作业船舶轴系校中

1、课 程 作 业课程名称船舶动力装置安装工艺学题目名称院系动力与能源工程学院专业轮机工程姓名学号任课教师刘志刚、刘学广日期轴系校中报告一轴系校中简介船舶之所以能运行完全是由主推进动力装置带动的,主机会通过运转制造一定的扭矩经过轴系向后传输,带动螺旋桨转动,而螺旋桨转动产生的扭矩给水以推力,这种推力也就是水对于船的推力,通过它推动船舶向前或向后行进。轴系受力是相当复杂的,在传递主机扭矩的同时,还要承受以下几种连接部件所引起的应力与载荷:(1)主机扭矩带动螺旋桨转动而引起对水的推力及压应力;(2)旋转的螺旋桨自身的扭矩及在此过程中所引起的扭应力;(3)推进器自重与轴段各处重量引起的载荷及对轴系引起弯

2、曲应力;(4)船体建造应力及轴系布置变形制造的额外载荷及其对轴系的各种应力和轴承内部承受的额外载荷;(5)轴系运转时,因主机运转状态不断改变,螺旋桨旋转引起轴系振动,承载轴承出现的损失,以及船体或承载轴振动和主机故障造成的额外负载及相应应力等。在船舶航行期间,船舶及轴系所承受的作用力相当复杂,而因为轴系校中质量首先体现在轴承受力上,之后通过船舶运行状态体现出来,如果船舶轴系校中不好,各轴承受力超过标准,则会导致轴承温度太高,轻则影响轴承寿命,重则直接烧坏轴承,在此过程中问题总会直接体现在船舶的螺旋桨、轴系和船体上,出现明显的噪音和振动,最终导致船舶航行性能降低,寿命缩短。经过长期的发展,轴系安

3、装逐步改进,此过程中已形成了相当成熟的技术,而按状态(包括由各种因素引起的变化轴系校中技术是不同的,可分为静态校中和动态校中两种。在轴系校中方法的发展中,主要目的是对轴系的每个轴承所承担的负荷进行最合理分担,从而提升轴系校中质量。然而,由于一些校中的方法构筑于若干个假定条件之上,这就导致理论计算出来的数据与实际测量出的数据偏差较大,无法实现精准校中。而同时,主机工作带动轴系运转,不仅会受到外部环境因素的影响,还要承受自身运转时动力因素的限制,以往人们未考虑这些影响因素的静态轴系校中法再无法满足轴系校中及船舶安全运行的要求。图1.轴系校中模型二轴系校中的原理和方法轴系校中可以分为以下3种：1）直

4、线校中根据轴系的理论中心线，将轴系各轴承中心布置成一条直线，这一过程称为直线校中。仅此原理的校中方法在产生中采用以下方法进行：（1）按法兰上严格规定的偏中值校中法。按直线校中时，各轴的连线应为一条直线，即偏移值=0、曲折值=0，生产中规定：0.10mm、0.15mm/m。测量时，直尺塞尺法或指针法。（2）光学仪器校中法。光学准直仪或投射仪校中轴系。以光学仪器的光轴作为轴系理论中心线来校准人字架、尾轴管、中间轴承等轴系部件的位置，是这些部件的中心线与主光轴重合。该法校中部件定位精度高、效率高。多用于成批建造的中、小型船舶。2）按轴承上允许负荷校中 根据轴系的结构特点，确定轴承上允许的负荷的范围，

5、校中时通过调节中间轴承的位置使轴系各轴承上的实际负荷在允许范围之内，这一过程称为按轴系允许负荷校中。校中后轴系中心线成曲线状态。生产中常用以下方法：（1）测力计校中法。又成按轴承实际负荷校中法。利用测力计测量和调节各中间轴承的实际负荷使之在允许范围之内。测量中间轴承实际负荷的方法有弹簧测力计、电子测力计等。液压千斤顶顶举法是较新的方法。此外还可采用电阻应变片测量轴系弯矩和计算轴承负荷的方法。尾轴承负荷一般采用公式近似求出。按照法兰计算的允许偏中值校中法。利用数学公式计算的方法将轴承上允许的负荷换算成相应法兰上允许的偏中值范围。轴系校中时，只要使法兰上的偏中值在允许范围之内，轴承实际负荷也就在允

6、许范围之中了。图2.轴系校中3）合理校中法 轴系合理校中又称为最佳校中。它是根据船舶轴系的实际结构，按照规定的约束条件，即规定的轴承负荷、应力和转角等的允许范围。通过校中计算确定各轴承的合理位置，把轴系安装成规定的曲线状态，使个轴承的负荷负荷要求，分配合理，支承截面上的弯矩和转角在允许范围内。依次原理校中方法有：按轴承合理位置校中法、按法兰上合理偏中值校中法和按轴承合理负荷校中法。轴系合理校中计算方法主要有：三弯矩法、迁移矩阵法和有限元法，并按最优化理论求得上述参数的最佳值，例如利用线性规划法进行优化计算。三弯矩法较为简单，应用较广泛。轴系校中质量的意义 轴系校中的质量对轴系的正常运转和船舶安全可靠的航行至关重要，特别是对轴径大、轴系短和轴间距小的刚性较强的轴系尤为重要。校中质量主要影响有以下几方面：保证轴内应力和轴承负荷处于正常范围；（2）改善尾后轴承磨损情况；（3）减少螺旋桨振幅和船体的强迫振动；（4）保证减速齿轮的正常啮合和主机功率的传递。 目前，钢质海船建造时安装轴系广泛采用合理校中法。轴系合理校中的优点是：保证轴承负荷和轴应力不仅符合规定而且各轴承负荷分布均为合理，校中计算时还计及螺旋桨、轴承温度以及环境温度等的影响。心得体会 实习的过程和对船舶轴系校中的研究帮助我们巩固船舶建造专业的