保障軸系始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)[3]。

1.3軸系校中原理

對于船舶軸系的各根軸端的構(gòu)成，往往選擇法蘭連軸器連成軸系，通過法蘭來對毗鄰的兩根軸進(jìn)行連接，一般選擇偏移δ、曲折φ來對連接法蘭的偏中進(jìn)行呈現(xiàn)。在軸系校中過程中，對毗鄰兩軸處進(jìn)行調(diào)節(jié)，在具體校中時，往往無法實(shí)現(xiàn)所有法蘭偏移與曲折為零，因此可以接受法蘭存在小的偏中值，可以接受偏中值在以往相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中具有嚴(yán)格的規(guī)范。

1.4軸系安裝質(zhì)量檢驗(yàn)

待完成軸系安裝工作以后，需依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來開展質(zhì)量檢驗(yàn)工作，即對軸系校中質(zhì)量、部件裝配質(zhì)量、主機(jī)曲軸臂距是否滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行檢驗(yàn)，確保軸系安裝質(zhì)量滿足相關(guān)規(guī)范。對于軸系航行實(shí)驗(yàn)工作的開展，可依據(jù)軸承工作溫度來對軸系的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，對于軸系試車，應(yīng)開展低速系泊實(shí)驗(yàn)與軸系航行實(shí)驗(yàn)，以此來對軸系的工作平穩(wěn)性、尾軸管裝置密性與參數(shù)等進(jìn)行檢驗(yàn)。

2軸系校中方法

2.1直線性校中

通過選擇塞尺與鋼皮尺來測量法蘭左右點(diǎn)、上下點(diǎn)的偏移δ、曲折φ，若需提高測量結(jié)果的精準(zhǔn)性，可對兩只跳動表進(jìn)行安裝。具體測量步驟為：（1）將兩只跳動表對稱地安裝到法蘭外圓位置;（2）同時旋轉(zhuǎn)兩根軸系，并對法蘭左右點(diǎn)、上下點(diǎn)進(jìn)行分別旋轉(zhuǎn)，且對跳動量進(jìn)行記錄，從而得出偏移δ、曲折φ;（3）當(dāng)前法蘭可接受偏中值標(biāo)準(zhǔn)為偏移δ小于等于0.1至0.3毫米，曲折φ小于等于0.15至0.3mm/m;（4）利用光學(xué)準(zhǔn)直儀或是光學(xué)投影儀這兩種光學(xué)儀器來開展直線校中工作，對于光學(xué)準(zhǔn)直儀的應(yīng)用，可直接用肉眼來瞄準(zhǔn)目標(biāo)，而對于光學(xué)投影儀的應(yīng)用，需借助投射出的十字線來定中目標(biāo)[4]。

2.2軸承可以接受負(fù)荷校中

軸系選擇測力計校中法，在具體校中過程中，選擇安裝在所有中間軸承上的測力計測力對軸承具體負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，這一手段校中好的軸系不是直線，且軸內(nèi)會出現(xiàn)彎曲應(yīng)力，然而可以保障所有軸承具體負(fù)荷均滿足相關(guān)規(guī)范，且滑動式軸承軸系也比較合理。對于長軸系統(tǒng)測力校中，主要選擇彈簧式測力計，正式側(cè)量校中之前，應(yīng)將中間軸承基座地板安裝到主機(jī)和尾軸，在校中過程中，需把中間軸承吊放在尾軸與主機(jī)的基座地板上，且對軸承位置進(jìn)行調(diào)節(jié)[5]。同時，可先開展粗略校中，待軸系初校以后，可借助法蘭將螺栓進(jìn)行連接，將軸系完全連接起來，將測力計對稱地安裝到每個中間軸承螺栓孔之中，完全壓實(shí)中間軸軸頸和軸承，從而確保水平負(fù)荷測量的準(zhǔn)確性;完成以上內(nèi)容后，即可松掉調(diào)整螺栓，對測力計受力狀況進(jìn)行觀察，并記錄所有軸承左右測力計負(fù)荷，對軸承垂直與水平平面具體負(fù)荷進(jìn)行計算，依據(jù)公式來對中間軸承具體負(fù)荷是否滿足相關(guān)規(guī)范進(jìn)行明確，并對尾管前軸承負(fù)荷是否符合相關(guān)規(guī)定進(jìn)行明確，若大于可接受負(fù)荷范圍，應(yīng)借助夾具把中間軸承的一些負(fù)荷轉(zhuǎn)移到軸上，對轉(zhuǎn)移后的附加負(fù)荷進(jìn)行明確，確保其符合可接受的符合范圍;在使用夾具對尾管前軸承負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整時，應(yīng)脫開連接尾軸與中間軸的法蘭，待對負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整后，即可再次連接起中間軸和尾軸;最后，對中間軸承測力校中情況進(jìn)行復(fù)校。待明確軸承安裝滿足相關(guān)規(guī)范后，需在軸承下配置墊塊，借助基座螺栓牢牢固定軸承。

在短軸系測力計算校中時，應(yīng)嚴(yán)格控制短軸系的校中，確保所有軸上的附加負(fù)荷小于等于可接受范圍。對于軸系按法蘭計算可接受偏中值校中實(shí)質(zhì)，也就是校中過程中需確保每個法蘭的偏移δ、曲折φ都處于可接受范圍;依據(jù)法蘭計算可接受偏中值校中軸系工藝，在基座上安裝螺栓調(diào)節(jié)后的中間軸承。計算連接法蘭上偏移的可接受范圍，若軸承的負(fù)荷低于0.5P，必須對可接受偏中值進(jìn)行修正，把安裝完成的尾軸法蘭當(dāng)作基準(zhǔn)，從尾至首逐段依據(jù)法蘭可接受偏移δ、曲折φ來對中間軸位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，盡量避免法蘭端出現(xiàn)自重下垂情況[6]。

2.3軸承恰當(dāng)負(fù)荷校中

恰當(dāng)校中指借助校中計算來對所有軸承恰當(dāng)位置進(jìn)行明確，符合所有軸承上負(fù)荷恰當(dāng)分配，這樣就能夠確保船軸系技術(shù)設(shè)計環(huán)節(jié)就能夠開展校中計算，有機(jī)結(jié)合了軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計和校中，且可以對軸系所有軸承負(fù)荷狀況、尾軸軸管軸承負(fù)荷狀況加以有效優(yōu)化。對于軸系恰當(dāng)校中計算，應(yīng)把軸系當(dāng)作剛性鉸鏈支座的連續(xù)梁，然后對所有支座的反力、擾度、截面彎矩等進(jìn)行明確。由于軸系所有軸段直徑存在一定的差異，所以在校中計算時需充分考慮每軸段截面變化帶來的影響。對于軸系結(jié)構(gòu)要素的處理，必須結(jié)合一定的約束條件來對軸承的最優(yōu)位置進(jìn)行明確。

3結(jié)語

對于船舶來說其推進(jìn)軸系的安裝校中至關(guān)重要，雖然其結(jié)構(gòu)比較簡單，但其起到非常關(guān)鍵的作用，要想確保船舶航行的安全，必須做好軸系的安裝校中工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]左遷，徐海青.軸系中心線偏差調(diào)整方法研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018（20）95-96.

[2]周瑞平，李冰融，李增光.船舶軸系校中計算中軸承油膜的影響分析[J].船海工程，2005（04）：64-67.

[3]肖能齊，周瑞平，林晞晨.基于層次分析法軸系校中多目標(biāo)優(yōu)化研究[J].造船技術(shù)，2014（06）：11-15.

[4]周廣嶺.船舶軸系校中計算方法分析[J].廣東造船，2017（05）：53-56.

[5]朱俊飛，周瑞平，胡義，等.帶齒輪副船舶推進(jìn)軸系動態(tài)響應(yīng)仿真研究[J].振動與沖擊，2013（09）：100-104.

[6]周瑞平，肖能齊，林晞晨.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（01）：78-85.

作者簡介：

季晨龍，（1988-），漢，男，遼寧昌圖，本科，工程師，船舶動力裝置研究。