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新造船舶轴系的安装与检验

发布时间:2019-04-15
陈方
  摘 要:船舶轴系是船舶动力装置的重要部分,是船舶航行的生命线。本文主要介绍新造船舶轴系安装与检验。
  关键词:新造船舶;轴系;安装;检验;校中
  船舶轴系是指从主机动力输出端到螺旋桨之间的动力传动构件总称。轴系的构件中有螺旋桨、尾轴、尾轴承、尾轴管及尾轴管密封件等,轴系位于主机和螺旋桨之间。轴系的主要功能是:将船舶主机发出的功率传给螺旋桨,同时又将螺旋桨在水中旋转产生的轴向反推力通过轴系中的推力轴承传给船舶,使船舶根据驾驶指令而航行。
  轴系安装及校中质量的好坏,对保证轴系及主机正常运转以及对减少船体震动有着重要的影响。
  一、轴系安装工艺
  目前广西航区的建造船舶,普遍采用的轴系安装顺序是:在船台上确定轴系理论中心线并加工好各孔之后安装尾轴管、轴承、尾轴、密封装置及螺旋桨等,待船舶下水后,以尾轴联轴节法兰为基准,最后定位齿轮箱及主机。
  1、确定轴系的理论中心线:(1)中心线左、右的确定:中心线要位于主机组两纵桁的中间且平行于主机座纵桁内侧面(因为主机座纵桁早已与船底外板焊接好,不会因中心线的失误而要修改主机座纵桁)。(2)中心线上、下的确定:理论的中心线是与船舶的基线平行,但是为了确保船舶螺旋桨有一定吃水量,可以使尾轴与船舶的基线有一定的倾斜角δ,但倾斜角δ也不能太大,否则会影响螺旋桨的有效推力,一般倾斜角δ为1-5°左右。
  2、中心线(钢丝线)经校核确定后,做好标记,并把它卸下。
  3、将尾轴管安放在中心线确定的位置上,并用中心线(钢丝线)穿过尾轴管内孔,系好在原先的标记上。
  4、用辅助工具细心移动尾轴管使之对中于中心线(钢丝线)。
  5、校核好的尾轴管定位后,要谨慎施焊:①防止过量施焊造成尾轴管座变形,铜套或铜套座、自动向心滚珠轴承嵌不进去;②防止不合理的施焊造成尾轴管翘曲变形,螺旋桨轴装不进去,或转动困难。
  6、尾轴管安装完成后,要把尾轴管总成的其它零件(前、后轴承,前、后轴封等)装配好。
  7、安装螺旋桨轴,并检查螺旋桨轴在尾轴管的活动情况,螺旋桨轴应转动灵活,无紧滞现象,然后再安装联轴节。
  8、吊装齿轮箱在机座上使之与螺旋桨轴对中、定位及固定。
  9、吊装主机在机座上使之与齿轮箱对中、定位及固定。
  二、轴系相关产品装船前检验
  新造船舶的轴系检验应按相应的船舶建造检验规程进行。
  (1)对轴系相关产品装船前检验前,要查阅及熟悉相关图纸:①轴系计算书及齿轮箱承载能力校核;②轴系布置及润滑管系图;③尾轴及尾管装置总图;④螺旋桨轴图;⑤联轴节图等相关图纸等等。
  (2)通过尾轴证书查阅艉轴编号、用于船舶、材质、总长、基本轴经、轴承处跳动量、轴承处轴经测量值、尾轴图号等相关数据。
  (3)查阅轴系零件、轴系传动设备和螺旋桨实物是否相关图纸相符。
  (4)对产品进行外部检查。如发现明显缺陷,应要求船厂进行必要的拆检或试验。经检验合格后方可装船。
  (5)按照审查批准的图纸检查零部件的加工精度及装配质量是否与之相符,如采用焊接联轴节,应该对焊接工艺进行内、外部检查。
  三、安装检验
  (1)理论轴系中心线是安装轴系的基准,轴系中心线可通过拉钢丝线方法或光学仪器法定出。由于贵港航区的轴系都是短轴系,轴系中心线基本通过采用拉钢丝线方法定出,取两个点(基准点)来确定轴系理论中心线的所在位置,将直径为0.5―1mm的钢丝线穿过所标定的轴系中心线前、后两基准点,在钢丝线的尾端用吊重的方法将钢丝线拉直。
  (2)轴系定位检查时应注意实际轴线与设计轴线的偏离情况及轴系与舵系中心线的偏离情况。在船体建造进度、周围环境等条件都适宜的情况下,轴系拉钢丝线与舵系拉钢丝线应同时进行。轴系中心线与舵系中心线相交度不大于3mm,两线垂直度不大于1mm/m。检验两线相交度可用钢尺,检查十字线垂直度可用预先制作的十字形样板,也可以用其它几何方法。
  (3)确定尾柱轴壳处(或人字架)的尾轴管管孔与原定轴中心线的偏差值以及加工精度均应在允许公差范围内。
  (4)尾轴管上船安装前应经试验压力为0.2Mpa的液压试验并达到合格。
  (5)尾轴在安装后而未装密封装置前,应用长塞尺从后轴承后端和前轴承前端测量艉轴与尾轴管轴承的左右及上下部位的间隙,要求上部间隙等于装配间隙,下部间隙用0.05mm塞尺插不进,左右两侧的间隙各自等于装配间隙的40%―60%。
  (6)带有键槽的螺旋桨应用色油及测隙片检查桨壳与螺旋桨轴锥体,键与键槽接触情况应符合要求。键的两侧应与键槽稍过盈配合,一般用0.03mm塞尺检查时不应插入。螺旋桨压紧螺母装妥后,必须有防松装置,密封装置的锁紧螺母亦有可靠的防松装置。
  (7)尾轴油封装置在安装完毕后,须经压油试验并达到合格。当采用重力油柜时,可手摇泵至有回油时算起,继续压油3分钟,油封不允许有泄漏为合格(试验时应缓缓转动尾轴),若属橡皮筒式端面密封,允许每分钟不超过3滴。
  (8)尾轴联轴节法兰与齿轮箱轴连接法兰的安装检查,首先检查连接螺栓的型式,是采用紧配螺栓还是采用普通螺栓连接,审查计算资料及安装技术参数,如紧配螺栓的数量、材质、直径是否符合审批图纸要求。
  (9)轴系校中检查,使用的校中方法是按直线性校中原理校中的一种,即为按法兰上规定偏中值校中法。下水前,在主机、齿轮箱与轴系对中定位时测量轴系偏移值和曲折值,检查是否在图纸要求的范围内。一般偏移值不大于0.15mm,曲折值不大于0.20mm/m。为了便于测量,在两连接法兰端面之间应有0.5-1mm的间隙,且连接法兰应处在松脱状态。
  (10)船舶下水后,一般是下水后3-5天待船体下水后变形趋于稳定,并在早晚(或阴雨天)变形较小时作轴系最后校中调整,按照下水前使用的轴系校中方法进行轴系校中检验。
  四、轴系系泊、航行试验
  轴系系泊、航行试验通常是与主机系泊、航行试验同时进行。
  轴系先进行低速的系泊试验。此项检验主要是检验轴系运转的灵活性。系泊试验合格后的轴系才能进行航行试验,以检验轴系运转的可靠性。
  轴系航行试验时,往往是根据轴承工作时的温度是否正常作为评定轴系工作是否正常的主要依据。轴系运转时,检查有无异常响动及抖动情况;检查轴承有无发热现象,主推进轴系及其传动装置中的滑动轴承温度不超过65℃,滚动轴承的温度不超过80℃。轴系航行试验中还要检验轴系工作的平稳性,是否存在不允许的振动、敲击声和摩擦声;并检验尾轴管装置的油密性、水密性等。
  五、结束语
  建造船舶轴系安装及检验直接影响到其使用寿命,轴系安装好坏也是船舶建造质量评判重要依据之一。
  参考文献
  [1]钱耀南.船舶柴油机[M].大连:大连海事大学出版社,1998年.
  [2]钢质内河船舶建造规范(2009)第1分册、第2分册.北京:人民交通出版社,2009年.
  [3]陆俊岫.船舶建造质量检验.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,1995年.
  [4]张兴芝.轮机管理.北京:科学出版社,1993年.
来源:《科技与企业》


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