劉 其,劉 濤

(江蘇新時代造船有限公司,江蘇靖江 214500)

0 引言

軸系校中的目的是為了保證各軸段上內(nèi)力和各軸承上的負(fù)荷均應(yīng)處在允許范圍之內(nèi)。校中安裝順序一般有兩種,一種是在尾軸和主機(jī)均已安裝完畢,此時的中間軸及軸承須根據(jù)尾軸及主機(jī)的實(shí)際位置進(jìn)行校正安裝,另一種是在尾軸安裝完畢后,自尾至首逐節(jié)校中安裝中間軸及其軸承,主機(jī)在中間軸安裝后再進(jìn)行校正定位。大中型船舶一般采用后者。本文根據(jù)多年建造萬噸船的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),介紹建造的11.4萬t油船螺旋槳處于 70%浸沒狀態(tài)下校中的方法。

1 軸系校中前的準(zhǔn)備工作

(1)尾軸及螺旋槳根據(jù)軸系布置圖安裝并已交驗(yàn)結(jié)束。

(2)根據(jù)本船軸系布置圖及主機(jī)安裝圖要求主機(jī)及中間軸承已初步定位。

(3)在中間軸距法蘭端面某處安裝臨時支撐。

(4)刮拂中間軸承座上平面的固定墊塊,用平板檢驗(yàn)接觸點(diǎn)應(yīng)均勻分布,每 25 mm2不少于 2～4點(diǎn),固定墊塊上平面按要求加工成傾斜度 1/100。

(5)調(diào)整船舶浮態(tài),使螺旋槳處于 70%浸沒狀態(tài)下校中。

2 軸系校中程序

(1)根據(jù)校中計算書在尾軸的前端法蘭處用千斤頂加50kN外力。通過調(diào)整中間軸的臨時支撐和主機(jī)高度,利用直尺和塞尺(或指針裝置)測量艉軸和中軸及中軸和主機(jī)端連接處各對法蘭的偏移量和曲折度是否達(dá)到校中計算書規(guī)定的要求。當(dāng)上述值達(dá)到計算書要求時,在艉軸和中軸及中軸和主機(jī)端法蘭連接之前必須交船東船檢認(rèn)可。

(2)軸系交檢以后,用連接螺栓把中間軸法蘭與尾軸法蘭、中間軸法蘭與主機(jī)推力軸法蘭連接起來并上緊。

3 校中數(shù)據(jù)的檢測

3.1 主機(jī)曲軸拐檔差的檢查

主機(jī)曲軸拐擋差值應(yīng)該盡可能接近于 0。曲軸與中間軸連接后,測量最后缸的拐擋差值并與主機(jī)廠提供的胎架試驗(yàn)報告進(jìn)行比較。如有必要,抬高或降低主機(jī)直到其拐擋差值與目標(biāo)值要求一致為止,也可能要抬高或降低中間軸承以優(yōu)化校中結(jié)果。

環(huán)氧澆注前應(yīng)檢查所有缸的拐擋差。為抵消船舶裝載期間船體的變形,在校中期間,對于最后缸應(yīng)采用特殊的目標(biāo)值。目標(biāo)值公差示例:

11.4 萬t油船選用的是7S60MC-C型主機(jī):目標(biāo)值=+0.5×限制值,公差為±0.3×限制值。正常情況的最大拐擋差值S60MC-C=最后缸目標(biāo)值0.28 mm×0.5=+0.14mm,公差(目標(biāo)限制)值0.28 mm×0.3=±0.08 mm,垂直狀態(tài)拐擋差目標(biāo)值為+0.06mm到+0.22mm之間。

3.2 測量主機(jī)后兩檔軸承間隙

測量最后兩道主機(jī)軸承的頂部間隙。由于該位置很難進(jìn)入,因此只從前側(cè)測量其間隙,該值是可以接受的。與主機(jī)廠提供的胎架試驗(yàn)報告值進(jìn)行比較,頂部間隙通常要減小0.05 mm。

3.3 檢查主機(jī)底座的平面度

采用拉鋼琴絲的方法測量主機(jī)底座的平面度時要注意以下幾點(diǎn):

(1)鋼琴絲兩端距離主機(jī)底座平面的距離必須相等,誤差不超過0.02mm。

(2)鋼絲的所受拉力必須準(zhǔn)確,可根據(jù)主機(jī)廠推薦值。

(3)測量的機(jī)座的下垂值時,要考慮鋼琴絲的下沉量,二者相加的結(jié)果即為主機(jī)底座的下垂值。

3.4 用框式水平儀檢查主機(jī)扭曲度

用框架水平儀測量主機(jī)扭曲通常是在機(jī)座上平面或?qū)Щ宓耐馆嗇S側(cè),在最前一缸和最后一缸進(jìn)行。具體程序?yàn)?

(1)在機(jī)座上平面或機(jī)架導(dǎo)滑板凸輪軸側(cè),與前后方向垂直的橫向位置,測量最前面氣缸的傾斜偏差。

(2)與上相同,測量最后面氣缸的傾斜偏差。

(3)2次測量結(jié)果相減即得主機(jī)扭曲度。該扭曲度的允許范圍:最大差值0.1mm/1 000mm。

3.5 測量各檔軸承的負(fù)荷

3.5.1 測量中間軸承負(fù)荷的步驟

(1)將千斤頂安裝在距中間軸承的某位置,本船在距中間軸承中部偏首550mm處。

(2)慢慢頂升中間軸。

(3)連續(xù)記錄每次中間軸被頂升量和千斤頂施加的負(fù)荷值。

(4)頂舉曲線圖如圖 1所示。圖 1中在坐標(biāo)系統(tǒng)圖上,以縱坐標(biāo)作為中間軸被頂升量,橫坐標(biāo)作為千斤頂施加的負(fù)荷值,繪出軸的升高量與千斤頂負(fù)荷值的上升關(guān)系曲線0ab。

(5)當(dāng)中間軸受頂上升達(dá)到一定數(shù)值后(本試驗(yàn)定為0.5mm)緩慢下降千斤頂上的負(fù)荷,依次連續(xù)記錄相應(yīng)的位移和負(fù)荷,在圖 1坐標(biāo)圖上作出下降曲線cd0。

(6)在圖1坐標(biāo)系統(tǒng)圖中延長ba和cd線段交橫坐標(biāo)于B、A兩點(diǎn),并讀出A、B兩點(diǎn)的值PA、PB。

(7)根據(jù)下式求取中間軸承的實(shí)際負(fù)荷R=KA(PA+PB)/2

式中:R為軸承的計算負(fù)荷;A為頂升工具活塞面積;K為頂舉系數(shù)。

3.5.2 尾管前軸承負(fù)荷的檢驗(yàn)

(1)將千斤頂置于距尾軸的某處,本船設(shè)置在尾軸法蘭平面偏船尾710 mm的正下方。

(2)參照3.5.1中方法求出尾管前軸承的負(fù)荷并與理論負(fù)荷進(jìn)行比較以辨認(rèn)值是否超標(biāo)。

3.5.3 主機(jī)后軸承負(fù)荷的檢驗(yàn)

(1)將千斤頂安裝在主機(jī)飛輪的正下方。

(2)根據(jù)主機(jī)廠提供的數(shù)據(jù)查得,主機(jī)后軸承頂舉系數(shù)K為1.3,其負(fù)荷允許范圍為0～420 kN。

(3)按照測量中間軸承負(fù)荷的方法即可求得主機(jī)后軸承的實(shí)際負(fù)荷。

3.5.4 主機(jī)后倒數(shù)第2檔軸承負(fù)荷的檢驗(yàn)

(1)將千斤頂位于主機(jī)后倒數(shù)第 2檔軸承的正下方。

(2)根據(jù)主機(jī)廠家資料查得,主機(jī)后倒數(shù)第 2檔軸承頂舉系數(shù) K為 0.9,其負(fù)荷允許范圍為21～420 kN。

(3)參照3.5.1中測量中間軸承負(fù)荷的方法即可求得主機(jī)后倒數(shù)第 2檔軸的實(shí)際負(fù)荷。

4 主機(jī)環(huán)氧樹脂墊塊澆注

如果以上檢測項(xiàng)目均合格,則可澆注主機(jī)環(huán)氧樹脂墊塊。主機(jī)環(huán)氧樹脂墊塊澆注結(jié)束后,需檢測環(huán)氧的硬度,然后才能安裝主機(jī)地腳螺栓。環(huán)氧澆注結(jié)束后,必須重新測量軸系負(fù)荷。

5 試航前軸系負(fù)荷復(fù)核

為確保軸系負(fù)荷準(zhǔn)確,建議試航前再次對軸系進(jìn)行復(fù)核。

6 結(jié)語

軸系校中是一項(xiàng)重要的工作,是測量—調(diào)整—測量不斷調(diào)整的過程。該項(xiàng)工作的好壞,將直接影響船舶的正常航行,所以應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的圖紙、軸系計算書、主機(jī)廠推薦的方法進(jìn)行。由于軸系的安裝要求較高,在大型企業(yè)該項(xiàng)工作一般由經(jīng)驗(yàn)豐富的數(shù)名技工共同配合完成,因此對于中小企業(yè)可請求主機(jī)廠派服務(wù)工程師駐廠現(xiàn)場指導(dǎo)完成。

[1] 趙汝斌,鄒春平.船舶動力裝置安裝工藝學(xué)[M].北京:國防工業(yè)出版社,1995.

[2] 譚仁臣.船舶輔機(jī)與軸系[M].黑龍江:哈爾濱工程大學(xué)出版社,1996.