船舶推进轴系的安装校中

船舶推进轴系的安装校中王沛俊【摘要】轴系校中质量的好坏会直接影响传动系统工况及各轴承负荷分布情况，因此良好的轴系校中对保障船舶安全运行具有重要意义.主要介绍了船舶推进轴系的主要组件及轴系安装校中，分别讲述了轴系按直线校中的轴系按轴承允许负荷校中和轴系按轴承合理负荷校中.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷)，期】2019(000)005【总页数】2页(P169-170)【关键词】船舶推进;轴系;安装校中【作者】王沛俊【作者单位】中国远洋海运集团船员管理有限公司上海分公司，上海200126【正文语种】中文1船舶轴系校中简介1.1船舶推进轴系的主要结构船舶推进轴系安装时,由前向后分为是动力源主机、主要动力传输艉轴及轴承，螺旋浆旋转对水的推力经轴系传输回到主机，经与主机连接的基座作用使船舶运动，轴系部件通过联轴器、锥面压装与对接法兰进行连接。螺旋桨是船舶前进推力的起源点，轴系将水的反作用力传输给船体。螺旋桨分为固定与可调节螺距桨；艉轴后端连接螺旋桨，穿过尾轴管前后轴承后；前端与中间轴连接，尾轴穿过前后轴，直接摩擦前后轴承。安装在尾轴管前后端的尾轴轴承多为双轴承，对尾轴承的加工精度提出了很高要求，制造材料通常选用树脂或白合金。船舶推进轴系应根据其设计要求，选择是否安装中间轴；中间轴安装时，两端法兰螺栓多通过压装方式安装。1.2轴系校中的含义船舶轴系运转中承受复杂的应力，包括螺旋桨及轴系部件的重量以及轴系安装时弯曲在轴内造成的附加弯曲应力等。另外，轴系还要承受因主机工况变化或者个别轴承失载造成的轴系震动的附加应力。为确保轴系正常运转，轴系设计时应保证具有足够强度，使轴系各轴段内应力处于合理范围内。安装好的轴系各轴应力是否合理，主要取决于轴系校中质量。轴系设计计算与轴系校中密切相关。轴系校中是将轴系敷设成某种状态，其全部轴承负荷应处于允许范围内，保证轴系持续正常运转。对轴系校中原理及方法进行研究，对提高船舶动力装置安装工程经济性具有重要的意义。1.3轴系校中原理组成船舶轴系的各根轴段通常用法兰联轴器连成轴系，毗邻两根轴以其法兰连接，通常用偏移6与曲折中表示连接法兰的偏中。轴系校中时，调节毗邻两轴位置，如不计法兰轴端自重下垂影响，可认为轴系具有直线性。在实际校中时，完全达到各法兰偏移和曲折为零往往是非常困难的，所以允许法兰存在小的偏中值，允许偏中值在以往有关规范中有着严格的规定。1.4轴系安装质量检验轴系安装工作结束后，按有关规定进行质量检验。轴系安装质量检验过程包括轴系校中质量检验、部件装配质量检验以及检验主机曲轴臂距是否符合安装标准等。轴系航行实验时，轴承工作温度是评定轴系工作的主要依据。轴系试车先进行低速系泊实验，轴系航行试验中应检验轴系的工作平稳性、尾轴管装置参数及密性等。2轴系校中方法2.1轴系按直线性校中—般直接用钢皮尺和塞尺进行法兰上下左右4个点的偏移S和曲折中测量，如需更加精准，可安装两只跳动表进行测量。首先在法兰外圆对称地装上两只跳动表；然后两根轴共同旋转，分别旋转到上下左右4个点时记录跳动量，计算出偏移S和曲折中。各国在轴系按直线校中时，对法兰允许偏中值曾做过较严规定，起初规定允许偏中值8<0.05mm,^<0.05mm/m。实践中发现对偏中值规定如此严格并没有必要，后来对法兰允许偏中值规定逐步放宽至8<0.10~0.30mm，中<0.15~0.30mm/m。另外，可直接通过借助光学仪器进行直线校中，用于进行轴系校中的光学仪器包括光学准直仪及光学投影仪。在采用光学准直仪时，直接用肉眼对目标瞄准定中；采用光学投影仪时，目标应按投射出的十字线进行定中。2.2轴系按轴承允许负荷校中轴系采用测力计校中法，校中时通过用安装在各道中间轴承上的测力计测力，调节轴承实际负荷，此方法校中好的轴系非直线，轴内会产生一定的弯曲应力，但能确保各道轴承实际负荷在允许范畴内，对具有滑动式轴承轴系是较为合理。采用弹簧式测力计进行长轴系统测力校中，进行测量校中前，尾轴及主机均已安装中间轴承基座地板，校中时将中间轴承吊放在各自基座地板上，并调节轴承位置。如按轴系结构每根中间轴系只有一个轴承，就需增设个临时支撑。先进行粗略校中，轴系初校后，用法兰连接螺栓把轴系全部连接妥。在每个中间轴承螺栓孔中对称地装测力计，将中间轴轴颈与轴承紧紧压死，避免转动影响水平负荷的测量。然后，松掉调整螺栓，观察测力计受力情况，记录各轴承左右测力计负荷，计算轴承垂直及水平平面实际负荷，按公式计算出中间轴承实际负荷是否在允许负荷范围内；如果某轴承实际负荷超允许范围时，需调节相应轴承位置，直至所有中间轴承实际负荷均满足要求。为避免因轴系安装弯曲引起轴内过大弯曲应力，应该使毗邻的轴承实际负荷相接近。计算尾管前轴承负荷是否满足要求，如超出允许负荷范围，需用夹具将中间轴承部分负荷转加到轴上，计算转加的附加负荷，使其满足允许负荷范围；用夹具调整尾管前轴承负荷时，需将中间轴与尾轴连接法兰脱开，调整好负荷后再把中间轴与尾轴连接；最后，复校一遍中间轴承测力校中情况。轴承经测力校中合格后在轴承下配制垫块，并用基座螺栓把轴承紧固妥。短轴系测力计算校中，由于短轴系轴系韧性差，刚性较大，会在相关轴承上产生很大的附加负荷和弯曲应力，所以对短轴系的校中应该严格控制，保证各轴上的附加负荷不超过允许范围。轴系按法兰计算允许偏中值校中实质，即校中时应该使各法兰的偏移S和曲折中均处于允许范围内，即可保证各道轴承上的负荷满足允许范围要求。按法兰计算允许偏中值校中轴系工艺，将中间轴承用调节螺栓安装在基座上，如每根中间轴承仅有一个中间轴承，应增设临时支撑。计算连接法兰上偏移的允许范围，当出现负荷小于0.5P的轴承，应修正允许偏中值。将已安装好的尾轴法兰作为基准，由尾至首逐段按法兰允许偏移6和曲折中来调节中间轴位置，并考虑法兰端因自重下垂的影响。在轴承距法兰端面0.2~0.25倍的轴长时，下垂量最小；否则应算出偏移6和曲折中的修正值。中间轴与发动机轴连接法兰处对中要求较中间轴各连接法兰更加严格，在偏中值过大情况下，将引起曲轴臂距差不允许变化。轴系应该按法兰允许偏中值将各段位置调节好，各道轴承配妥垫块后用螺栓将轴承紧固在基座上，然后复查各法兰偏中值是否符合计算值允许范围，最后将轴系连接好。2.3轴系按轴承合理负荷校中合理校中是通过校中计算确定各轴承合理位置，满足各轴承上负荷合理分配。此方法优点是在船轴系技术设计阶段介入校中计算，实现轴系结构设计与校中的紧密结合，能较好地改善轴系各轴承负荷情况及尾轴轴管轴承负荷情况。进行轴系合理校中计算时，将轴系视为刚性铰链支座的连续梁，求各支座反力、截面弯矩以及挠度等参数。目前已应用三弯矩法与迁移矩阵法，按最优理论求取各项参数的合理值。轴系各轴段直径不同，校中计算时应计及各轴段截面变化的影响。轴系校中计算要求主要内容是进行轴系结构要素处理的关键，需要根据给定约束条件，确定轴承的最佳位置。3结语主机推进轴系的安装校中是船舶的重要环节，会直接影响船舶主机推进系统的可靠运转。船舶主机推进轴系结构虽较为简单，但作用却十分重大，只有对轴系进行了良好安装校中，才能为船舶安全航行提