船舶轴系校中(毕业专题论文).doc

目 录摘要IABSTRACTII1绪论12轴系校中技术发展过程及现状12.1轴系校中技术发展过程12.2轴系校中技术的现状23轴系的介绍33.1轴系的任务33.2轴系的组成43.3轴系的种类43.4轴系的工作条件及故障54轴系校中技术64.1轴系校中主要部件64.2轴系校中技术的分类75轴系校中技术的应用85.1 YX3187多用途船轴系校中技术的工艺85.1.1 确定YX3187多用途船轴系理论中心线前的准备工作95.1.2 YX3187多用途船轴线对中的三个基本阶段105.1.3 YX3187多用途船基准点及轴中心线的确定流程105.1.4 YX3187多用途船轴系对中及安装流程115.1.5 YX3187多用途船轴系最终对中135.2 轴系校中技术的其它工艺145.2.1 轴承负荷计算145.2.2 顶举法工艺方法（即曲折偏移法和负荷法）156影响轴系校中的相关因素讨论176.1 气温造成船体变形对轴系校中的影响186.2载况变化对校中的影响197轴系安装中应该注意的问题20结 束 语23鸣 谢24参考文献25摘要轴系是船舶的重要组成部分，在船舶建造过程中，轴系校中的好坏是极为重要的。船舶轴系校中的质量的好坏，关系到轴系能否长期正常的运转。自从二十世纪六十年代以来，国外船舶轴系校中普遍采用了合理校中技术。而在我国造船的行业，现在也已经开始广泛的使用这一技术，改善了轴系各轴承的负荷分配状况。随着船舶行业对船舶运行速度及安全性的不断提高，对校中的精度和计算方法提出了更高的要求，全面考虑动态因素对船舶轴系校中计算的影响成为当前急需解决的重要课题。尤其在当前，随着建造大型船舶的出现，对船舶轴系合理校中的发展和应用，成为当前船舶建造过程中迫切需要解决的重要课题之一。 关键词：轴系；船舶轴系；合理校中AbstractShafting system is an important part of the ship, in the shipbuilding process, the shafting alignment is very important. The ship shafting alignment quality is good or bad, in relation to the shafting can long-term normal operation. Since the nineteen sixties, the foreign ship shafting alignment generally adopts the technology of alignment. While in China's shipbuilding industry, have begun using the technology widely, improve the load distribution in the bearing shafting. With the development of shipping industry on the speed and safety of ship operation and continuous improvement, has put forward higher requirements on the accuracy and the calculation method of alignment, considering the dynamic factors affecting the calculation of ship shafting alignment is an important issue which needs to be resolved urgently. Especially at present, with the construction of large ships of the emergence, development and application of alignment of marine shafting, become one of the important subject to be solved urgently at present in the process of ship construction.KEYWORDS: Shafting; Marine shafting; The rational alignment1 绪论生命起源于海洋，人类与海洋的关系甚为密切，海洋是人类生存的一个重要组成部分。海上运输是各国人民文化交流的重要手段，同时也是天然的交通大道，关于轴系校中研究，国内外一些研究机构和船级社做了大量工作，提出了适合各类船舶推进轴系校中的计算模型和计算方法，早在上世纪60年代，人们就注意到，采用直线对中方式进行轴系安装，对轴系的工作状态不利，甚至使轴系产生破坏，一直到现在，期间对轴系校中技术一直在做大量的研究工作，不断地改进以便优化轴系安全正常地进行，而船舶推进轴系安装作为船舶建造中重要的一环，能否正确合理进行轴系安装，直接影响到船舶航运安全，因轴系校中不良而引起的故障时有发生，特别是近年来，大型低速柴油机轴系也出现因轴系校中不良而引起的轴系故障。本文在论述轴系校中技术的发展过程的同时，也对轴系校中技术应用上，结合自身的实习经验，重点对照光法和拉线法应用在轴系校中上时常见的问题、注意事项及解决方案。此外，还介绍了“曲折偏移法”和“顶举法”，最后对影响船体轴系校中的几个关键因素和注意问题进行讨论。我国建造的海工船越来越多，这类船型的轴系校中已对我国造船界提出了挑战。轴系校中既涉及理论计算又与现场施工密切相关，进行巨型油轮轴系校中的分析与计算，不仅可以提高建造海工船舶的技术水平和生产效率，还可以为其它大型船舶的轴系校中提供参考。2 轴系校中技术发展过程及现状2.1轴系校中技术发展过程 随着经济和科技的迅猛发展，关于轴系校中研究，国内外一些研究机构和船级社做了大量工作，提出了适合各类船舶推进轴系校中的计算模型和计算方法。早在上世纪60年代，人们就注意到，采用直线对中方式进行轴系安装，对轴系的工作状态不利，甚至使轴系产生破坏；根据船舶轴系实际工作情况，提出了使个别中间轴承位置下移，以改变轴系受力分布情况，逐步衍生出了轴系合理校中的概念。在推进轴系静态校中，通过轴承的合理变位，轴系被敷设成曲线，使轴承负荷、各轴段的应力都处在允许范围内，具有最佳数值，从而保证轴系持续正常地运转，随着船舶的大型化和大功率化，传统的推进轴系静态校中技术己不能满足轴系安全运行的需要，轴系校中新技术的研究已成为十分重要的课题。 国外学者从上世纪六十年代起，开始轴系动态校中技术的研究，ICMES(轮机工程系统国际合作组织)1979年5月关于推进轴系的会议，正是对有关研究工作的总结。会上所提交的论文，从原理与方法、安装与检验等方面探讨了轴系运行时的对中状态、影响轴系校中的各种因素以及造船厂所采用的一些实际校中方法等。上世纪八十年代初，日本学者也在舶用机关学会志及三井造船发表了有关动态校中的研究文章，其内容也未超出上述会议讨论的范围国内学者在轴系设计、安装、检验等方面，也发表了十余篇文献，从理论和实际两方面进行了探讨，详细讨论了轴系静态校中的计算模型和计算方法，并通过计算示例说明了算法的正确性。 从上世纪七十年代末期开始，最优化技术在轴系校中计算中开始得到应用，其校中优化计算模型大多采用线性优化算法，也有部分考虑非线性计算的校核模型，还有更复杂的有限元优化计算模型，各种优化计算模型均采用以尾管后轴承的受力最小化作为目标函数，即单目标函数。但是，随着各船级社对校中计算的要求越来越严格，考虑的因素即相关约束条件越来越多，问题的复杂性增加，简单优化方法难以满足要求，因此，采用现代优化方法就非常重要。 上世纪九十代末期，随着超大型船舶的日益增加，轴系校中问题突出，部分船级社在所开发的校中计算软件的计算模型中，考虑了螺旋桨水动力、润滑油膜、温度等单个因素的作用，如DNV在Nauticus2003计算软件中，考虑了螺旋桨水动力;软件中考虑了尾管轴承支承刚度，但这些软件所考虑的因素，只是针对轴系静态合理校中计算所采用的一种补偿算法，而不是真正意义上的动态校中计算。2.2轴系校中技术的现状在船舶建造过程中，世界各大船厂，都多次出现了过轴系校中的问题，导致主机拐挡差超差。轴承高温或造成振动过大等。导致问题的因素很多，有计算模型的建立考虑不周，有些影响因素的特定性，对于不同的船型而不同，如船体变形，轴系振动，支座刚度等；还有施工过程精度控制不够或施工过程中出现错误。这就决定了船舶轴系对中是一项极其复杂的工艺过程。除2.1所述有关上世纪轴系校中计算模型研究以外，现代国内外学者在与轴系校中相关问题上也做了研究，如尾管轴承润滑特性、螺旋桨水动力、大型船舶柴油机曲轴的校中计算模型、最优化方法在轴系校中中的运用、检验规则、校中测量等。船舶轴系校中的质量，对于确保轴系能够长期安全正常的运转和缩短船舶修造周期都是非常重要的，也是船舶正常航行的关键。对船舶轴系校中计算，国内外比较通用的方法是对相关的要素进行处理，建立物理模型，按照规定的轴承负荷，应力，转角等限制条件，确定各轴承的合理位置，将轴系安装成规定的曲线状态，以达到使各个轴承上的负荷合理分配。当前，虽然人们已经开始对动态因素对轴系校中的影响开始了研究，即对轴系进行动态优化设计，但是尚处于起步阶段。现在国内主要是在轴系校中过程中，记入船体变形，润滑油膜，螺旋桨水动力等因素条件下，建立较为全面的轴系动态校中计算模型。对支承合成刚度问题及各种动态因素对轴系校中的影响作了初步的研究。为的是能够得出一个良好的校中方案，使其保证轴系在运行过程中，满足轴承负荷和轴段弯益应力的规定要求，使各轴承负荷分布均匀。由于船舶轴系的工作状态是船舶在水中航行时的运转状态，所以轴系校中的最终目的是保证处于运转状态的轴系在承受动态载荷时能安全可靠地工作。因而，考虑动态载荷作用下轴系运行情况的动态校中分析与计算是船舶界很关心的一个问题。目前，人们针对不同的动态载荷从不同的方面进行了不懈的努力，分别从螺旋浆水动力、油膜、减速箱啮合力等方面进行了探讨与研究，取得了一系列研究成果，积累了一些经验，但距离实用化还有很长的距离。当前国内对动态因素对船舶轴系校中的影响及船舶轴系动态校中技术研究取得一定进展。上海交通大学的博士后耿厚才及钟应华。强宏兴老师等做了以下几个方面的工作：建立了尾轴后轴承单点支承的轴系校中模型，分析了单支点的位置变化对轴承支反力、弯矩等参数的影响。通过和实船测试结果的比较确定了比较合适的支点位置，并建立了尾轴后轴承两点支承的校中模型，分析了两点模型情况下的负荷影响系数，通过优化计算找到了比较合理的支承点变位，并分析了两点模型情况下的受力状况。此外，他们还考虑到在校中施工状态和装载状态船体有不同的变形，分析了船体变形对轴承支反力的影响，进行了一些有益的研究。 此外，关于轴系校中计算和检验原则，各国船级社均提出了具体要求，这些要求都是静态校中情况下的一般要求，少数考虑了螺旋桨水动力要求，齿轮啮合力的要求，值得注意的是法国船级社(BV)在其网站上报道了有关超大型船舶推进轴系校中计算的完整解决方案的技术概况，并提供技术服务，遗憾地是未能从BV方面获取相关资料。不过可以肯定，BV己在VLCC或ULCC船轴系校中计算、安装、检验等方面己进行了相当深入的研究。3 轴系的介绍轴系是轴，轴承和安装于轴上的传动体，密封件及定位组件组成。其主要功能是支撑旋转零件，传递转矩和运动。轴系按其在传动链中所处的地位不同可分为传动轴系和主轴轴系，一般对传动轴的要求不高，而作为执行件的主轴对保证机械功能，完成机械主要运动有着直接的影响，因此对主轴有较高的要求。轴系的对中，又称为轴系校中或轴系找正。它是船舶轴系安装和检修工作中一项重要工序。校中质量好坏直接对轴系运转有着直接的重要影响。3.1轴系的任务 船舶轴系是船舶动力装置中的重要组成部分，承担着将主机发出的功率传递给螺旋桨，再将螺旋桨产生的轴向推力传递给船体实现推船航行的目的。船舶轴系的结构较为简单，但作用十分重大，维护管理好轴系，对保证船舶的安全航行至关重要。3.2轴系的组成船舶轴系是从主机输出端法兰起至尾轴为止，连接主机和螺旋桨。对于直接传动的推进系统，包括传递功率的传动轴及其轴承等零部件，主要有:推力轴和推力轴承、承等零部件，主要有:推力轴和推力轴承、中间轴和中间轴承、尾轴和尾轴承以及其他附件等；对于间接传动的推进系统，除有上述传动轴和轴承外，还有离合器、弹性联轴器和减速齿轮箱等部件。3.3轴系的种类3.3.1单轴系单轴系轴线布置于船体的中纵剖面上，并平行于船体基线。单轴系的长度主要由中间轴数目来定，而中间轴的数目则取决于机舱位置。中机舱的中间轴数量多，轴系长。凡具有两节或两节以上中间轴的轴系称为长轴系;尾机舱的中间轴数量少，甚至没有中间轴，轴系较短。凡具有一节中间轴或无中间轴的轴系称为短轴系。轴系短不仅便于船舱布置、节省船舶建造费用，而且便于维护管理。所以日前造船趋势都是采用尾机舱或近尾机舱的船舶结构。单轴系的特点是：直接传动、结构简单可靠、传动损失小，便于操纵。单轴系多用于大型海船、拖轮及内河中小型船舶，如集装箱船、散货船等。如图3-1。图3-1 单轴系结构示意图1-机舱后隔舱壁填料函；2-中间轴；3-中间轴承；4-尾轴；5-尾隔舱壁填料函；6-尾轴管；7-螺旋桨3.3.2双轴系两个轴系分别平行对称布置在船体中纵剖面的两侧，相对体船基线略有倾斜，以保证螺旋桨充分没入水中。由于船体结构的限制，尾轴较长，需在船体外部设置人字架托住悬伸于船外的尾轴。悬伸在船外的轴段与螺旋桨连接，并由人字架支承，这段轴称为螺旋桨轴。双轴系船舶具有高速、机动性好和生命力强的特点。但双轴系结构复杂、配套设备多，如双轴系为双机双桨，建造和修理工作量大，费用高。一般多用于客船和军用舰船。如图3-2。图3-2 双轴系结构示意图1-中间轴；2-机舱后隔舱壁填料函；3-滚动式中间轴承；4-液压联轴节；5-尾轴；6-尾轴管；7-螺旋桨轴；8-人字架3.4轴系的工作条件及故障船舶轴系的主要零件中间轴、尾轴等虽然结构简单，但尺寸大， 重量大，一般轴长无与轴径d之比均超过10，所以是扰性轴，容易产生变形。轴系位于船体水线以下部位，运转时不仅受到主机传递的扭矩作用、轴系自重引起的弯曲变形，而且还受到螺旋桨产生的阻力矩和推力作用。此外，还受到轴系校中、安装、船体变形、船舶振动及螺旋桨水动力等引起的附加应力的周期作用。船舶主机的紧急停车、频繁机动操车，或者在台风、大浪中剧烈摇摆时，上述情况就更加严重，并使轴承负荷加重。传动轴工作表传动轴工作表面与轴承的相对运动还会产生过度磨损，在海水和滑油介质中受到的腐蚀。所以，船舶轴系在运转中会产生声音异常、振动、轴承温度升高、传动轴磨损加剧、密封装置漏泄等损坏，严重的甚至会产生事故。轮机人员应作好日常的维护修理，使轴系处于良好的技术状态并应掌握船舶轴系的有关理论知识和实际检验方法。4 轴系校中技术何谓“轴系校中”？轴系校中就是按一定的要求和方法，将轴系敷设成某种状态， 处于这种状态下的轴系，其全部轴承上的负荷及各轴段内的应力都处在允 许范围之内，或具有最佳的数值，从而可保证轴系持续正常地运转。 船舶轴系的校中方法很多，各有其优缺点和适用范围。目前，国内外船厂在有关轴系校中技术方面已有很多新发展，这些技术应用无疑会大大地提高轴系对中和安装质量。在校中过程中，要求具备有确定理论中心线同样的施工条件，要避免大的撞击、敲打与船体变形的影响。对中的质量和有关技术数据测量值，必须最后得到检验和有关部门的验收和认可，方可将整轴系贯联起来。4.1轴系校中主要部件大型船舶轴系主要由螺旋桨、艉轴、艉轴承、中间轴、中间轴承及主机等组成。艉轴、中间轴，及主机曲轴之间都用法兰联轴器连成一体。螺旋桨推力通过主机推力轴承和主机座传到船体。推力轴承安装在曲轴末端，随主机共同制造。如图1所示轴系主要部件。 螺旋桨和艉轴（螺旋桨轴）之间进行压装。 艉轴艇轴位于轴系最末端，穿过艇轴管轴承和螺旋桨相连，前端连中间轴。由于艉轴经过艉轴管的双轴承，所以对艉轴的加工精度要求一般较高。 轴承 艉轴承由于安装在艇轴管上;且多选用双轴承，由于螺旋桨的重量和推力，使艉轴承的工作环境非常恶劣。对艉轴承的加工精度要求很高，通常选用的材料为白合金或树脂。 中间轴多数轴系都有中间轴，一般多为一根，但一般特殊船只，如大型集装箱船，客船等，是中间机舱，则具有多根中间轴。中间轴的两端法兰，都通过液压螺栓或冷装螺栓和艉轴及曲轴连为一体。 中间轴承大型船舶中间轴承都为滑动轴承，接触面材质多为白合金。通过刮油环，保证轴承的润滑。图4-1 轴系主要部件4.2轴系校中技术的分类ISM规则指出，在当代船舶的轴系造修过程中，轴系校中的方法很多，但各有其优缺点和适用范围。轴系校中方法依其原理，可分以下3类：按直线性原理的校中；按允许负荷原理的校中；按合理负荷原理的校中。轴 系校 中按直线性校中按轴承上允许负荷校中按轴承上合理负荷校中拉线法照光法曲折偏移法负荷法 图4-2 轴系校中的分类5 轴系校中技术的应用在船舶航行过程中，推进轴系在受到多种复杂载荷的共同作用，轴系校中质量的好坏直接影响到轴系中各轴承的受力情况，不良的船舶轴系校中会使轴承受力超出合理的范围，使轴承过热，严重的会引起轴承损坏；而且还可能引起轴系、螺旋桨和船体过大的振动或噪声，使振动或噪声超出许可范围，影响到交船或船舶的航行性能，所以轴系校中一直是船舶界十分关心的问题。实践证明，为确保轴系长期安全正常的运转，除了在轴系设计时应保证具有足够的强度及刚度外，在轴系安装时，应保证它具有合理的状态，使得轴系各轴段内的应力及各轴承上的载荷均处在合理的范围之内。经理论分析和生产实践证明，安装好的轴系，其各个轴段的应力及各轴承上的载荷是否合理，除设计因素之外，其主要取决于轴系校中质量的好坏。5.1 YX3187多用途船轴系校中技术的工艺本原则工艺规定了广东粤新海洋工程装备股份有限公司58.7米多用途船轴系、齿轮箱、轴带发电机组、主机、消防泵组的安装顺序和校中工艺原则要求。本船简称（YX3187）轴系总长约14550mm（螺旋桨轴毂中心到齿轮箱输出法兰端），轴系对中的方式采用照光法与拉线法相结合的方式进行。图5-1 YX3187多用途船后半部分轴系拉线图本船为双机双桨柴油机推进，由两台柴油机，经齿轮箱分别驱动左、右舷两套轴系和调距桨，主机自由端均设PTO，经增速齿轮箱分别驱动左、右利用率两套消防泵、中间轴承、减速齿轮箱。本船共2套轴系，每一根轴系由中间轴、中间轴承、艉轴、隔舱密封、艉轴前后轴承、艉管前、后密封装置和调距桨装置组成。本船轴呈左右对称布置，轴线与斟线有一个19000：335的斜度。轴线尾轴端（螺旋桨毂中心）FR2+200处距基线1700mm，轴线前端（FR34）处距基线2035.艉轴采用油润滑。每条轴系的基本组成：中间轴一根、艉轴一根及螺旋桨组成5.1.1 确定YX3187多用途船轴系理论中心线前的准备工作（1）主船体结构建造应基本完成，主船体全部装焊结束、火工矫正结束，艉部货物护栏装焊完毕，水泥罐安装到位，除初次对线外，其它对中时主甲板不再有较大的工艺临时开口。（2）主机及轴系所安装的区域内，所有的舱室及油水舱都应经过焊缝检验及水密试验合格。（3）船上所有重量较大的设备均应安装到位，或放到相近位置。特殊情况时可采用相当重量的物体放在相应位置代替，不允许在轴系安装过程中有较大物品吊进或移出船体。（4）在确定轴系理论中心线或在轴系校中时，应停止船上所有的冲击性或振动性的其它施工作业，以免造成轴系安装的质量问题。（5）轴系的拉线或照光工作应在下雨阴天或晚间下半夜内，船体相对比较稳定时进行。（6）在确定轴系理论中心线之前，应复查船身的横向，纵向的水平情况，并做好纪录，作为修正中心线的数据。（7）船体基线和船体中心线连续三次测量，基本稳定。（8）初次确定理论线，安装导流管，将包括有前后轴毂的外套管与人字架及舱壁焊接，外套管并作0.2MP的密性试验，焊接及密试应报验完成。（9）拉线工具及并确定所有工具不会影响后续的施工作业。（10）轴承已压入轴承壳内，质检部做好压入时不时与压力对应表，此表格应存档，并随船将付船东。（11）首尾端的可调吊线架已安装牢靠，并且做好防撞保护架，首端暂定在FR34#，尾端定在FR-2左右。（12）艉管内做好清洁。5.1.2 YX3187多用途船轴线对中的三个基本阶段（1）初始对线：即主船体结构完成，但主甲板设备吊装孔未焊回，主机未落位。此时对线的主要目的是根据机舱前基准点为目标，对主机及齿轮箱的机座高度及中间半宽进行检验。待检验合格后，根据轴线确定出齿轮箱输出法兰后（23#肋位）的线架位，待主机及齿轮箱落位后，此线将作为拉线的前基准点，线架位一但确定好后，应做好保护。（2）二次对线：二次对中也在下水前，即当初始对线完成后，需进行二次对中，此时，主机、齿轮箱等大型设备应该进舱或落位，甲板吊装孔焊回。此时主机前端基准无法使用了。必须使用23#肋位处的基准作为前基准点。此时对中的主要作用确定出尾管及导流管的准确位置，且安装焊接到位。（3）最终对线：最终对位在下水后，这是个较严格的对中过程，对中要求是根据设备厂提供的偏着和曲折数据进行校调轴及弹性联轴节的实际位置。 5.1.3 YX3187多用途船基准点及轴中心线的确定流程（1）在进行轴系对中前，还应复查并确定船身的基线位置。用连通水平管及拉钢丝的方向相结合，要将船身基线数据引到机舱内，及船舶艉部。线架要用牢固的支架支撑，做好可靠的记号并保护好，挂上不可碰撞警告牌。（2）用连通水平管将基线引到机舱后，采用挂重钢丝，钢直尺，及拉尺确定左右轴前端的前准点。采用激光照光法时，首部初次基准点一般定在机舱前壁上，根据基线位置确定出轴系距中及距基准线点，此点即为前基准点。（3）机舱内至少要设四个线架位，它们分别位于主机舱前壁34#肋位、靠近齿轮箱输出端的23#肋位、尾管前端及尾部线架-2#肋位，尾线架倒吊在船体结构上。（注：允许根据现场实际情况把线架位前后适当移动）图5-2 舵线与轴线的垂直度（4）为了保证轴舵系对中的准确性，轴舵系拉线要同时进行。舵系吊线时肋位号只能做粗开孔数据，实船需测量左右舵线与轴系的垂直度，具体情况见图5-2：i)左右舵线间拉一条水平线ii）在水平线的舵线的左右端做成二个等腰三角型，测量L1，L2，L3，L4长度基本相同即可。这样可以确定出二舵线之间的连线与轴线的垂直度。（注：本节所说的基线，是指船体经过修正报验后的基线。）5.1.4 YX3187多用途船轴系对中及安装流程（1）轴系所有厂制件均已制作报验完成，艉轴前后轴承在内场已压入轴承壳，人字架船体内的结构焊接完成。（2）按轴系对中数据将钢丝线挂上-2#及34#号，34#为固定端，-2#为挂重端；（3）测量轴系半宽及推机系统设备基座与理论轴线的数据，并报验合格，要修正各基座部分的钢丝的挠度下垂情况。请注意本系列船的主机座内空安装余量很小，因此要检验要相应严格一些，数值超过5mm时，应将数据报技术部；（4）根据轴系确定出23#（齿轮箱端）线架位置，注意挠度值修正。并且严格保护好此线架，不得受到撞击损害。（5）拆除钢丝前，可把尾管板部分割掉，要留有余量，并且要在封板画上开孔线；（6）主机及齿轮箱可放到位，主机底脚与座间垫上较大块的硬木，设备适当固定不得移位。（7）将导流管放到指定位置，修割尾管封板，打磨后放入艉轴。（8）重新挂上钢丝及挂重，根据钢丝确定艉管及导流管的实际位置，艉管要根据技术部给出的挠度值进行修正。（9）报验艉管及导流管对中数据合格后，并注意艉管前后位置尺寸后把艉管及导流管加固固定，并报验焊前；（10）根据船体施工要求对人字架，艉管及导流管进行焊接，完工后报验后烧焊； （以下步骤应在基本达到下水状态时进行）（11）安装好轴承壳的调整螺栓，确定线架未损害后，放入压好轴承的轴承壳后再次挂上钢丝及挂重，放入时要注意轴承的上下安装方向，不能搞错。（12）调节根据轴线位置调节轴承壳，注意钳工卡钳的操作技术直接影响到对中质量，因此一定委派技术好，心细的施工人员进行操作，操作时，要反复用卡钳测量钢丝与轴承内孔的间隙，至少要测量外端及内部的上下左右各四个点。测量时，考虑到轴承的二侧可能有孤形导油槽，因此需要考虑增加一些测量点，这些测量点位于45度方向，以便可靠的知道轴承向哪一方依移。（13）轴承定位符合要求后，配钻艉管上的安装螺栓孔，并攻牙。（注：前后轴承要求相同）（14）安装好固定螺栓，重复检查一下轴承对中，没有问题时，即要在服务商指导下灌注环氧。（15）把桨叶安装在螺旋桨轴上，焊上防松钢条，清洗螺旋桨轴，并把尾部密封件总成套在轴上，注意密封件不能有翻边现象。（16）把轴整体穿入艉管内，测量轴与前后轴承间隙，质检并做好记录，把相应结果报技术部。（17）装上前密封总成后，人力盘轴，检验轴对中安装情况。（18）安装艉轴液压连轴节，测量并固定好轴有前后方向位置，在液压连轴节处安装固定角钢，在角钢上做好打上安装关键的长度信息尺寸数值及基准点，用螺栓连把联轴固定在角钢上，以免下水过程中艉轴串动。（19）下水前，艉轴滑油管系应安装完成，管系应做好清洁后加注润滑油方可下水。5.1.5 YX3187多用途船轴系最终对中轴系最终对中采用测量艉轴中间轴及齿轮箱法兰间的开档和曲折。轴系最终对中在下水后进行，并且上层建筑船体结构安装工程基本完工。其它作业场合要求与第二次要求相同。但要求对最终对中时船体进行适当调整，左右吃水差基本为零，首尾吃水差值与船体计算书的确定吃水差基本相同，但不要求完全达到试航时的吃水深度。注意：推进系统均采用环氧垫片，考虑到环氧树脂垫片有0.1%压缩量，在轴系对中时，应根据垫片厚度现场计算出这个压缩时不时，将轴线按这个压缩量进行提升。（1）确定出中间轴承座，齿轮箱的位置并且定好位，并按所要求的型式用调节螺栓固定，可用来调节及固定设备。（2）轴承座及齿轮箱机脚下的固定垫块拂合平整。（3）对中工具采用量块（块规）及塞尺结合的方法。测量时如果间距超过塞尺最大量程时，应考虑使用量块，需要多块量块结合使用时，应尽量避免使用过薄的量块。测量开档（即二法兰间距）时应直接使用量块，并且量块使用数量越少越好。测量曲折（即二法兰外圆偏差）时，可用较长量块平放到较高的法兰上部，并与法兰压平，量块另一半悬到另一法兰上方，然后用塞尺测量量块与第二法兰的间隙。记录好所有的测量数据。 （4）数据合格后，将轴承座钻孔，并灌注环氧。 （5）环氧达到制造商规定的凝固状态后，按要求把轴承座螺栓锁紧。 （6）再次复查开档和曲折，确认无误后，报验船检和船东及服务商，此时所有测量应在服务工程师、船东及船检三方人员在场时完成并确认。 （7）把轴系连接起，让中间轴承座承承受轴系重量。5.2 轴系校中技术的其它工艺在已有的理论基础上，结合两个月船厂实习经验，简述顶举法在船厂主机轴系安装校中工艺中的一些应用，它是通过测量轴系各轴承负荷，然后采用“曲折偏移法”和“负荷法”进行轴系校中，通过千斤顶顶举系数法检验轴系对中状态。5.2.1 轴承负荷计算1） 轴承负荷顶举系数计算当用千斤顶系数法检验轴承实际负荷时，需要提供轴承负荷顶举系数 ，可按下式计算： 式中,为千斤顶被轴承的复合影响系数(N/mm) 为千斤顶对自身复合影响系数 , 可按矩阵传递理论的方法计算，这是应将千斤顶作为一个实际支撑处理。 2） 千斤顶顶举曲线理论斜率计算 顶举过程中，当轴开始脱离轴承后，顶举曲线什压及降压线段的理论斜率T，可按下式计算： 式中，为被测轴承对千斤顶的复合影响系数; 为被测轴承自身复合影响系数; 3） 被测轴承的实际复合 ： 式中, 为升压曲线段ab延长线与横轴的交点（油压）； 为降压曲线段cd延长线与横轴的交点（油压）； A为液压千斤顶柱塞面积；5.2.2 顶举法工艺方法（即曲折偏移法和负荷法）（1）法兰校中 中间轴前法兰与主机输出端轴法兰镗孔前，应用临时螺栓（交错）将两法兰连接，调整两个法兰外圆同轴度，要求两法兰偏移量不大于0.03mm，平面贴合值为“0”。为确保镗削余量，两法兰的螺孔应尽量成“内切圆”状态。用专用镗孔工具采用分两批方法进行加工，先行交叉镗削其余几个螺栓孔，螺栓孔应顺锥度，加工要求按相应的图纸执行。第一批镗孔结束后，用内径分厘卡测量孔的上下、左右两个方向以及孔长度方向数值，并记录。测量结束后，随即打上螺孔编号；将液压定位螺栓安装于已镗好的螺栓孔处，确定联轴节紧固好后，拆除临时定位螺栓。用专用镗孔工具对剩下的螺栓孔进行镗孔。用内径分厘卡测量孔的上下、左右两个方向，以及孔长度方向数值，并记录。测量结束后，随即打上螺孔编号。待全部螺栓孔都已镗完，松开液压定位螺栓，使中间轴成开轴状态。根据测量数据精加工紧配螺栓，并按照技术要求进行无损探伤合格后作好标记。 固定螺旋桨轴，并记录螺旋桨轴前法兰位置。 图5-3 轴系校中模型（2）轴系校中主机、轴系法兰之间应留有满足轴系校中的足够的测量间隙。轴系校中模型所示位置装妥两只可调临时支撑1和2，临时支撑的架设必须有足够的强度。 如图5-3。调整中间轴临时支承的高度，使中间轴艉法兰与螺旋桨轴法兰的“曲折”（GAP1）和“偏移”（SAG1）满足的要求，并使GAP1和SAG1的公差为±0.05mm，左右偏差为±0.05mm并记录数据。调整主机的位置，并使GAP2和SAG2的公差为±0.05mm，左右偏差为±0.05mm并记录数据。考虑到主机所浇注的环氧树脂垫片的干固过程中约有1/1000的收缩量，所以在调整主机座时，应有意识将主机座稍稍顶高约1/1000×mm（-环氧垫片厚度）。 （3）调整主机机座的水平挠度 调整前状态， 机舱内需无影响测量的振动作业，机座周围无导致影响的热源作业及其它作业。主机机座采用前后4角垂直顶升螺栓（每角两只）顶托（其余顶升螺栓可呈松接触状态），无垂直压紧螺栓，前后左右水平顶升螺栓受力应均匀。此后分别测量位置为主机机座上法兰面（凸轮轴侧和排气侧）。各测量点均为轴承支座中心，并以前、后两点为基准。测量前应清洁测量点区域的污垢，并选取平整表面。测量方法：在400N水平拉力作用下，测量0.5mm琴钢丝相对于机座下垂量（排气侧E/凸轮侧C），并根据琴钢丝垂度S计算机座下垂量（排气侧Ea/凸轮侧Ca），测量记录。 （4）调整主机机座扭曲度 主机在浇注环氧前、处于未联接轴系的状态。将两水平仪（精度高0.1mm/m）置于凸轮轴侧，最前和最后一个气缸单元的机座上结合面（加工面），同时记录水平仪的读数，使读数基本一致，要求扭曲度误差0.1mm/m。这里注意水平仪置放位置应平整、清洁。（5）调整曲轴曲柄差（验收标准见主机制造厂推荐数据） 紧配螺栓必须先行提交验收。清洁螺栓、螺孔，螺栓放入液氮冷冻箱，应用冷冻安装工艺将合格的紧配螺栓（连接前需喷涂二硫化钼）分别连接柴油机和中间轴的法兰、中间轴与螺旋桨轴法兰，四十八小时后，用扳手拧紧螺帽，螺母支承面与法兰平面应紧密接触，接触面75%周长上应插不进0.05mm塞尺。装上开口销，拆除螺旋桨轴法兰处的F附加力和中间轴上的临时支承1和2。 （6）测量轴承负荷（连接轴系螺栓后） 轴承负荷测量前，应停止一切振动作业。按照轴系校中计算书所示的位置，安装千斤顶，检查千斤顶座架是否牢固，松开中间轴承上轴瓦。在千斤顶所对应的轴颈上，放置一个百分表，并检查百分表的支架是否牢固。掀动油泵从而顶升中间轴，要求油压每升高2.0MPa，记录对应的百分表读数（即轴上升量），直到压力上升不大但轴颈抬高较 图5-4 顶升过程升降压力与位移的曲线快时为止。慢慢地泻放油压，每降2.0MPa，记录对应的百分表读数（即轴下降量），直至油压完全释放。 6 影响轴系校中的相关因素讨论关于大型船舶的轴系校中工作，对船厂进行轴系校中一般是船系泊在码头时进行，由于受到客观条件的限制，校中时船舶的负载况调整至像船舶正常航行中调整载况那样可以考虑合理均衡调载。因此，载况对船体变形的影响趋势不可预测。此外，从船舶出坞或下水在系泊码头漂浮、具备轴系校中条件开始，到主机定位、安装结束，至少要经历两三个月的时间。在这期间里，气温变化对船体变形的影响也是不可预测。 6.1 气温造成船体变形对轴系校中的影响目前通用的轴系校中程序，首先根据轴系校中计算书的要求进行轴系排正，通过调整艉轴法兰间的曲折（GAP）值和位移（SAG）值,使其满足计算书规定的数值要求计算，从而确定中间轴承和主机的位置。轴系排正对轴承法兰间的SAG和GAP值的公差要求一般为±0.1mm，然而在轴系排正期间,温度对排正的影响很大。 图为某大型油轮四月连续3天的SAG和GAP均值变化曲线图，3天内天气情况大致相同，早晨6点将SAG和GAP按要求调整好，而后每隔一小时测量一次，实际因船体受太阳直射的温差变化要超过0.2mm。也就是说轴系排好后不做任何调整每天从早到晚检查各法兰的 SAG和GAP值。 图6-1 四月某3天各时段SAG和GAP值变化曲线轴系排正报验后便可以将轴系法兰连接好，法兰螺栓装配结束后下一步就要测量艉管前轴承、中间轴承和主机最后三道主轴承的负荷以及测量主机最后两缸的曲轴臂距差。根据测量的结果，调整中间轴承及主机的高度来保证上述各轴承负荷及主机最后一各缸的曲臂差均处于较理想的状态。这里的较理想的状态是指：在综合考虑船体变形及主机热态可能引起的变化趋势的前提下，能够保证船舶在各种装载的服务工况下各轴承的负荷分布合理、均有一定的负荷且均不超过其允许的承载能力、主机各缸的曲轴臂距差均在主机专利公司规定的范围之内，也就是说将船舶非服务工况下的各轴承负荷及主机各缸曲臂差调整为保证船舶服务工况下不超差的状态；还可以说轴系校中计算书中所计算出的各轴承在船舶处于冷态及热态情况下的理论负荷值的变化是以船体为刚性不变形为假设前提。