项目四船舶轴系舵系维修课件

项目四

船舶轴系、舵系维修轮机工程系侯淑芳项目四内容导航任务一：轴系的维修1任务二：舵系的维修和校中2维修任务一轴系的检修学习目标

了解轴系的布置及作用；了解螺旋桨的结构；能够进行船舶轴系、螺旋桨的检修。学习任务轴系及螺旋桨的构造；轴系拆卸的检查项目；轴系状态的检验和调整；螺旋桨的检修工艺。

轴系及螺旋桨修理前的检查；

轴线状态的调整。一、轴系的作用及布置定义：轴系是指从柴油机输出端法兰至螺旋桨为止的传动机构。背景知识一、轴系的作用及布置组成：推力轴、推力轴承、中间轴、中间轴承、尾轴、尾轴承、螺旋桨等。作用：传递主机功率

螺旋桨

将产生的推力

船体

推动船航行。工作条件：尺寸、重量大，工作条件恶劣，受力复杂（推力、弯曲应力、扭转应力、压应力等），磨损，腐蚀等。背景知识轴系的布置：根据“轴线”的要求而布置的，与船体的基线相平行轴线的数目单轴线--中线面双轴线--对称地布置在中线面的两侧轴线的高度背景知识二、螺旋桨1.螺旋桨的构造（1）构造：桨叶＋桨毂；

整体式螺旋桨、组合式螺旋桨

桨叶的数目（2）桨叶的几何要素

叶面(压力面)、叶背(吸力面)；

叶根，叶梢；导边、随边。种类：定距桨、变距桨。（3）螺旋桨的材料及加工背景知识二、螺旋桨2.螺旋面的形成及螺距二、螺旋桨3.螺旋桨与尾轴的连接方式螺旋桨与尾轴的连接：机械连接、环氧树脂胶合连接（中小船）油压无键套合连接（大型船舶）将高压油从桨毂上的油孔打进桨毂锥孔与尾轴配合面之间--锥孔胀大而桨轴收缩--用轴向推力把螺旋桨推至尾轴上规定位置--放掉高压油形成过盈配合。机械连接背景知识环氧树脂胶合连接背景知识油压无键套合连接背景知识三、尾轴结构作用与工况按尾轴与其法兰的连接方式可分为：固定式可拆式按尾轴润滑方式可分为：油润滑式水润滑式背景知识一、轴系修理前的检查1.航行检查（1）轴系振动情况（2）检测轴系各轴承的温度（3）检查轴系润滑油和冷却水漏泄情况2.拆卸中及拆卸后的检查（1）检查轴系校中状态（2）检查螺旋桨与尾轴配合情况（3）检查轴的轴颈表面质量和形位公差（4）检查密封装置磨损情况（5）检查各轴承的轴承间隙和磨损情况（6）检查管系及各附件的工作状况操作指导目的： ★确定修理范围、工作量及初步确定修理方案；须特别慎重！ ★作为修理工作验收的依据。一）、轴系修理前的检查二）、轴系校中状态的检查

操作指导1、轴系中心线偏差度的检查（1）相邻轴连接法兰的相对位置（2）偏移值和曲折值的测量和计算A）直尺——塞尺法B）指针法2、轴系两端轴同轴度的检查（1）平轴法（2）光学仪器法二、轴系校中状态的检查操作指导操作指导直尺—塞尺法偏移值：

垂直＝（Z上＋Z下）/2

水平＝（Z左＋Z右）/2曲折值：

垂直＝（Y上-Y下）/D

水平＝（Y左-Y右）/DD—法兰直径m。方法特点：测量简单、精度低，修船时常用。指针法偏移值：

垂直＝（Z1上＋Z2上）—（Z1下＋Z2下）/4；

水平＝（Z1左＋Z2左）—（Z1右＋Z2右）/4曲折值：

垂直＝（Y1上＋Y2上）—（Y1下＋Y2下）/2D；

水平＝（Y1左＋Y2左）—（Y1右＋Y2右）/2DD—法兰直径m。

测量方法：以尾轴（或曲轴、推力轴）的法兰为基准，自尾向首（或相反）逐个调节中间轴承和临时支承来调节中间轴的位置，使每对连接法兰上的偏移值和曲折值均为0，这样，在最前一节中间轴首端法兰与曲轴或推力轴尾端法兰（或最后一节中间轴尾端法兰与尾轴法兰）上的偏移值和曲折值，就是该轴系或两端轴的总偏移值和曲折值。与标准进行比较。L计算坐标三角形L计算：轴系受连接偏中的影响发生弯曲部分的长度。它随主机与轴系的连接形式不同有不同的选取方法。主机与轴系的连接形式δ⊥总=b+φ总⊥*Cδ－总=b`+φ总－*Cφ总－=(a`+b`)/Lφ总⊥=（a+b）/L光学仪器法三、轴线状态的调整检测轴系中心线偏差度和两端轴同轴度中间轴个别法兰的偏移δ和曲折φ超过标准规定时，采用调整中间轴承位置的方法。当轴系的δ总和φ总超过标准的规定，改变两端轴中心线的相对位置来调整其同轴度：偏心镗削尾轴管。移动主机位置，改变主机曲轴的中心线。既移动主机位置又偏心镗削尾轴管的方法。1.水上拆卸拆卸内容：轴系附件，加临时支承，拆法兰螺栓；检验：★轴系中心线状态的检测;★测量尾轴的轴向位置（A，做样棒）。四、轴系的拆卸2.进坞拆卸螺旋桨的拆卸与测量1、拆下防护罩，清除泥垢。2、测量桨毂端面至尾轴管或人字架后端面的间隙a1,a2,a3,a43、拆下锁紧螺母，卸下螺旋桨。尾轴的拆卸与测量1、拆下尾轴管前后端的密封装置。2、用长塞尺测量尾轴和尾轴管前后端的径向间隙。3、抽出尾轴。1.航行中的异常现象(1)失衡：振动大，腐蚀、磨损、变形、断裂引起，须进厂修理；(2)鸣音：

定义：由于螺旋桨在转动时，在桨叶随边0.4R以上的部位产生有规律的涡流，在某几个转速下，涡流所引起的振动频率恰好与桨叶的固有的频率相近而产生共振，从而使螺旋桨发出清脆的鸣音。措施：

A：把桨叶随边0.4R以外的部分加厚或减薄或锯齿形、钻孔等方法消除随边涡流。

B：加工成特殊的边形。

C：避开该转速。五、螺旋桨的检修腐蚀与磨损的检修桨叶表面分区：A、B、C★焊补：D>2m时，大于0.7R桨叶上的裂纹，或0.4~0.7R之间的裂纹，但长度不超过该处叶宽的1/4；D<2m时，桨叶根部短小裂纹，长度不超过该处叶宽的1/8；D<=1.2m，桨毂上的短小裂纹，长度不超过桨毂厚度；桨叶断裂不超过长度的1/3，焊补。焊后磨光、退火。★金属扣合：临时补救措施。★换新：严重裂纹或断裂或多次焊补后。2.螺旋桨的检修桨叶裂纹及断裂桨叶弯曲变形的检修冷态矫正：弯曲程度小（<20o），弯曲处厚度较薄时（<15～20mm）;热态矫正：250～300℃。退火处理：消除应力。矫正后的检查：目测，着色探伤。2.螺旋桨的检修3.螺旋桨检修后的检验与方法1.螺距（pitch）的测量

工具：螺距规

测量参数：半径、螺距

局部螺距

截面螺距

叶片螺距

总平均螺距2.静平衡试验桨几何尺寸误差

桨叶之间质量不等

不平衡重

离心力

旋转振动

加速尾轴、尾轴承的磨损。挂重法：使：P[P][P]为允许的不平衡质量。措施：若P超过[P]，在重的桨叶的叶背距随边缘不少于1/10叶宽处去重。要求：桨叶厚度在范围内，再进行静平衡试验。六、尾轴的检修常见缺陷主要有：轴颈磨损、裂纹、腐蚀、键槽损坏及铜套损坏。1.尾轴磨损修理检测：用外径千分尺检测尾轴工作轴颈并计算其圆度和圆柱度误差。标准：修理：光车2.尾轴裂纹检修部位：截面突变处（键槽、轴套首端、轴套缺陷处、锥体大端）。检验：着色探伤、磁粉探伤、超声波探伤等修理：换新。短小裂纹可挖修、打磨，但不能焊。3.尾轴腐蚀检修水润滑时容易发生。根据深度和周长确定维修方式：清理检查后可继续使用光车消除，继续使用光车、堆焊六、尾轴的检修六、尾轴的检修4.尾轴铜套的检修出现裂纹、严重磨损或壁厚过分减薄、套合松动、接缝松弛、渗水等缺陷时，均应换新铜套。磨损较大时，可以光车，厚度符合要求，继续使用。局部裂纹或局部磨损严重时，进行局部更换，不允许焊补。七、尾轴管装置的检修结构：尾轴管本体、尾轴管衬套、尾轴承、密封装置、冷却润滑系统。分类：水润滑尾轴管，油润滑尾轴管。材料：铸钢（铁），进行水压试验（水舱）。七、尾轴管装置的检修1.水润滑尾轴管装置的检修（1）尾轴承的检修☆铁梨木尾轴承的检修铁梨木特点损坏形式：过度磨损：如果间隙过大，但铁梨木的厚度未超标准，可以采用换尾轴轴套，加大厚度；在轴承下瓦铁梨木板条与铜衬套间垫入整张铜皮。如果间隙过大，且铁梨木厚度过薄，可采用全部换新、局部换新、上、下瓦对调（进行应急）。开裂与裂纹：维修时确保干燥，否则容易开裂，可局部换新。铁梨木1.水润滑尾轴管装置的检修☆桦木层压胶木尾轴承的检修特点：致密、坚硬、脆性大，没有铁梨木耐磨，用于内河中小船。修理：局部或全部换新。1.水润滑尾轴管装置的检修☆橡胶轴承：特点：橡胶弹性好，能够在泥沙杂质较多的水域中正常工作。修理：不允许机加工（只能加工背面）。上下对调。换新。1.水润滑尾轴管装置的检修☆合成材料尾轴承：尼龙、赛龙。赛龙已被世界各大船级社认可。弹性好，耐磨性好，耐腐蚀，不会剥落，但导热性差，不耐高温。性能优于铁梨木、尼龙和层压胶木，寿命是其它材料的4倍。工作温度在-65~107度。浸入水中时温度不超过60度。2.首端密封装置的检修端密封装置的检修：仅有首端密封，采用传统的填料函，停航时，用压盖压紧，航行时要泄漏一点。更换填料：长短合适、搭口错开、四周间隙相等、对角上紧、压盖法兰与尾轴管端面距离相等。不能进坞时，应使船尾翘起。3.油润滑尾轴管装置的检修油润滑尾轴承材料：青铜、铸铁和白合金。白合金是发展趋势，特别是锡基巴氏合金，浇在铜衬套上。原因：★铁梨木尾轴承的局限性（承载能力低、怕泥砂），★寿命是铁梨木尾轴承的8～10倍。尾轴承的检修：要求有可靠的密封装置。如果损坏（裂纹、烧熔、磨损），须重浇白合金层。4.油润滑尾轴承密封装置的检修首尾两端都有密封装置结构：辛波莱克斯式（simplex）4.油润滑尾轴承密封装置的检修密封装置的检修：首尾两端都有密封装置：首密封，防止滑油外泄（进入机舱）；尾密封防止滑油泄漏至海水中和防止海水进入尾轴承中。金属环式：即迷宫式密封装置，仅用于尾密封。八、中间轴和推力轴及其轴承的检修1.中间轴与中间轴承的检修（1）中间轴与中间轴承中间轴:传递扭矩，工作轴颈部分大5～20mm,为维修留有余地。中间轴承：除最后一个中间轴承（与最后一个中间轴对应），其它中间轴承均无上瓦。中间轴：连接推力轴和尾轴。A为两端法兰，B为主体轴干，轴的支承处称轴颈C。轴颈C的直径比轴干B直径大，磨损后有足够的精加工余量。八、中间轴和推力轴及其轴承的检修八、中间轴和推力轴及其轴承的检修（2）中间轴与中间轴承的检修中间轴的检修:工作轴颈：圆度与圆柱度误差符合要求：超过标准，光车修复，工作轴颈的最小直径允许与非工作轴颈相等。轴颈过小时，小船可以用加钢套的方法增大轴颈，海船用堆焊的方法增大轴颈。中间轴承的检修:测下瓦间隙，用0.05mm塞尺插不进，左右间隙相等，不许单边接触。测轴承孔内径，确定白合金厚度，符合要求。2.推力轴和推力轴承的检修推力轴推力轴：推力轴连接主机与中间轴，有时与主机制成一体。A为两端法兰，B为轴干，C为轴颈安装推力轴承，D为承受轴向推力的推力环。2.推力轴和推力轴承的检修推力轴承的结构分类滑动式（大型船舶）滚动式（小型船舶）单环式滑动轴承（米歇尔式推力轴承）只设一个推力环，却比多环式推力轴承能承受更大推力。单环式滑动轴承特点体积小，重量轻，摩擦系数小。2.推力轴和推力轴承的检修推力轴承的检修推力轴承间隙推力块和轴瓦的合金层有过度磨损、裂纹、烧熔等严重缺陷时，重浇合金。九、轴系校中（AlignmentShafting）轴系不正的危害★中间轴承负荷不均匀；★尾轴承磨损加剧，密封装置破坏；★引起轴系、船体的振动；★造成曲轴臂距差超差。轴系校中：按照一定的要求和方法，将轴系安装成某种状态，处于这种状态的轴系，其各轴段内的应力和所有轴承上的负荷都在允许的范围内或具有合理的数值，从而保证轴系安全可靠的工作，这些工作称为轴系校中，或轴系对中，或轴系找正。核心问题：确定中间轴和中间轴承的位置。九、轴系校中（AlignmentofShafting）实质-准确地确定船轴及其轴承的位置。定义轴系校中就是按照一定的要求和方法把轴系安装成一定的状态，此种状态下的轴系其各轴段内的应力和所有轴承上的负荷都在允许范围之内或具有合理数值，从而使轴系能可靠地运转。九、轴系校中（AlignmentShafting）按直线校中原理按法兰上严格规定的偏中值校中法光学仪器校中法按轴承允许负荷校中原理测力计校中法（又称轴承实际负荷校中法）按法兰上计算的允许偏中值校中法按轴承上合理负荷校中原理按直线校中原理平轴校中法原理校中时使每对法兰上的偏中值为零或接近于零。使得各中间轴法兰之间的偏移值和曲折值为零或在规定的范围内（

<=0.1mm、

<=0.15mm/m）。方法直尺-塞尺法或指针法特点简便、易于操作，但不科学、不合理。按直线校中原理光学仪器校中法原理利用光的直线传播的特性，以仪器的主光轴作为轴系理论中心线来校准人字架、尾轴管，中