王 仙 李天勻 朱 翔 金 翔

1華中科技大學 船舶與海洋工程學院，湖北 武漢430074 2武昌造船廠，湖北 武漢430060

澆注型環(huán)氧樹脂墊片特性及在我國船舶中的應用

王 仙1李天勻1朱 翔1金 翔2

1華中科技大學 船舶與海洋工程學院，湖北 武漢430074 2武昌造船廠，湖北 武漢430060

對90年代以來澆注型環(huán)氧樹脂墊片在我國船舶中的應用情況進行綜述，分析環(huán)氧樹脂墊片的可靠性與經濟性。針對環(huán)氧樹脂墊片在船舶機械設備安裝和軸系定位安裝中的應用，將新工藝與傳統工藝進行對比，說明環(huán)氧樹脂墊片的優(yōu)勢。介紹環(huán)氧樹脂墊片澆注工藝的發(fā)展情況和目前的設計審核方法，并對環(huán)氧樹脂墊片在我國船舶中的應用進行展望。

環(huán)氧樹脂；澆注；墊片；主機；艉軸管

1 引言

隨著造船業(yè)的不斷發(fā)展，澆注型環(huán)氧樹脂墊片在船舶設備安裝中的應用越來越廣泛。環(huán)氧樹脂具有隔熱、隔振、抗壓和耐腐蝕的特性，并可實現現場澆注、室溫固化、一次成形，縮短施工周期，降低勞動強度，提高經濟效益。到90年代末期，世界上已有80%以上的修造船舶中采用該項新型材料和新工藝［1］。我國的修造船業(yè)也迅速掌握了澆注型環(huán)氧樹脂墊片的工藝特點和技術關鍵，將其廣泛地應用于主、輔機和甲板機械的安裝、軸系的校中、美人架的定位等。作者在參考眾多文獻的基礎上，著重分析了澆注型環(huán)氧樹脂墊片的特點及其90年代以來在我國船舶機械設備安裝和軸系定位安裝中的應用。

2 環(huán)氧樹脂墊片的可靠性與經濟性分析

2.1 環(huán)氧樹脂墊片的可靠性

船用環(huán)氧樹脂質量要求較高，目前成熟產品主要有下述三家工廠的專業(yè)產品：

1）美國費城樹脂公司的Chockfast系列，制作船舶主機墊片時用Chockfast Orange系列；

2）德國H.A Springer公司生產的Epocast系列，做主機墊片時用Epocast 36系列；

3）寧波市北侖科技實業(yè)有限公司的 JN－120A系列。其主要技術性能見表1［2－5］。

表1 環(huán)氧樹脂墊片與鑄鐵墊片主要技術性能

澆注型環(huán)氧樹脂墊片具有如下性能：

1）室溫澆注，工藝簡單；

2）表面張力小，能填滿幾乎所有凹坑；

3）澆注過程中物料不沉淀，固化后不分層，外觀均一；

4）固化后的材料性能穩(wěn)定，耐油，耐海水，對金屬無腐蝕，還具有自熄性能；

5）澆注時無毒，無污染；

6）線收縮率極?。?/p>

7）重量輕；

8）使用壽命長（＞20年）。

環(huán)氧樹脂墊片的性能在某些方面不如鑄鐵墊片，例如抗壓強度比鑄鐵低（表1），這也是人們普遍關注的問題，但它的密度?。ㄒ话阍?.0～2.0 g／cm3之間，為鋼、鑄鐵的1／8～1／4）［6］，所以比強度很高。在我國，澆注型環(huán)氧樹脂墊片已廣泛應用于多艘萬噸級船舶、15萬噸級船塢、漁船、客船、拖船、挖泥船、高速快艇、化學品船、艦船，以及用于起重設備的回轉盤定位、艦載直升飛機平臺固定、艦艇火炮和發(fā)射架定位等。我國自行研制生產的JN－120A經中國、美國等船級社及世界最大柴油機公司MAN.B＆W認可，并通過ISO 9002質量體系認證，已在全國160多家船廠2 600多艘各類民用船舶和軍用艦艇上使用［7］。事實證明，環(huán)氧樹脂的使用性能并不亞于鋼、鑄鐵墊片，其可靠性經過了實踐檢驗。

2.2 環(huán)氧樹脂墊片的經濟性

環(huán)氧樹脂墊片的主要經濟性問題是原材料的價格較貴，如使用進口環(huán)氧樹脂，再加上一些輔助材料，其原材料成本就更高。根據浙江省某船廠的資料顯示，該廠承建的4 400 DWT多用途船舶，主機用Epocast36環(huán)氧樹脂墊片安裝時，原材料成本比用鑄鐵墊片安裝增加了約300%。

經濟性問題除了要考慮原材料成本外，同時還需考慮工時、周期及其他原材料的消耗，要對有關經濟指標進行綜合考慮。上例中，對兩種工藝方法綜合比較，雖然原材料成本增加了，但工時節(jié)省了約46.9%，施工周期縮短了47.2%，綜合考慮，其費用節(jié)省了21.8%。如果采用國產原材料將進一步大大降低成本，經濟效益非?？捎^。

由此可見，使用環(huán)氧樹脂墊片具有明顯的經濟效益，而且這一工藝能大大減輕工人的勞動強度，具有良好的社會效益。

3 澆注型環(huán)氧樹脂墊片在船舶機械設備安裝中的應用

環(huán)氧樹脂墊片廣泛地應用于船舶主輔機、發(fā)電機組、齒輪箱、甲板機械等船用設備的安裝和固定。下面主要介紹環(huán)氧樹脂墊片在主機安裝中的應用。

3.1 使用環(huán)氧樹脂墊片與使用傳統金屬墊片的比較

在船舶主機安裝中，傳統的方法是采用鉗工拂配鋼質（或鑄鐵）墊片工藝。這一方法在國內船舶主機安裝中已有多年的歷史，對于金屬墊片的設計、加工、安裝和管理等已經形成了一套成熟的經驗。然而金屬墊片的使用也存在諸多弊端：

1）機加工面多，拂刮工作量大

采用傳統工藝安裝主機，所需墊片數量多，機加工工作量大，加工要求也高，墊片累積誤差（加工誤差、測量誤差、經驗誤差）多，不能預先加工完成，現場需要拂刮的面多。

2）勞動強度大，施工周期長

因為金屬墊片不能預制，主要的工序都必須在現場進行，固定墊片的加工和活動墊片的研配等工作都需要諸多手工操作，不僅質量較差，而且勞動強度大，生產周期長［8］。

3）金屬墊片受力單一，而地腳螺栓受力復雜

金屬墊片主要承受主機自重的壓力，故受力較為單一。地腳螺栓既受徑向剪切力，又受軸向鎖緊力作用。其中，因為每組金屬墊片均為多層串聯結構，為了消除這些墊片結合面造成的縫隙，則所需螺栓的軸向鎖緊力就必然大［9］。

4）金屬墊片減振性能差

金屬墊片是剛性件，當用于動力裝置的安裝時，它基本不產生減振效果。

基于此，人們在不斷尋找能高效率、高質量地進行設備安裝，縮短修、造船周期的新方法。20世紀60年代中期，美國費城樹脂公司受造船業(yè)的委托，開始研制澆注型環(huán)氧墊片。70年代開始，環(huán)氧樹脂墊片在船舶機械設備安裝上逐步代替?zhèn)鹘y的鑄鐵、鑄鋼墊片，這一造船新材料和新工藝的應用日趨廣泛。80年代初期，澆注型環(huán)氧機座墊片以其優(yōu)越的性能獲得世界各國的公認，在主、輔機和甲板機械安裝中被世界各地的船東及船廠大量采用。通過建造出口船，澆注型環(huán)氧樹脂墊片逐漸在我國造船行業(yè)中流行起來。為推廣這項新技術（圖1），1993年，國家頒布了“船用環(huán)氧機座墊片技術條件”（CB／T3514－92標準）。

與金屬墊片相比，環(huán)氧樹脂墊片主要具有以下特點：

1）工藝簡單，施工周期短

澆注環(huán)氧樹脂墊片不需要復雜的工具或特殊的技術，采用一次澆注成型、一步到位的工藝；環(huán)氧樹脂墊片的工作表面無需拂刮，對與其結合表面也不需要進行機加工；與環(huán)氧樹脂墊片有關的大部分澆注與安裝工藝（如環(huán)氧樹脂配料、混合、攪拌、預熱等），均可在車間內預制和事先完成。因此，盡管環(huán)氧樹脂施工時必須在現場澆注，船臺的施工周期也能大大縮短。據統計，其一般只占金屬墊片安裝主機時周期的1／10～1／4左右，即使計及總周期也不到1／3。

圖1環(huán)氧樹脂墊片用于主機安裝

2）連接強度高，綜合性能好

澆注型環(huán)氧樹脂對與其結合的表面要求不高，無需加工并能在不規(guī)則的表面上進行澆注。因其粘度低，表面張力小，澆入后能填滿機座面上的任何凹坑，所以墊片的接觸面積大。環(huán)氧樹脂墊片具有很高的摩擦系數，基座與機座面之間極難發(fā)生滑動，所以螺栓不易松動。由于環(huán)氧樹脂墊片整個貼合面都承受載荷，因此機械強度比較高。相關試驗表明，當兩塊鋼板間的連接采用環(huán)氧樹脂膠結（膠合面積為25.4×25.4 mm2），比鉚接（鉚釘直徑為6.35 mm）的抗剪切強度要高40%～95%。

環(huán)氧樹脂具有較低的彈性模數，船體振動誘發(fā)出的局部瞬時壓力，易被緩和并均勻地分布在支承面上，這樣就不會因局部的瞬時壓力使螺栓和墊片損壞或變形而引發(fā)事故。

環(huán)氧樹脂墊片的熱膨脹系數為鑄鐵的2～4倍，當主機工作時，可進一步地漲緊螺栓，從而增加了螺栓的張力，并增加了墊片的穩(wěn)定性。

3）減振效果明顯

環(huán)氧樹脂是非金屬材料，它與鋼相比硬度低，與鑄鐵相比塑性大（約大25倍），由于其接觸面積大、吸振性能好，故能有效地減少動力裝置運轉時的振動和噪聲。據初步測定，主機采用環(huán)氧樹脂墊片時，船體基座振動的總烈度只有主機采用金屬墊片時的1／8～1／10左右。經驗證明［10］，在中高頻率范圍內，環(huán)氧樹脂墊片具有較好的減振效果。

3.2 對澆注環(huán)氧樹脂主機墊片工藝的研究

環(huán)氧樹脂墊片優(yōu)勢日益突出，引得眾多環(huán)氧樹脂生產企業(yè)和修、造船廠不斷對其性能和澆注工藝進行研究和改進。

1）對澆注工藝的研究

張松鶴、張全針對大型低速主機提出了采用環(huán)氧樹脂墊片安裝的注意事項。劉建國、鈕心憲介紹了環(huán)氧樹脂作為低速柴油機基座墊片的工藝及其技術關鍵，并總結了對澆注工藝進行監(jiān)督的經驗。陳樸對JN－120A澆注型環(huán)氧樹脂機座墊片的使用作了說明。鈕心憲［11］從軸向及側向止推的角度，對柴油機的環(huán)氧樹脂基座墊片的處理方法提出了若干技術要求。

2）對環(huán)氧樹脂墊片事故的研究

陳秋華、徐小溪［12］和余憲海［13］分別就環(huán)氧樹脂墊片在應用中出現的事故進行原因分析和教訓總結，得出：環(huán)氧樹脂墊片必須注意使用條件，尤其是環(huán)境溫度；船舶主機機座－墊片－基座系統的接觸剛度對機器的正常工作是至關重要的，此外，環(huán)氧樹脂墊片的蠕變澆注工藝應引起重視。

3）對工藝改進的研究

余憲海在研究環(huán)氧樹脂墊片可靠性與經濟性時，認識到環(huán)氧樹脂材料特性上存在的弱點，同時指出正因為考慮了這些材料特性，在主機安裝中采取了一些工藝措施，以保證墊片質量。例如：根據安裝經驗，墊片厚度大約有其1／1 000的下沉量，所以，一些船廠在安裝時預提高主機的位置。為防止環(huán)氧樹脂墊片與主機機座及船體基座粘牢，在結合面上涂脫模劑（圖2），這就避免在主機工作過程中環(huán)氧樹脂墊片因蠕變較大等原因產生變形、松脫，從而降低地腳螺栓的緊固力，甚至引起主機振動。邵立對現場澆注安裝關鍵工序和監(jiān)督檢驗過程進行了研究分析，對于進一步完善其安裝工藝、檢驗方法和依據提出了建議與改進措施。

圖2 澆注環(huán)氧樹脂的主要工序

3.3 采用環(huán)氧樹脂主機墊片的設計審查

嚴格審查環(huán)氧樹脂墊片的安裝設計，在澆注過程中全面而嚴格的監(jiān)督是保證墊片質量的重要條件。目前，CCS對船舶主機環(huán)氧樹脂墊片的理論計算尚無統一的要求，一般船舶主機環(huán)氧樹脂墊片的設計計算書由現場驗船師審核批準，船廠設計和審核的依據一般是我國船舶行業(yè)標準 “船用環(huán)氧機座墊片技術要求”（CB／T3514－92）。根據該標準，設備自重的靜壓應力≤0.7 MPa，總壓應力≤3.5 MPa，由以上兩個參數決定墊片承壓總面積。對于墊片厚度規(guī)定在15～70 mm之間，最佳厚度為25～45 mm。由螺栓壓縮引起的變形量在軸系調整中事先修正。標準中規(guī)定：墊片厚度每增加10 mm，軸線抬高0.01 mm。

設計計算書中要求包括［14］：

①柴油機或其它輔機的重量和型號；

②螺栓尺寸、材料牌號和數量；

③墊片分布圖和墊片尺寸；

④墊片有效面積；

⑤螺栓緊固力及拉應力；

⑥螺栓扭力矩或液壓拉伸器的壓力。

審查環(huán)氧樹脂墊片時計算以下參數，檢查是否滿足規(guī)范要求：

1）由主機自重而產生在墊片上的靜壓應力σ0

式中，W為主機自重 （包含主機正常運轉時的潤滑油及冷卻水）；A為環(huán)氧樹脂墊片總有效面積。σ0≤0.7 MPa則符合要求。

2）由主機自重和安裝螺栓的擰緊力而產生在墊片上的總壓應力σ：

式中，T為螺栓的總緊固力。對于總壓應力σ，目前英國LR船級社作了規(guī)定，見表2。

表2 環(huán)氧樹脂墊片在不同使用溫度下的總壓應力限值

挪威DNV、日本NK、法國BV和德國GL船級社等的要求基本上與英國LR相同。我國的船用標準則沒有溫度限制，對于總壓應力的要求有一個范圍為2.5～3.5 MPa。

3）地腳螺栓擰緊力T

在計算地腳螺栓擰緊力時，除了要計及總壓應力的限制，還要考慮主機制造廠商推薦的螺栓擰緊力（為確保機器不會移動，一般總緊固力應大于主機自重的2.5倍）。

由于總壓應力計算公式（2）中有2個未知數σ和T，所以在計算時有2種算法：

①先假定σ而后定出T；

②先假定T而后定出σ。

我國船舶標準中建議的是第一種方法，即：

假定墊片總壓應力σ（小于標準要求上限3.5 MPa），則

然后檢驗T／W是否大于2.5，否則不能確保機器不移動。

單個螺栓的緊固力：

式中，n為螺栓數。

若采用扭力扳手，螺栓的擰緊力矩Mt（N·m）：

式中，d為螺栓直徑，mm。

如果采用液壓拉伸器緊固螺栓，則緊固時液壓拉伸器的油壓公式為：

式中，σn為拉伸壓力；K為液壓系數，與螺栓尺寸有關；S為拉伸器活塞有效面積。

但事實上通常主機制造廠對地腳螺栓的液壓拉伸器拉伸壓力有規(guī)定（假設為σ1）。用第一種方法計算出的結果可能出現與規(guī)定不符的情況（σn＞σ1）。這實際上是由于先假定了墊片的總壓應力。如果反過來計算：

設σn＝σ1，則 Tn＝σn×K×S

總緊固力 T＝Tn×n

總壓應力σ＝T／A＋σ0，然后檢驗σ是否小于船用規(guī)則要求的上限值3.5 MPa。

實際情況中，一般大中型主機制造廠商對于地腳螺栓的擰緊力矩或拉伸壓力都有明確的規(guī)定，此時必須按算法②進行計算，來判斷總壓應力σ是否滿足要求。而在對地腳螺栓的擰緊力矩或拉伸壓力沒有規(guī)定的情況下，可按算法①進行計算，來判斷總擰緊力T是否大于設備自重的2.5倍。

4）螺栓拉應力σn

CCS規(guī)范及我國船用標準對于螺栓的拉應力只要求小于該螺栓材料的屈服強度，而未計及安全系數。而國際上其他幾個主要船級社的規(guī)范，均規(guī)定螺栓拉應力應小于其屈服強度的80%。

5）螺栓伸長量S

式中，LK為螺栓長度，mm；d為螺栓直徑，mm；Ah為液壓拉伸器活塞有效面積，mm2；σh為拉伸器拉伸壓力，MPa；K為液壓系數；E為彈性模量，MPa。

按照我國船用標準的規(guī)定，對于船舶主機環(huán)氧樹脂墊片的設計審查需要計算的參數包含前四項即可。但實際上考慮到主機在運轉過程中的振動，地腳螺栓的伸長量應與緊固力一并在計算中考慮。德國GL船級社對地腳螺栓伸長量的下限有明確的規(guī)定，即當總壓應力小于3.5 MPa時，伸長量Smin＝0.12 mm；當總壓應力大于3.5 MPa時，伸長量Smin＝0.15 mm。

此外，對于墊片的布置，邊墊片和端墊片的設置也要進行適當的考慮。

4 澆注型環(huán)氧樹脂墊片在船舶軸系定位安裝中的應用

80年代初期，隨著國內外造船業(yè)的蓬勃發(fā)展，在軸系定位安裝中大量地采用一種澆注型環(huán)氧樹脂的新型材料。近30年來，我國在船舶主機軸系、艉軸管、舵軸承的定位，螺旋槳與槳軸的固定等方面也廣泛應用了澆注環(huán)氧樹脂墊片這一新工藝。下面主要介紹環(huán)氧樹脂在艉軸管定位安裝中的應用。

4.1 澆注環(huán)氧樹脂墊片工藝與傳統鏜孔安裝工藝的比較

長期以來，傳統上都是通過軸系鏜孔來實現艉軸管的定位，即將與艉軸管配合的軸轂 （人字架、艉柱、前支撐、隔艙加強板、座板等）焊接裝備在船體結構上，以所確立的軸系理論中心線為基準在各軸轂的端面上劃出加工圓線和檢驗圓線，用鏜排（鏜桿）鏜削軸轂內孔和端面至要求尺寸，再按照此尺寸于內場加工艉軸管裝配在各軸轂內以完成艉軸管定位［15］。澆注型環(huán)氧樹脂這一新材料的施工工藝是將在內場加工到精尺寸的艉軸管提前送入留有很大間隙的各軸轂中，用調整螺栓調節(jié)艉軸管與所確立的軸系理論中心線的相對位置，使艉軸管中心線與軸系理論中心線相符，最后用環(huán)氧樹脂澆注填充艉軸管與軸轂之間的空間，待樹脂固化形成墊片即完成艉軸管定位。對比兩種工藝可以看出：

1）用傳統工藝安裝時使用的鏜排，其加工質量受到很多因素的影響，如鏜桿裝置的剛性、加工設備的振動等。因此，用鏜排進行艉轂孔的鏜孔加工，其加工質量難以保證，而加工精度要求比較高，所以經常會出現加工完工后，還需要手工拂配刮削才能達到要求。

2）鏜孔必須在船體上焊接軸承基座，需要消耗材料。整個鏜孔的周期比較長，一般鏜一個艉轂孔需要1個星期的時間。另外，艉軸管上與艉轂管內孔相配合的外圓尺寸不能按圖紙加工，而必須事先留有一定的加工余量，在艉轂孔鏜孔完畢后根據實際尺寸精加工后才能進行裝配，因此整個艉軸管加工裝配的周期很長。

3）采用澆注環(huán)氧樹脂工藝進行艉軸管定位安裝時，艉轂孔（或前后軸承座）按圖紙尺寸加工后定位焊接在船體相應位置，其內孔與艉軸管外徑有很大間隙，所以不需鏜孔加工，艉軸管外圓可按圖紙尺寸一次性加工完成，然后上船安裝。安裝時只需調整艉軸管軸承內孔與理論軸心線重合，在艉轂孔與艉軸管外圓之間澆注環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂固化后，安裝過程就完成了，整個過程不過1～2天時間，所以艉軸管定位安裝的周期短。另外，環(huán)氧樹脂材料固化前后的線收縮率極小，不易產生偏差，以確保軸系中心線精確，因此安裝質量比鏜孔安裝高。環(huán)氧墊片接觸面積大，貼合程度好，干固后與金屬間具有很高的摩擦系數，結合力強，使艉管與環(huán)氧、環(huán)氧與艉軸孔內壁之間難以產生滑動。它的彈性模數隨絕對溫度的增高而成比例增大 （金屬材料是隨溫度的增高而減小的），因而當軸系運轉時，盡管艉管區(qū)域溫度升高，環(huán)氧樹脂墊片也不會過早地發(fā)生塑性變形。

4.2 對軸系安裝中澆注環(huán)氧樹脂工藝的研究

1）對澆注工藝的研究

向功順［16］介紹了用Epocast 36環(huán)氧樹脂艉管校中的工藝，并對澆注過程中的設備、材料、程序進行了闡述。游金祥［17］針對國內大多數高速客輪軸系結構的特殊性，介紹了使用環(huán)氧樹脂填充工藝解決細長軸系艉軸承安裝問題的方法。李錦通、呂庭豪［18］詳細介紹了船舶主機軸系安裝采用澆注環(huán)氧樹脂定位的工藝及技術要點。

2）對影響澆注的關鍵因素的研究

曹中華［19］分析了艉管環(huán)氧校中對軸系校中的影響，強調溫度、施工環(huán)境和環(huán)氧澆注環(huán)境是校中過程控制的重要影響因素。也有文獻指出澆注型環(huán)氧樹脂墊片的使用是要有其保障前提的，只有在工藝、設備、人員素質等因素能夠配套跟上的時候，其才能盡顯優(yōu)越；而在配套因素達不到控制要求的生產條件下，新工藝的適用性將大打折扣。

3）對工藝進行改進的研究

要使艉軸管裝置達到定位的目的，一要保證環(huán)氧樹脂固定不動。從整個艉軸管裝置來看，艉柱是跟船體連在一起的，是固定不動的，這就要考慮如何使環(huán)氧樹脂與艉柱固定在一起，而且結構要盡量簡單，緊湊可靠。二要保證艉軸管本身也固定不動。這就要考慮怎樣設計艉軸管兩端的結構，以及相關的連接件結構形狀。針對這些問題，李錦通［20］提供了設計對策，即環(huán)氧樹脂端部設計成法蘭形狀，并通過螺栓與艉柱牢固地連接在一起；對艉軸管后端部，設計成法蘭結構與環(huán)氧樹脂相配；對艉軸管前端部，另外設計出一個前艉管壓蓋（法蘭蓋），并在壓蓋上布置了潤滑油進出油孔。

劉立軍、孟慶揚［21］對艉軸管工藝進行了改進與生產優(yōu)化。改進工藝主要是對直筒型艉軸管與艉軸轂組成的密封空間進行澆注（圖3）。所澆注的空間完全與艉軸管內部隔開，避免了因澆注縫隙或氣泡產生的艉軸管泄漏，加強了其密閉性，同時使得艉軸管安裝方便，延長了艉軸承的使用壽命。改進之處主要有：

①艉軸管采用整體式直筒型，把船首方向的定位螺栓放到軸包板以外，易于調節(jié)（見圖4）；

②去掉艉軸承套，艉軸承直接壓入艉軸管，另外加有定位法蘭（圖5）；

③去掉了艉軸套的連接螺栓孔，同時定位法蘭艉軸密封的螺栓孔，可拆卸法蘭進行加工，縮短了工期和塢期；

④美人架上直接焊接艉軸轂，精確調節(jié)艉軸管。

圖3 環(huán)氧樹脂澆注示意圖

圖4 改進工藝比較圖

4.3 艉軸管采用澆注型環(huán)氧樹脂墊片的設計審查

由于采用澆注環(huán)氧樹脂墊片這一新工藝后，整個艉軸管裝置的裝配結構有所改變，故設計要求也更加嚴格。設計計算時校核環(huán)氧樹脂的抗壓強度是否滿足要求。

圖5 艉軸管總體圖

澆注材料（以JN－120A為例）承受的靜壓力：

式中，M1為艉軸質量；M2為艉軸管質量；M3為螺旋槳質量；L為澆注長度；D為艉軸管外徑。若σ0≤117 MPa（允許承受的最大靜壓力），則強度符合要求。

5 對船用環(huán)氧樹脂墊片的展望

5.1 環(huán)氧樹脂墊片的技術審核應納入規(guī)范

澆注型環(huán)氧樹脂墊片的技術已經成熟，并獲得廣泛的認可。然而我國目前尚無對環(huán)氧樹脂墊片的理論計算的統一要求，對其應用也未納入規(guī)范，僅有的依據是“船用環(huán)氧機座墊片技術條件”（CB／T 3514－92）和“驗船師須知”（CCS）。從實際使用情況來看，一方面，“船用環(huán)氧機座墊片技術條件”僅僅適用于JN－120A澆注型環(huán)氧樹脂墊片，當采用進口環(huán)氧樹脂時，由于在某些技術參數上并不一致，該標準并不完全適用。而且，該標準是1993年頒布的，隨著環(huán)氧樹脂性能的不斷提高，工藝的不斷改進，其不足和欠缺也逐漸反映出來。另一方面，供應商推薦的樹脂墊塊下沉量大都為墊塊厚度的1／1 000，在實際工作中通常也是按照1／1 000的壓縮量來進行軸線校中的，這與《驗船師須知》中的1／10 000［22］不一致。由此可見，驗船師對澆注型環(huán)氧樹脂工藝進行審核時，需要一個統一的、實際操作性強的標準。

隨著造船業(yè)中環(huán)氧樹脂墊片應用的不斷廣泛和深入，建議CCS盡快頒布有關規(guī)范，為船用環(huán)氧樹脂墊片的使用提供完整的理論計算、安裝工藝及檢驗的標準和依據。

5.2 環(huán)氧樹脂墊片的性能將更加優(yōu)越

隨著化工技術的發(fā)展，環(huán)氧樹脂具有越來越好的性能，如優(yōu)良的粘結強度、耐水、耐熱、耐化學藥品、不易發(fā)霉、具有密封性等，因此這一材料在船舶輪機工程安裝中的應用越來越廣泛。隨著應用領域的拓寬和深入，對環(huán)氧樹脂墊片技術性能的要求也越來越高。改進環(huán)氧樹脂的性能一直是中外研究人員的“熱門”課題，在有關科技人員的努力下，各種韌性更好、強度更高、更耐高溫的環(huán)氧樹脂層出不窮；環(huán)氧樹脂生產企業(yè)也能依據產品的不同用途，選擇添加各種輔助材料 （如增塑劑、抗氧化劑等），或調整環(huán)氧中的成分配比，以滿足客戶對產品性能的要求。隨著科技的發(fā)展和應用需求的不斷增加，高性能環(huán)氧樹脂墊片的研究將會有更大的進展，更多品種、更高性能的船用環(huán)氧樹脂墊片將被開發(fā)出來，其用途也會更加廣泛。

［1］陳樸.JN－120A澆注型環(huán)氧機座墊片的使用［J］.造船技術，1997（2）：32－37.

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The Characteristics of Pouring Epoxy Resin Cushion and Its Application in Ships

Wang Xian1Li Tian－yun1Zhu Xiang1Jin Xiang2
1 School of Naval Architecture and Ocean Engineering，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China 2 Wuchang Shipbuilding Industry Company Ltd.，Wuhan 430060，China

This paper made a general description of the application of casting epoxy resin cushion in shipbuilding industry since the 1990s.It analyzed the reliability and economy of epoxy resin cushion and according to the application of epoxy resin cushion in shipping machinery and shaft installation，generalized the advantages of epoxy resin cushion by comparing the new technique with the traditional ones，and it introduced the development of casting epoxy resin cushion technique and the current design checking method.Besides，some expectations were put forward for the application of casting epoxy resin cushion in Chinese shipbuilding industry.

epoxy resin；casting；cushion；main engine；stern shaft axis

U671.99

A

1673－3185（2009）04－61－07

2009-03-18

海軍裝備預研項目（1010501020402）

王 仙（1986－），女，碩士研究生。研究方向：船舶與海洋結構物設計制造。E-mail：pineapple_shian＠163.com

李天勻（1969－），男，教授，博士生導師。研究方向：船舶與海洋工程結構力學、結構振動與噪聲控制等。E-mail：ltyz801＠tom.com